乳酸菌作为生物抑菌剂在肉与肉制品中的应用研究进展

杨慧轩，罗 欣，梁荣蓉，杨啸吟，朱立贤，毛衍伟，董鹏程，韩广星，张一敏,*

（1.山东农业大学食品科学与工程学院，山东 泰安 271018；2.国家肉牛牦牛产业技术体系临沂站，山东 临沂 276000）

近年来，随着食品工业科技的不断发展，肉类产品加工、包装、贮藏和运输等环节逐步系统完善，传统的抑菌保鲜方式已经不能满足现代肉类工业的需求。乳酸菌作为新型生物抑菌剂便成为了传统抑菌方式良好替代产品。乳酸菌因其能够产生有机酸、细菌素及其他抑菌物质等代谢产物，在大量的实验研究中证明是控制食源性病原体天然且有效的菌株[1]。因此，乳酸菌作为生物抑菌剂的良好备选菌株，成为化学食品添加剂的优良替代品并逐渐成为保障食品安全的重要物质。目前已有很多研究将乳酸菌作为生物抑菌剂应用于肉与肉制品中，但是不同的研究中所选用的乳酸菌菌株、被接种的肉制品种类、应用的环境条件、作用的靶向菌群及获得的抑菌效果不尽相同，乳酸菌在使用过程中存在的问题和缺陷以及乳酸菌自身潜在的安全性问题也都缺乏系统综述。所以，肉类工业很难将其中某一项的研究结果应用于生产实际。因此，将已有研究成果进行系统的归类、总结，进而给出乳酸菌在肉类产业中的使用建议，对于推动生物抑菌剂在肉类产业中的进一步应用十分必要。

本文对乳酸菌的主要抑菌机制和其在肉中不同的包装方式、使用方式、代谢环境、加工方式和温度变化条件下的微生物污染防控效果以及潜在的安全性问题展开了综述和讨论，并对乳酸菌作为生物抑菌剂在肉类及其制品中的实际应用现状和存在的问题系统总结，以期为乳酸菌在肉类产业中的进一步应用提供参考。

1 乳酸菌在肉与肉制品应用中的主要抑菌机制

乳酸菌与一些常见致病菌之间存在相互作用机制，这也已成为其作为生物抑菌剂的重要研究内容，因此乳酸菌的生物保护效果及其机制受到了广泛的关注。乳酸菌本身的代谢活动以及代谢过程中释放的有机酸、过氧化氢和细菌素等代谢产物[2]，都是其抑制常见致病菌及腐败菌等目标菌的有效作用物质。乳酸菌的相关抑菌机制已有较为广泛的研究及综述，如图1所示，乳酸菌对目标菌株的抑制机制主要包括：1）有机酸、细菌素、过氧化氢等对细菌屏障结构造成破坏，影响其通透性和稳定性，造成细胞质外流等；2）乳酸和乙酸等弱酸解离对细菌质子梯度的干扰；3）上述抗菌物质在进入目标菌细胞后，可钝化抑制酶活性，对细菌DNA合成、RNA转录等过程造成干扰；4）乳酸菌对营养底物的竞争性利用。

图1 乳酸菌的抑菌机制Fig. 1 Hypothetic mechanisms for antibacterial effect of lactic acid bacteria

1.1 有机酸

乳酸菌在对糖发酵后，产生乳酸和乙酸等其他有机酸，其主要通过与目标细胞膜结构中的磷脂及脂多糖作用从而对目标菌株的细胞膜结构产生破坏[3]；目标菌株主动运输H+消耗大量ATP导致生长代谢速率降低[4]；影响质子电化学势梯度从而破坏目标菌的跨膜运输系统[5]；H+在细胞内聚集造成了胞内渗透压的升高，胞内微环境的改变使得细菌酶变性或钝化，对DNA合成、RNA转录等造成干扰[6]。但是乳酸菌生产有机酸的能力和类型会受到乳酸菌种类、培养成分和生长条件的影响，这对其实际应用造成了困难，例如Özcelik等[7]发现在凤尾鱼浸出液肉汤中乳酸菌的乳酸、乙酸和琥珀酸产量以及在鲑鱼浸出液肉汤中甲酸的产量均要高于MRS肉汤。目前有机酸在肉类加工业中，尤其是肉牛屠宰末端已广泛应用。通常认为乳酸菌产生的有机酸中乳酸和乙酸为主要抑菌物质[8]，但是乳酸菌自然产生的单种有机酸浓度往往低于部分菌株的最小抑菌浓度。此外，存在一些耐酸性较强的霉菌和酵母菌，El-Gazzar等[9]发现寄生曲霉菌在含有0.50%和0.75%乳酸的培养基中依然可以生长。因此，不同有机酸之间的协同抑菌效应[10]还需进一步阐明。

1.2 细菌素

细菌素通常是一种核糖体合成的抗菌肽，一般情况下，各种革兰氏阳性菌都能产生细菌素，其中乳酸菌细菌素研究最为广泛[11]。乳酸菌产生的细菌素具有多种分类方式，其主要分为I类羊毛硫抗生素（含羊毛硫氨酸抗生素）和II类羊毛硫抗生素（可进一步分为IIa、IIb、IIc和IId）[12]两大类。大部分细菌素可通过连接或嵌入目标菌株细胞膜并在上面形成孔道，导致细胞内容物外泄，从而使得目标菌死亡[13]。Héquet等[14]在火腿中对比使用了产细菌素的清酒乳杆菌（Lactobacillus sakei）2512和不产细菌素的清酒乳杆菌L110，虽然二者有相近的培养基酸化速率，但产细菌素处理组中英诺克李斯特菌（Listeria innocua）数量更低，且整个贮藏期60 d内目标菌株均未显著生长。同样，Castilho等[15]发现在整个贮藏期间，添加产细菌素的弯曲乳杆菌（Lactobacillus curvatus）处理组中的单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogene）（后简称为“单增李斯特菌”）细胞数均低于清酒乳杆菌ATCC 15521（不产细菌素）处理组1～2（lg（CFU/g）），在以细菌素为控制变量时，不同的处理之间的减菌效果差异显著。但是在实际应用时，也应考虑到乳酸菌产生的细菌素是否会对其他有益菌株或协同菌株产生抑制作用[16]，肉中的脂肪和蛋白酶是否会干扰其抑菌性等问题。虽然存在一些对细菌素敏感的菌株，但细菌素的特异性相较于其他特异性杀菌物质如噬菌体等还相对较弱。此外，乳酸菌细菌素对于目标菌株的完全清除能力不足，因此，基于细菌素进行靶点抑菌的研究，需深入了解细菌素的产生和作用方式的机制。同时还需对细菌素毒理学研究和动物摄食后分子去向进行进一步探索，使得产细菌素乳酸菌菌株更加安全有效地投入食品安全领域。

1.3 竞争性抑制

乳酸菌与其他微生物共培养时，其自身有关碳水化合物、能量产生和氨基酸代谢有关的蛋白质有过表达现象产生。Orihuel等[17]在研究蒙氏肠球菌（Enterococcus mundtii）与大肠杆菌共培养与单独培养时，发现蒙氏肠球菌与氨基酸的生物合成和代谢有关的ATP结合盒转运蛋白（ATP-binding cassette transporter，ABC）过度表达，此外，该研究还检测到与糖酵解、烯醇化有关的酶和与细胞分裂相关的酶均过度表达，表明乳酸菌能够通过促进糖酵解和细胞分裂以抑制大肠杆菌的生存。Yang Dong等[18]在分析双歧杆菌（Bifidobacterium bifidum）和单增李斯特菌共培养的差异蛋白的实验中，也发现共培养后蛋白质翻译系统中参与蛋白质和核酸生物合成的酶数量增加，包括核糖体蛋白、转移RNA谷氨酰转移酶和翻译延伸因子，这些酶数量的增加都促进了蛋白质的翻译。共培养能够使乳酸菌在糖代谢、能量产生、转录、细胞分裂和氨基酸代谢中许多蛋白过表达，以此加快自身代谢速率，并提高其与其他菌株竞争营养底物的能力，从而达到抑制目标菌株生长的目的。

1.4 过氧化氢

研究表明乳酸菌悬液中产生的过氧化氢（H2O2）可以在悬液中积累，并有显著的抑菌作用。H2O2已作为抑菌物质广泛应用于食品领域[19]。H2O2导致细菌的DNA、细胞蛋白质和细胞膜脂质氧化是其抑菌的主要机制[20-21]。Ito等[22]从不同的食品中分离出193 株乳酸菌，其中有27 株可在悬液中积累相对较多的H2O2，实验中乳酸乳球菌乳酸亚种（Lactococcus lactissubsp.lactis）AI 62产生的H2O2对小肠结肠炎耶尔森氏菌（Yersinia enterocolitica）等其他致病菌均有显著抑菌作用。乳酸菌产生的H2O2量会受到环境气体状态的影响，相较未暴露在空气的状态，其在空气条件下会产生2～3 倍的H2O2，这可能与烟酰胺腺嘌呤羟基二核苷酸（nicotinamide adenine hydroxy dinucleotide，NADH）氧化酶在空气中具有较高的氧气利用率有关[23]。振荡培养也会使菌株的生长环境通入更多的氧气，Collins等[24]研究表明在振荡培养下，部分嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）产生了更多的H2O2（40～50 mg/kg），而未振摇状态下H2O2的产生量仅为5 mg/kg，这也可能与振荡培养中细胞链的长度比在静态培养的长度较短有关。此外，乳酸菌与乳酸和低水平的乳酸钠结合后也可产生一定水平的H2O2，这种方式为延长食品货架期提供了一种相对经济的方法[25]。虽然H2O2有着良好的抑菌效果，但是上述的研究中，均以乳酸菌所产生的H2O2为主要抑菌方式，如何让H2O2在食品中有效积累并显著抑菌还需要后续大量研究进行探索。

1.5 其他抑菌途径

乳酸菌除了上述抑菌机制外，还有其他多种抑菌途径。罗伊乳杆菌（Lactobacillus reuteri）可在厌氧条件下代谢生成罗氏菌素（3-羟基丙醛），其对革兰氏阴性菌有较好的抑菌能力，在发酵乳制品中添加使用也未对品质产生不利影响[26]；微生物胞外多糖具有增稠、增黏和充当乳化剂等多方面的应用潜力，乳酸菌可以产生不同类型的胞外多糖，其中硫酸多糖可单独或结合其他抗菌物质控制病毒和细菌的生长[27]；生物膜是一种细胞固定化的自然形式，其可在多种类型的表面形成，来抵御消毒和清洗，致病性和致腐性的微生物生物膜对食品工业造成了巨大的安全风险[28]，乳酸菌可通过释放抗菌代谢物和胞外多糖，及通过对生长因子和黏附位点的竞争来抑制有害微生物生物膜的形成[29]。此外，乳酸菌酸性发酵液还可降低介导群体感应的N-酰基高丝氨酸内酯（N-acyl homoserine lactone，AHL）信号分子的释放，从而对生物膜的形成产生抑制[30]。

乳酸菌的多种代谢产物如有机酸、细菌素和H2O2均有显著的抑菌能力，并且可以通过不同抑菌途径对细菌的生物膜进行清除或抑制。但是，上述抑菌途径中的代谢产物大部分是在适宜乳酸菌生长的条件下进行富集，在肉中实际应用时乳酸菌的抑菌产物产量要远远低于理想环境条件下的产量；因此，乳酸菌在肉中如何有效抑菌，这些抑菌途径如何协同作用，其中的机制还需进一步阐明。

表1总结了乳酸菌在抑制一些主要食源性致病菌如单增李斯特菌、沙门氏菌和大肠杆菌O157:H7以及肉中常见的腐败菌如假单胞菌和热杀索丝菌等的作用效果，总体来看，乳酸菌接种到不同的肉类及其制品中后，都可对目标菌株产生抑制作用，并且适应大部分低温贮藏温度范围（即使产生温度波动）。此外，尽管抑菌效果不同，乳酸菌基本适用常见的肉类包装方式和加工方式。下文从肉与肉制品的包装条件、乳酸菌的使用方式、乳酸菌的

代谢环境、肉制品的加工方式和乳酸菌接种后温度变化条件下，乳酸菌对肉中微生物的防控作用展开论述。

表1 乳酸菌对肉制品中微生物污染的防控效果Table 1 Efficacy of lactic acid bacteria in preventing and controlling microbial contamination in meat products

2 乳酸菌在肉与肉制品中的应用效果的影响因素

2.1 包装方式

细菌群落的动态变化会受到贮藏包装类型的很大影响，在一般情况下，冷鲜肉在真空包装条件下的优势菌群常见为乳酸菌[43-45]，因此，乳酸菌在真空包装中具有更长时间的抑菌效果[1,14,40]。Aymerich等[1]在冷熏三文鱼肉中测试了3种具有潜在抑菌能力的乳酸菌在低温下对单增李斯特菌的抑制效果，结果显示清酒乳杆菌的抑菌效果最好，相较于对照组单增李斯特菌数量降低了3.44（lg（CFU/g）），并且在贮藏21 d内均未显著增长。这些结果表明，肉源乳酸菌可作为生物抑菌剂在真空环境下提高食品安全性。而在MAP中，填充的CO2可以使微生物延滞期延长，对数期的生长速率降低，所以在贮藏前期，MAP对乳酸菌生长也有一定的抑制作用，这也许是Saraoui等发现乳酸菌在虾肉贮藏第一周前期对单增李斯特菌未有显著抑菌作用，但在后期又发现单增李斯特菌数降至低于检测阈值的原因[34]。有研究表明，在冷藏条件下，50% CO2+50% N2的MAP比真空和空气包装更好地提高了鱼肉制品的品质，延长了其货架期[46]。并且在相同的MAP环境下，不同的乳酸菌组合方式也显著影响抑菌效果[41]。因此，保证产品品质的前提下延长肉类产品货架期，还需进一步探究确定适宜的气体成分、乳酸菌组和方式及接种浓度。乳酸菌在托盘包装或者在空气中（无包装或无菌培养皿）维持效用的时间相对较短，因为一般在空气条件下，假单胞菌等易成为优势菌群。Duan Xingxing等[47]发现在无菌培养皿中添加含有100 mg/mL抗菌物质的副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）发酵液可将生鲜鸡肉货架期延长4 d，在贮藏期8 d时对照组和处理组中假单胞菌的相对丰度各为89.7%和63.1%，虽然乳酸菌产生的抑菌物质显著延长了货架期，但假单胞菌在菌群结构中的优势地位并没有改变。在无包装或托盘包装下，乳杆菌科的相对丰度会因假单胞菌等细菌的生长而降低[48]，但其仍然是贮藏期间的生长优势菌株，仍可能会存在一定的营养竞争作用，减缓肉类产品中的菌群结构向腐败能力强的菌群演变。Danielski等[36]发现麦芽芳香卡诺杆菌可以抑制托盘包装的熟火腿中英诺克李斯特菌生长，且不影响贮藏过程中的产品品质。在冷藏温度下，不同包装条件中的乳酸菌都可提供较好的生物保护作用，特别是在更适宜其生长的真空包装中。因此对肉与肉制品使用乳酸菌作为生物抑菌剂时，应结合恰当的包装方式，通过制造适宜其生长的包装环境，增强其抑菌效果，从而提高产品安全性。

2.2 使用方式

虽然人们通过添加乳酸菌来保藏食物已有较长的历史，但随着食品工业的不断发展，与之相适应的使用方式同样需要不断地开发和探索。Bomdespacho等[42]用嗜酸乳杆菌逐步替代汉堡肉中亚硝酸盐（嗜酸乳杆菌分别与未添加、75 mg/kg和150 mg/kg亚硝酸盐联合使用），各处理组在贮藏6 d时凝固酶阳性葡萄球菌、亚硫酸盐还原梭状芽胞杆菌和大肠杆菌均未显著生长；该研究表明，乳酸菌作为生物抑菌剂，即使在减少部分或全部腌制盐的情况下，仍能有效地维持加工肉制品的安全性；但仅靠单一乳酸菌并不能完全控制所有微生物的生长，如酸耐受性较好的大肠菌群在第6天时，已由0 d的2.28（lg（CFU/g））增长到了4.78（lg（CFU/g）），这也许可以通过和产其他细菌素的乳酸菌混合使用来弥补这一缺陷。Comi等[41]使用多种乳酸菌进行不同比率混合，发现其可将挥发性盐基氮含量降低到300 mg/kg以下，从而延缓牛肉饼的腐败，将货架期延长至12 d。但不同种类和数量的乳酸菌组合产生的抑菌效果差异显著，这可能与不同乳酸菌之间的生长速率和代谢途径有关，并且乳酸菌之间的协同效应或者代谢产物之间的协同效应仍需进一步探究。Saraoui等[34]将鱼乳球菌和广布肉杆菌两种乳酸菌混合或单独应用在熟制虾肉中，这两种保护菌株之间不存在协同效应，混合使用与单独使用广布肉杆菌具有相同的抑制效果。但也有研究发现鱼乳球菌能有效去除贮藏初期广布肉杆菌产生的不良风味，因此，在水产品的生物抑菌策略中使用二者的混合制剂是一种较好的选择。此外，恰当的联用方式可以增强抑菌效果，Castellano等[38]使用的乳酸菌并未产生显著的杀菌效果，但其将Na2EDTA与乳酸菌联用后，其在整个贮藏期内都产生了显著的抑菌效果，原因可能为Na2EDTA的螯合作用能够去除革兰氏阴性菌细胞保护性外膜中脂多糖层中的二价阳离子，从而使它们对疏水肽（如细菌素）敏感，因此增强了乳酸菌的抑菌能力。乳酸菌可与传统的抑菌剂联合使用产生抑菌效果，是极有潜力替代传统抑菌剂的抗菌物质，同时，不同乳酸菌之间的联用或混合使用能够发挥更好的抑菌效果，但其中的协同抑菌机制需要进一步阐明。

2.3 代谢基质环境

乳酸菌产生的抗菌物质种类繁多，其范围可从一些简单的初级代谢产物到生物转化、多肽合成和蛋白质裂解产生的复杂化合物，例如有机酸、过氧化氢、二乙酰、细菌素和抗菌肽，且均具有不同的抗菌活性范围[49]。由表1可以看出，乳酸菌在不同的肉类基质上均可以有效控制致病菌或腐败菌的生长，但值得注意的是，将体外抑菌实验筛选出来的乳酸菌直接或者间接使用在肉类产品中时，并不能达到理想效果，甚至没有显著的抑菌效果。Castilho等[15]使用乳酸菌部分纯化的细菌素抑制单增李斯特菌的生长，但细菌数量未显著下降，这可能是细菌素与磷脂结合或因甲酰-谷氨酰基转移酶失活等因素造成的结果，这也可能是7 d时乳酸链球菌素处理香肠中又检测到单增李斯特菌的原因。研究表明，类似于乳酸链球菌素、片球菌素等细菌素的扩散都会受到环境中如pH值、盐浓度、亚硝酸盐和硝酸盐、脂肪含量、可扩散的水相和可溶解的脂肪表面等因素的影响[50]。另一重要的代谢产物有机酸也在肉类基质环境中存在同样的问题，乳酸菌在体外实验的培养基中会积累大量有机酸，产生显著的抑菌效果[49]，但是Morales等[39]发现在体外肉汤抑菌实验中，清酒乳杆菌处理组在贮藏5 d时莓实假单胞菌计数已经接近检出下限，却与在肉中接种的实验结果（清酒乳杆菌并未显示出有效的减菌效果）相矛盾。培养基中的葡萄糖浓度是乳酸菌产生有机酸的关键因素，培养基中的碳水化合物利用率越高，有机酸的含量就越高，pH值降低也就越快，从而产生拮抗效果。而肉类中的葡萄糖主要以糖原形式储存于肌细胞中，乳酸菌较难代谢这些葡萄糖，因此不容易达到理想的抑菌效果[51]。乳酸菌对营养物质要求非常严格，一般在含有大量酵母提取物和蛋白水解物的培养基上才能获得最佳的生长与细菌素生产条件，因此，使用营养丰富的培养基往往会过高估计乳酸菌的生长能力[52]，这导致在肉中直接接种乳酸菌而产生的代谢产物远远会低于培养基中的产量。在筛选可作为生物抑菌剂的乳酸菌时，体外肉汤和固体培养基上对目标菌株的拮抗效果虽然是很重要的评价标准，但仍需与实际的肉类添加基质相结合，以此确定恰当的接种浓度或使用方式来确保乳酸菌在肉中的抑菌效果。

2.4 加工方式

随着食品工业的不断发展，食品种类也持续增加，相应的食品加工技术也层出不穷，这就要求乳酸菌要与现代加工技术相适应。Arief等[37]在羊肉香肠中添加植物乳杆菌IIA-2C12后发现，乳酸菌能很好地适应烟熏香肠的加工工艺，其生长活性未受到干燥、冷熏等加工工艺的影响，植物乳杆菌将大肠杆菌数控制在约1（lg（CFU/g））（对照组中大肠杆菌数已接近4（lg（CFU/g））），并且无沙门氏菌检出（对照组沙门氏菌检出呈阳性）。辐照杀菌技术[53]因具较强的微生物清除能力被应用于食品杀菌当中，Morales等[39]发现与辐照的鸡肉相比，在未辐照的鸡肉中观察到了更大的生物保护潜力，这也许与生鲜肉中初始的微生物菌群有关，与辐照肉相比，未辐照肉中的天然微生物可以提供额外的抑制目标菌株的能力[54]。由表1可以看出，乳酸菌对不同切分方式下的肉类均有显著的抑菌作用，可适应块状[39]或糜状肉[35]的预处理加工，另外，无论是在块状肉上喷洒或涂抹，还是在肉糜中添加乳酸菌、细菌素等其他抗菌物质扩散到靶细胞的距离也是影响乳酸菌抑菌的重要因素[50]。此外，抗菌物质稳定性也会受到加工方式的影响，例如在搅碎程度更高的肉糜中，大量的细胞内蛋白酶被释放出来，这会大大降低细菌素的抑菌效果，肉中脂肪也会吸附肽类物质，使其拮抗作用下降[55]。此外，表1中所列的研究中，接种乳酸菌后致病菌的降低量较小，但是相较于对照组这仍具有显著的抑菌效果，考虑到实际生产中致病菌较低的初始污染水平，乳酸菌所产生的抑制效应对食品安全有着较高的应用价值。

2.5 温度

温度是影响乳酸菌代谢的重要因素，由表1可知乳酸菌在低温状态下具有一定的生物保护潜力，也有部分学者对变温状态下乳酸菌的抑菌能力展开探究。Costa等[31]将乳酸菌与致病菌在鲷鱼片上共培养，结果显示在环境温度4～8 ℃或2.5～12.0 ℃范围不断波动条件下，清酒乳杆菌仍可有效控制单增李斯特菌的生长；还通过不同温度条件下在鱼（海鲷）汁中单独培养和共培养的微生物实验数据推导出微生物交互作用模型，用来模拟等温和非等温条件下在MAP下鱼片上微生物的交互作用，为乳酸菌抑制致病菌提供预测建模工具，便于优化生物保护方法，提高了乳酸菌使用的可靠性和安全性。贾珊珊[56]则模拟了冷链在极度破坏的情况下，于温度波动较大范围（4～28 ℃）内使用乳酸菌来控制生鲜鸡肉中的产气荚膜梭菌（Clotridium perfringens），结果显示发酵乳杆菌抑制作用最好，产气荚膜梭菌数量与温度波动前无显著差异。虽然食品冷链物流已逐渐普及，但是运输期间可能会发生如冷却设备故障、冷却能力下降等问题造成冷链温度的波动，而乳酸菌可以在温度波动时发挥生物保护作用，为冷鲜肉类产品提供一定的安全保障，是一种极具潜力的抑菌方法。

3 乳酸菌对肉制品品质的影响

在肉制品中添加乳酸菌不仅可以有效控制不良微生物的生长，同时还可以改善组织结构、硬度、弹性和咀嚼性等品质特性。Slima等[33]在牛肉香肠中使用植物乳杆菌代替亚硝酸盐，在贮藏5 d和10 d后与对照组相比产品硬度显著降低，这让消费者更易接受该类产品。Arief等[37]也发现添加了植物乳杆菌的香肠有着更柔软的质地，这可能是由于该菌中蛋白水解酶的存在增加了香肠中粗蛋白的含量，同时乳酸菌的脂解过程可能对降低产品脂肪含量有着重要作用，这也使得处理组中香肠有着较低的脂肪含量（质量分数6.39%）和较高的蛋白质含量（质量分数19.36%）。

肉色是肉类产品非常重要的感官特性，消费者通常将此作为生鲜肉及其制品新鲜度和品质的重要参考标准。Zhang Yimin等[40]发现清酒乳杆菌在抑菌的同时，贮藏后期可以显著提高牛排的L*值，从而提高牛排品质。Gou Mengxing等[57]研究表明乳酸菌中的硝酸还原酶和一氧化氮合成酶均参与了NO生成，而NO与亚硝基肌红蛋白（nitrosylmyoglobin，Mb-NO）的形成有关，Chen Xi等[58]得到的研究结果也说明了这一现象，植物乳杆菌CMRC6和清酒乳杆菌CMRC15两菌株可能具有亚硝酸盐还原酶活性，促进肌红蛋白的亚硝化作用，从而使得香肠呈现出典型的粉红色。此外，还有研究表明，乳酸菌具有在肉中部分或全部取代亚硝酸盐的潜力[33,42]。

乳酸菌对于糖类的代谢可将其转化为有机酸，从而降低pH值。Zhang Yulong等[59]发现接种发酵的酸肉其pH值降低速度明显高于自然发酵方式，并且180 d贮藏末期具有更低的终pH值。Jones等[60]在羊肉中使用了3 株清酒乳杆菌混合制剂，发现不论是高浓度（3 000 CFU/cm2）或低浓度（30 CFU/cm2）接种乳酸菌，都在肉表面形成了稳定的优势菌群，其代谢产物乳酸和乙酸均降低了羊肉表面pH值，并且高浓度处理组在贮藏前期pH值降低速度更快。但较低的pH值会造成较酸的口感，加入乳酸菌可能会降低肉类产品在口味上的可接受性[37]。

总体来看，乳酸菌作为生物抑菌剂在肉与肉制品中的应用，会一定程度上改善生鲜肉及其制品的色泽、营养结构、感官特性等，提高其商业价值，同时乳酸菌的代谢活动会降低肉中的pH值，能够抑制食品腐坏和致病微生物，保证食品的质量和安全，但这也造成了一些肉制品口味的变化，可能会令其食用的可接受性降低。因此，如何让乳酸菌在提供生物保护功能的同时降低其对肉与肉制品风味的不良影响将是未来的重要研究方向。

4 乳酸菌的安全性

目前，许多乳酸菌被美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration，FDA）认定为公认安全（generally recognized as safe，GRAS）[61]，并且具有欧洲食品安全局（European Food Safety Authority，EFSA）确定的安全合格推定（qualified presumption of safety）地位[62]，近年来，我国食品安全标准与监测评估司也已将弯曲乳杆菌[63]、瑞士乳杆菌[64]等乳酸菌作为“三新食品”中的新食品原料加入食品中。虽然大部分乳酸菌在使用过程或安全性检测中并未发现安全问题，但是随着越来越多的乳酸菌被开发利用于肉类工业，这增加了其作为生物抑菌剂的使用风险。Maragkoudakis等[35]研究发现粪肠球菌（Enterococcus faecalis）和发酵乳杆菌均对临床中重要的抗生素如氨苄西林、四环素和万古霉素敏感，但对氯霉素和红霉素则不敏感。还有研究表明，粪肠球菌的gelE和sprE基因上游便存在与金黄色葡萄球菌调节毒力因子表达的agr基因具有同源性的基因[65]，并且该菌多种毒力因子编码在信息素响应质粒上，这些质粒可以在粪肠球菌之间高频转移[66]，此外，粪肠球菌具有不同的基因转移机制（信息素响应质粒、结合质粒和非结合质粒），这都增加了其在食品中作为生物抑菌剂的风险[66]。可以通过分子生物学技术和动物模型实验等来研究乳酸菌可能存在的毒力因子，确定其在食品中的毒力风险，评估菌株的安全性，这也需要未来研究中不断扩充有潜在致病性的毒力因子类型与组合。

5 结 语

乳酸菌作为从自然环境或加工食品中分离出的生物抑菌剂，在食品中能够充当活性抑菌成分，具有传统化学减菌剂不可比拟的优势。大量研究已经表明其对食品中的腐败菌及致病菌具有良好的抑制作用，并且可在多种肉类产品和不同的环境条件下发挥抑菌作用，这些都证明乳酸菌作为生物抑菌剂在食品安全领域具有巨大的应用潜力。

但乳酸菌作为生物抑菌剂应用于肉类工业中还要经历很长的历程。1）乳酸菌在实际应用时，往往受制于生长环境，如在不同包装之间或者肉类呈现方式之间抑菌能力会产生差异，因此合适的菌株选用以及合理的添加方式仍需大量实验探究；2）乳酸菌细菌素在肉类产品中应用时，往往会受制于肉中的蛋白酶分解和脂类物质的吸附等，因此在肉中添加以细菌素的产生为目标的乳酸菌时，如何让细菌素在肉中正常发挥抑菌作用还要进一步研究；3）不同乳酸菌之间的合理组合会提高产品质量及抑菌效果，因此，备选的乳酸菌菌株还需大量开发扩充，以提高其使用的合理性和可靠性；4）应该建立配套完善的乳酸菌安全性检测系统，未来还要不断挖掘潜在的毒力因子类型和组合，使得乳酸菌更好、更安全地应用于肉类食品领域。