肉是营养丰富的高蛋白质食品,同时也极易腐败。传统评估肉腐败程度的方法通常是主观的,而在细菌水平上的评估则需要耗时、耗力的微生物培养分析。为了提高分析检测效率,保证食品安全,肉类工业需要快速、在线无损的分析方法来检测产品中的微生物,并预测肉的保质期。拉曼光谱（Raman spectroscopy）技术是基于拉曼散射效应发展起来的光谱分析技术,该技术具有快速无损、操作简便以及样本处理简单等特点,为肉类工业在线应用提供了可能,是具有广大应用前景的朝阳技术。因此本论文对拉曼光谱预测牛肉微生物的潜力进行了初步研究。本实验共选取了20头24月龄杂交牛（鲁西黄牛×西门塔尔）左半胴体的背最长肌,将其分割成3cm牛排随机分配到真空包装和50%O₂气调包装中。两种包装在0⁴℃冷库中,分别贮藏0天、3天、7天、14天和21天,并在每个贮藏时间点测定牛排的拉曼光谱、菌落总数、乳酸菌数、假单胞菌数、热杀环丝菌数、肠杆菌数、微生物菌群多样性,以及与微生物相关的品质指标pH值和肉色;选取500-1800cm^-1的拉曼位移,采用偏最小二乘算法（Partial Least Squares Regression,PLSR）对不同贮藏时间所得的光谱、pH值、肉色和微生物指标进行建模分析。选取最小均方根误差（root mean squared error of prediction,RMSEP）对应的潜变量数（Latent Variables,LV）为基准建立预测模型,采用留一法交叉验证（leave one out cross validation）对预测模型进行验证。本实验的主要结果如下:（1）包装方式对牛排pH值没有显著影响（P>0.05）,但是对贮藏第7天和第14天的a*和b*影响显著（P<0.05）。相比于真空包装组,50%O₂气调包装组牛排表现出更好的护色效果,尤其在贮藏后期。相比于真空包装,50%O₂气调包装对牛排展现出更好的抑菌效果。50%O₂气调包装组的菌落总数、假单胞菌数和乳酸菌数在贮藏后期整体显著低于真空包装组（P<0.05）。两种包装中微生物多样性都随贮藏时间延长而降低,50%O₂气调包装牛排拥有比真空包装牛排更复杂的微生物群落演替过程。初始微生物群落主要是由不动杆菌属、苍白杆菌属和栖热菌属组成,但从第14天开始50%O₂气调包装组环丝菌属相对含量迅速提升,环丝菌属、沙雷氏菌属和乳酸菌属在贮藏后期成为主要优势菌群。贮藏过程中不动杆菌、乳酸菌和肉食杆菌交替成为真空包装组的优势菌群,其中肉食杆菌为贮藏第14天之后的优势菌。（2）拉曼光谱具有较好的预测贮藏0d牛排的L*(R²_cv=0.78,RMSEP=2.61)、贮藏前7天的pH值(第0天:R²_cv=0.99,RMSEP=0.071;第3天真空组:R²_cv=0.35,RMSEP=0.065;第3天气调组:R²_cv=0.48,RMSEP=0.066;第7天真空组:R²_cv=0.56,RMSEP=0.067;第7天气调组:R²_cv=0.56,RMSEP=0.061;),以及长达21天贮藏期的菌落总数和乳酸菌数的能力(真空组菌落总数:R²_cv=0.99,RMSEP=0.61;气调组菌落总数:R²_cv=0.90,RMSEP=0.38;真空组乳酸菌数:R²_cv=0.99,RMSEP=0.54;气调组乳酸菌数:R²_cv=0.75,RMSEP=0.60)。贮藏时间相同时拉曼光谱对50%O₂气调包装组牛排L*值的预测能力要高于真空包装组。贮藏期间伴随着牛排微生物和相关指标变化,与之相关的拉曼位移条带如下:827、853 cm^-1处的酪氨酸双带;974 cm^-1处的磷酸盐PO₃^2-拉伸振动条带和1045cm^-1乳酸条带;1653 cm^–1处的酰胺Ⅰ带,1319 cm^-1、1271 cm^-1处的酰胺Ⅲ带;与脂质氧化相关的1450cm^-1处的CH₂剪切带和1653cm^-1处的C=C拉伸带;1080和1126 cm^-1处的C-N延伸带;937cm^-1处的赖氨酸（Lys）C-CN结构带。对不同贮藏时间牛排的拉曼光谱进行比较可以发现827和853 cm^-1处的酪氨酸双带,1653 cm^–1处的酰胺Ⅰ带,1319 cm^-1、1271 cm^-1处的酰胺Ⅲ带具有强度差异,贮藏时间越长,酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅲ带强度越低,酪氨酸双带强度越高。上述拉曼条带的强度差异,与肉的腐败相关并可在一定程度上解释肉类腐败的机制。