【摘 要】
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冷鲜牛肉是中国居民最常消费的鲜肉之一,牛肉不仅肉质鲜美,还具有高蛋白、低脂肪的优点。然而,冷鲜牛肉在冷链加工和运输中极易受到微生物污染,假单胞菌、热死环丝菌等耐冷菌是引起牛肉组织结构松散和不良气味的优势腐败菌。光动力杀菌是一种无毒低能耗的杀菌技术,具备良好的杀菌效果。为揭示冷鲜牛肉微生物结构演替规律,探究牛肉优势菌假单胞菌和热死环丝菌的致腐互作,研究分析三种不同销售途径的冷鲜牛肉在4℃贮藏期间的菌
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冷鲜牛肉是中国居民最常消费的鲜肉之一,牛肉不仅肉质鲜美,还具有高蛋白、低脂肪的优点。然而,冷鲜牛肉在冷链加工和运输中极易受到微生物污染,假单胞菌、热死环丝菌等耐冷菌是引起牛肉组织结构松散和不良气味的优势腐败菌。光动力杀菌是一种无毒低能耗的杀菌技术,具备良好的杀菌效果。为揭示冷鲜牛肉微生物结构演替规律,探究牛肉优势菌假单胞菌和热死环丝菌的致腐互作,研究分析三种不同销售途径的冷鲜牛肉在4℃贮藏期间的菌群结构变化,评价鉴定的优势腐败菌假单胞菌和热死环丝菌致腐能力,比较基因组学分析强弱腐败株的基因结构差异,基于理化指标和HPLC-MS/MS代谢组阐明牛肉糜中假单胞菌和热丝环丝菌单/共接种的致腐特性,并采用光动力杀菌技术进一步评价光动力结合不同包装方式对牛肉糜在冷藏期间品质改善的影响。研究为揭示冷鲜牛肉微生物致腐机制,提高肉品冷链的贮藏品质及型保鲜技术的研发提供新的理论基础。主要结果如下:采用非依赖培养和依赖培养的16S rDNA高通量测序分析菜市场、超市和电商三种销售途径的冷鲜牛肉中微生物群落结构及其演替规律。结果显示,三种销售途径的牛肉微生物菌群种类和丰度大小存在较大差异。菜场牛肉初期微生物种类较多,且各菌属的丰度差异不大,在中后期主要以假单胞菌属、环丝菌属和不动杆菌属为主。超市牛肉的微生物多样性较低,主要以不动杆菌属、发光杆菌属、假单胞菌属、类香味菌属为主;电商平台牛肉微生物多样性最高,在贮藏中后期主要以假单胞菌属、环丝菌属和沙雷氏菌属为主。非依赖培养高通量测序分析菌群种类略多于依赖培养,其中主要的优势菌基本相似,部分细菌种属的丰度发生较大变化,尤其是类香味菌属和沙雷氏菌属,在依赖培养中其丰度远高于非依赖培养。采用HS-SPME-GC-MS分析在牛肉冷藏期间共检测到30种挥发性成分,其中3-甲基-1-丁醇和乙偶姻含量与假单胞菌属和环丝菌属呈正相关。通过4℃牛肉汁中TVB-N、蛋白酶活力和乙偶姻指标评价分离菌株的致腐能力,并比较强弱腐败株的全基因组序列。热死环丝菌BT27（强致腐株）和BT25（弱致腐株）的比较基因组学发现菌株腐败能力的强弱与编码碳水化合物代谢基因数量有关。假单胞菌PF83（强致腐株）和PF57（弱致腐株）的比较基因组学分析显示,两株强弱菌株的编码基因主要涉及氨基酸转运代谢,其腐败潜力与蛋白降解和氨基酸利用有关。鉴于隆德假单胞菌比莓实假单胞菌有更强的致腐性,研究以隆德假单胞菌和热死环丝菌为研究对象,分析两种腐败菌单/共接种于牛肉糜中的腐败特征。通过理化指标评估不同单接种组的腐败特征发现,热死环丝菌能够大量分解糖类产生乙偶姻;隆德假单胞菌能够分解蛋白产生可溶性多肽和TVB-N。在共接种组中,两种菌的腐败特性均受到影响,互相存在竞争作用。HPLC-MS/MS代谢物分析发现热死环丝菌主要通过糖代谢、核酸代谢引起牛肉腐败,隆德假单胞菌主要通过氨基酸代谢导致牛肉腐败。在共接种组中共筛选到409个差异代谢物,4条显著代谢通路,并发现产生新的代谢物。此外,8种关键代谢物肌酸、肌苷、肌苷酸、尿嘧啶、丙氨酸、谷氨酰胺、3-甲基组氨酸和3-羟基癸酸被确定为潜在的腐败标志物。通过分析贮藏间理化指标变化来探究姜黄素介导的光动力杀菌对牛肉微生物和冷藏品质的影响。采用姜黄素浓度单因素实验发现60 μM姜黄素浓度、0.5 mg/mL柠檬酸、光照30 min处理为最佳杀菌条件。将该光动力杀菌条件结合不同包装应用于牛肉糜的品质控制。结果显示,光动力处理组普通包装和真空包装菌落总数在整个贮藏期间始终低于对照组;在贮藏末期光动力处理组可溶性多肽显著低于对照组;其TVB-N的变化趋势与可溶性多肽类似,经处理后牛肉的pH值及ΔE值的上升速度变慢。结果表明,光动力处理抑制微生物的生长从而延缓牛肉蛋白质的降解,达到对牛肉的保鲜效果。综上,冷鲜牛肉的微生物群落结构及其演替规律与其销售途径有关,牛肉在4℃冷藏期间优势腐败菌包括假单胞菌属、不动杆菌属、发光杆菌属、环丝菌属、沙雷氏菌属、类香味菌属。假单胞菌和热死环丝菌强弱腐败株差异与其参与代谢功能的编码基因数量有关。热死环丝菌以碳水化合物代谢形成乙偶姻,隆德假单胞菌主要以氨基酸代谢为主,两者在共接种体系中形成更多的腐败代谢产物,并表现竞争性作用,其中组氨酸代谢参与两种优势菌致腐代谢。姜黄素介导的光动力对两种优势菌表现良好的杀菌效果,结合不同包装方式能有效降低牛肉中假单胞菌和热死环丝菌生长,延缓蛋白质降解和色泽变化,对牛肉具有良好的保鲜作用。
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