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肉制品含有丰富的脂肪、蛋白质、矿物质和维生素等营养素,在加工和贮藏过程中极易发生脂质氧化和蛋白质氧化,氧化是导致肉制品营养损失、风味恶化以及功能性质下降的重要原因。为控制肉制品氧化作用造成的负面影响,长期以来肉制品工业广泛使用化学合成的抗氧化剂,但其过量使用会对人体会造成潜在危害,因此,天然抗氧化技术的研究和应用已成为肉制品行业发展趋势。乳酸菌作为世界公认的食品级微生物,其在食品工业中已得到广泛应用,也是发酵肉制品中最早应用的微生物之一。乳酸菌除具有改善产品的感官特性和营养特性,提高食用安全性和保藏性外,体内外试验均证明其还具有较好的抗氧化活性。相对于化学抗氧化研究,微生物抗氧化的探索研究起步较晚,随着人们健康意识的提高,功能性乳酸菌的开发和利用逐渐成为研究的热点。本研究利用我国金华火腿中的微生物资源,筛选具有抗氧化能力的乳酸菌,通过体外方法、细胞氧化损伤模型和动物衰老模型,从自由基水平、细胞水平、生物机体水平三个层面系统地对其抗氧化作用进行全方位深入研究,探讨抗氧化的相关作用机理;在此基础上以发酵香肠为载体,探讨抗氧化乳酸菌对发酵肉制品成熟过程中蛋白质氧化和品质的影响,为调控蛋白质氧化和提高发酵肉制品品质奠定理论基础。主要研究结果如下:1.金华火腿细菌群落多样性分析利用高通量测序技术研究不同年份(5、15和30年)成熟车间中金华火腿成熟前期的细菌群落多样性,共获得1070个OTUs,分属18门和242属,不同火腿中细菌菌群结构和多样性存在差异,但葡萄球菌属(Staphylococcus)、普氏菌属(Prevotella)、丙酸菌属(Propionibacterium)、不动杆菌属(Acinetobacter)和芽孢杆菌属(Bacillus)等均是其优势属,随着时间的增加,火腿中细菌菌群多样性逐渐降低,并且呈现葡萄球菌属优势集中而其他菌群比例缩小趋势。2.抗氧化乳酸菌筛选及其体外抗氧化活性研究通过分离纯化并以肉制品发酵剂筛选标准和总抗氧化能力为指标,从金华火腿中筛选得到1株高抗氧化乳酸菌NJAU-01,其总抗氧能力达55.25 U/mg蛋白,结合形态学特征、生理生化特征和16S rDNA分析鉴定其为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum),命名为Lactobacillus plantarum NJAU-01。体外抗氧化试验显示该菌株可耐受1.0 mM H2O2,其无细胞提取物的DPPH自由基清除能力和脂质过氧化清除能力显著高于菌悬液(P<0.05),清除.OH、02-·能力和还原能力无显著差异。3.基于细胞模型的L.plantarum NJAU-01抗氧化活性研究对比阳性细胞和菌液孵育细胞组的胞内ROS水平荧光检测结果,可以看出后者细胞的荧光强度明显下降;扫描电镜和透射电镜结果表明,阳性组细胞的细胞膜破损,菌液干预组的细胞具有一定的恢复能力;细胞凋亡分析结果表明,菌液干预组细胞的中期凋亡率6.1%远低于阳性组的细胞的95.6%;SOD活性检测结果显示阳性组细胞的氧化损伤抑制率和SOD酶活性均低于经过1010 CFU/mL菌液孵育的细胞组(P<0.05);MDA水平的检测结果显示阳性组细胞内的MDA含量显著高于菌液保护组细胞内的MDA水平(P<0.05),以上结果均表明菌液提高了细胞的抗氧化能力。在上述研究的基础上,通过构建电化学细胞传感器,进一步评价L.plantarum NJAU-01的抗氧化能力。结果表明峰电流值Ip与的H2O2浓度在0.05～0.85 μM范围内呈线性关系,检测限为0.02μM时,相关系数为0.996。且Ip值的信号强度随着L.plantarum NJAU-01的浓度增加而降低,经计算RAC(相对抗氧化能力)值为88.94%,说明菌液浓度为1010 CFU/mL的L.plantarum NJAU-01具有最高的抗氧化活性。上述实验结果均表明L.plantarum NJAU-01具有较强的抗氧化能力,也验证了所构建的电化学细胞传感器检测结果的准确性和可靠性。4.基于动物衰老模型的L.plantarum NJAU-01抗氧化活性研究建立饲喂NJAU-01对D-半乳糖诱导的小鼠亚急性衰老模型,设置衰老模型组和阳性对照组(Vc)与NJAU-01处理组比较,结果显示衰老模型组小鼠的体重显著低于其他各组(P<0.05),添加D-半乳糖显著提高了小鼠血清、心脏和肝脏的MDA含量,降低机体抗氧化酶的活性,验证了此衰老模型的有效性;衰老模型组小鼠体内的抗氧化酶活力显著低于空白对照组(P<0.05),阳性对照组小鼠体内的抗氧化酶活力显著高于空白对照组,当NJAU-01的浓度为109 CFU/mL时,小鼠体内血清、心脏和肝脏的SOD、GSH-Px、CAT和T-AOC活力均显著高于其他各组(P<0.05)。研究结果表明,NJAU-01是一株具有体内抗氧化活性的菌株,且其抗氧化能力呈浓度效应。5.L.plantarum NJAU-01对发酵香肠成熟过程中蛋白质氧化和品质的影响为发掘NJAU-01在发酵香肠中潜在的应用价值,以添加商业菌株为阳性对照组,不添加菌株为对照组,探究L.plantarum NJAU-01对发酵香肠蛋白质氧化和品质的影响。研究发现当NJAU-01添加量为107 CFU/g和109 CFU/g时,蛋白羰基含量显著低于对照组香肠,总巯基含量显著高于对照组香肠(P<0.05),表面疏水性低于其他各组香肠;肌浆蛋白分子量在130-250 kDa,100-130 kDa和35-25kDa之间的条带发生明显变化。以上结果表明,发酵香肠经NJAU-01处理其蛋白质氧化程度显著降低,证实NJAU-01可有效抑制发酵香肠中蛋白氧化。同时,研究了 NJAU-01对干发酵香肠品质指标的影响,结果表明,NJAU-01可快速降低发酵香肠的pH值,降低产品水分活度和水分含量,提高发酵香肠的安全性和贮藏性质(P<0.05);通过分析香肠成熟后的挥发性风味物质得知,菌株添加量107 CFU/g香肠中的醛类物质以及挥发性物质总量显著高于105 CFU/g和109CFU/g(P<0.05)。NJAU-01处理组与正常发酵香肠的感官评分并无显著差异,综合pH值、Aw值、色泽、质构、TBARS和风味等指标,阐明NJAU-01为具有优良特性的肉制品发酵菌株。