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真空包装即食鸡爪(RTECF)易因微生物腐败造成经济损失。研究人员探究短乳杆菌(L. brevis)和植物乳杆菌(L. plantarum)单菌接种对 RTECF 理化性质、挥发性有机物(VOCs)及非挥发性代谢物的影响,发现二者影响 pH、L?值等,揭示关键代谢通路,为腐败控制提供依据。
即食鸡爪作为深受中国消费者喜爱的真空包装肉制品,以其独特的嚼劲和弹性区别于普通肉类。然而在生产、储存、运输和销售过程中,微生物腐败问题频发,给制造商带来了显著的经济损失。肉类产品的腐败是一个复杂的过程,涉及多种生物和化学活动的相互作用,除了脂质氧化和自溶酶过程外,微生物活动也是重要因素。特定储存条件下的优势腐败微生物(即特定腐败菌,SSOs)会代谢肉类产品中的营养物质,积累有机酸、胺、酮、醇、醛等代谢化合物,其代谢过程还会影响挥发性有机物(VOCs)的产生,这些挥发性和非挥发性代谢物的积累在一定程度上会损害肉制品质量。因此,监测这些代谢物的变化对于评估即食鸡爪的质量缺陷和了解其腐败背后的代谢机制至关重要。
在真空包装肉制品中,腐败主要由孤雌厌氧微生物引起,包括乳酸菌(LAB)、肠杆菌科、酵母菌和梭菌等。其中乳酸菌主要利用肉制品中的糖类作为底物,代谢产生乙酸和乳酸等,导致产品发酸和产生黏液;肠杆菌科则可利用氨基酸作为底物,代谢生成胺和含硫化合物,造成产品变色、产生黏液进而腐败。此前研究表明,乳酸菌是即食鸡爪中的优势腐败微生物,而短乳杆菌和植物乳杆菌是导致其储存期间腐败的主要菌种,前者会引起包装膨胀,二者均会导致产品产生异味。但针对这两种菌的代谢组学研究较少,其代谢谱特征尚不明确,限制了对即食鸡爪腐败机制的全面理解。基于此,国内研究人员开展了相关研究,旨在探究这两种特定腐败菌引起的即食鸡爪储存期间理化性质变化,并利用顶空固相微萃取 - 气相色谱 - 质谱(HS-SPME-GC–MS)和超高效液相色谱 - 质谱 / 质谱(UHPLC-MS/MS)分别研究 VOCs 和非挥发性代谢物的变化,该研究成果发表在《Food Research International》。
研究主要采用的关键技术方法包括:从成都当地食品制造商处获取即食鸡爪样本,对腐败样本中的短乳杆菌和植物乳杆菌进行分离,通过 16S rRNA 测序和生化试验进行生理生化鉴定;利用 HS-SPME-GC–MS 分析挥发性有机物,UHPLC-MS/MS 进行代谢组学分析以检测非挥发性代谢物的变化。
TVC 值
研究显示,接种短乳杆菌和植物乳杆菌后,即食鸡爪储存期间的总活菌数(TVC)值发生变化。对照组经辐照处理后整个储存期间 TVC 值均未检出,表明辐照技术具有良好的杀菌效果。
理化性质变化
接种短乳杆菌和植物乳杆菌导致即食鸡爪的 pH、L?值下降,并破坏了产品的质构特性,促使产品整体质量下降。值得注意的是,两种菌株均抑制了挥发性盐基总氮(TVBN)和硫代巴比妥酸反应物(TBARS)值的升高,对 a?和 b?值影响较小。
挥发性有机物(VOCs)分析
所有样本中共鉴定出 62 种 VOCs。短乳杆菌主要使醇类浓度增加,而植物乳杆菌则提高了酸类、酯类和醇类的水平。
代谢组学分析
代谢组学分析结果显示,接种短乳杆菌和植物乳杆菌的即食鸡爪中分别鉴定出 403 种和 370 种差异显著的代谢物。在短乳杆菌引起的腐败中,核苷酸代谢、嘌呤代谢、嘧啶代谢、酪氨酸代谢和苯丙氨酸代谢是关键通路;而在植物乳杆菌引起的腐败中,苯丙氨酸代谢、核苷酸代谢、酪氨酸代谢和赖氨酸降解是关键通路。
研究结论表明,短乳杆菌和植物乳杆菌在即食鸡爪中的腐败特性和代谢谱(包括挥发性和非挥发性代谢物)得到了系统研究。二者通过影响 pH、L?值及质构特性导致产品质量下降,且在挥发性有机物和代谢通路方面表现出不同特征。该研究为阐明真空包装即食鸡爪中特定腐败菌的腐败机制提供了新见解,有助于制定真空包装肉制品的腐败控制策略,对食品储存和质量保障具有重要的实际意义和理论价值。