《Food Bioscience》：Spoilage characteristics of fresh beef stored at different temperatures revealed by 16S rRNA gene sequencing and volatile organic compounds
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•较高的储存温度显著改变了新鲜牛肉的腐败进程。•腐败代谢从4°C下的脂质氧化转变为15-35°C下的严重蛋白质降解。•优势微生物群落从4°C时的假单胞菌属急剧转变为35°C时的肠杆菌属。•特定的腐败微生物类群与挥发性有机物谱系密切相关。引言牛肉因其优质蛋白质、相对较低的脂肪含
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较高的储存温度显著改变了新鲜牛肉的腐败进程。
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腐败代谢从4°C下的脂质氧化转变为15-35°C下的严重蛋白质降解。
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优势微生物群落从4°C时的假单胞菌属急剧转变为35°C时的肠杆菌属。
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特定的腐败微生物类群与挥发性有机物谱系密切相关。
引言
牛肉因其优质蛋白质、相对较低的脂肪含量、良好的感官特性以及高营养密度而受到广泛重视，从而推动了中国市场需求的增长（Varre等，2026）。在商业上，牛肉主要以三种形式销售：冷冻肉、冷藏肉和鲜肉。尽管冷冻能有效延长保质期，但随后的解冻过程不可避免地会导致汁液流失，造成营养流失和品质下降（Du等，2022）。冷藏肉——快速冷却至核心温度0-4°C且不形成冰晶——满足了消费者对优良感官品质的需求；然而，它缺乏与新鲜屠宰肉类相关的真实风味特征（Cao等，2023）。相反，鲜肉是指在屠宰后未经充分胴体冷却即直接零售的肉类。通常在黎明时分屠宰，并于清晨上市，凭借其新鲜外观、高可达性、丰富的营养组成以及符合传统消费购买习惯的特点，构成了中国国内鲜肉市场的主流（Liu等，2025）。然而，鲜肉富含营养素的成分和高表面湿度为微生物增殖提供了最佳微环境（Hwang等，2020；Kang等，2026）。因此，在运输和零售过程中极易受到微生物污染，从而迅速加速肉质劣变和腐败。
高通量16S rRNA扩增子测序技术已深入阐明了肉类腐败过程中的微生物组成（Cao等，2017；Li等，2019a）。通过克服培养依赖性方法的固有偏差，该技术能够全面分析细菌群落结构，识别核心和潜在腐败微生物类群。肉类腐败由多因素相互作用驱动，包括肉基质特性、加工卫生以及关键的储存温度，后者主要决定微生物增殖（Zhao等，2022）。例如，Nakamura等（2021）研究表明，在0°C条件下，日本黑毛和牛微生物群在有氧环境中以假单胞菌属为主，在无氧环境中以肠杆菌属为主。在4°C真空包装牛肉中，发光杆菌属、哈夫尼亚-肠杆菌属和乳球菌属构成优势细菌属（de Freitas等，2024）。此外，与传统冷藏（4°C）相比，超低温（-2°C）和冷冻（-18°C）显著增强了对主要腐败细菌（如假单胞菌属种）的抑制作用，从而延缓变质（Chen等，2022）。因此，储存温度作为最关键的环境决定因素，驱动微生物结构演替，最终决定肉制品的腐败动力学和保质期。
挥发性有机化合物（VOCs）的谱图分析已获得广泛关注，因为其积累直接决定肉类储存过程中的异味产生和感官劣变（Bhadury等，2021）。为此，顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术（HS-SPME-GC-MS）已被广泛用于提取、分离和鉴定肉类来源的挥发性有机物。该分析技术能够精确检测特征性腐败代谢物——如醇类、醛类、酮类、酯类和含硫化合物——从而实现肉类腐败进程的客观评估（Kuang等，2025）。目前，将特定腐败微生物类群与其特征挥发性产物进行映射，为解析腐败机制和创新快速检测策略提供了理论框架。例如，Wang等（2023）表明，丝孢酵母属、Prauserella属、红酵母属、马拉色菌属和棒状杆菌属构成了驱动熟成牛肉风味形成的功能微生物群，与≥7种关键VOCs呈正相关。同样，在香肠发酵过程中，核心细菌属（如乳杆菌属、魏斯氏菌属、明串珠菌属和葡萄球菌属）与21种不同的挥发性化合物表现出强相关性（Ma等，2023）。因此，对新鲜牛肉中微生物组成与代谢物生成之间的相关性进行映射，对于开发针对性的质量控制干预措施至关重要。
尽管当前研究主要针对冷藏肉或冷冻肉，但新鲜牛肉在广泛温度梯度——从典型冷藏温度（4°C）到极端环境暴露温度（35°C）——下，终点腐败微生物群落与其挥发性有机物（VOCs）谱系之间的具体关系仍知之甚少。为弥补这一空白，本研究阐明了温度驱动下新鲜牛肉中微生物动力学与挥发性代谢组之间的相互作用，并结合核心理化指标和微生物学指标进行了综合分析。最终，这些认识为预测性质量监测提供了坚实的理论框架，从而确保肉类安全并增强鲜肉行业的经济竞争力。
节选摘要
样品制备与处理
从位于中国河南省郑州的屠宰场收集3具独立修整胴体的左右两侧背最长肌肌肉，在屠宰后2小时内采集。同一胴体的左右背最长肌肌肉合并为一个生物学来源，不作为独立重复。肌肉被无菌切割成均匀块状（4×3×1.5 cm，约25 g），并置于9 cm无菌培养皿中。这些样品被
理化与微生物学变化
如图1所示，第0天的初始TVC（总菌落数）为3.09 log CFU/g，表明所有测试样品的初始卫生质量优良。在储存期间，35°C储存样品的TVC水平迅速飙升，12小时内达到6.07 log CFU/g。在25°C储存24小时后达到类似的TVC水平（6.36 log CFU/g）。相比之下，15°C和4°C下微生物增殖明显较慢，分别在48小时和72小时后TVC值达到6.27 log CFU/g和6.38 log CFU/g。牛肉被认为
结论
储存温度显著影响新鲜牛肉的腐败进程和细菌群落组成。在储存过程中观察到优势细菌属的明显变化，且这些微生物变化与腐败相关理化指标的变化密切相关。在储存温度的终点，假单胞菌属和布鲁克菌属是4°C组的优势菌属，而在较高温度下则出现了不同的微生物组成。有
CRediT作者贡献声明
于亚辉： 指导，构思。 彭泽宇： 方法学，构思。 徐美娟： 数据管理。 张伟： 撰写初稿，方法学，调查研究，构思。 李达米： 调查研究。 李长宾： 方法学，调查研究。 邹建： 资金获取，构思。 殷新明： 项目管理
机构审查委员会声明
本研究未涉及任何活体动物实验。所有用于分析的肉类样品均来自零售市场。因此，无需伦理批准。
数据可用性声明
16S rRNA基因扩增子测序数据已提交至美国国家生物技术信息中心（NCBI）序列读码归档（SRA）数据库，登录号为PRJNA1533410。
致谢
本研究受博士研究启动基金（20250111002）资助；中原学者计划（254000510002）资助；河南省重点研发计划（251111113000）资助；河南省高校创新团队（26IRTSTHN009）资助以及河南省重点学科（2023-2027）资助（编号311，代码0951）。
张伟|李长宾|李达米|彭泽宇|于亚辉|徐美娟|殷新明|邹建
