脂肪含量与生物保护性培养物对牛肉丸中食源性病原体存活的影响

《Food Science & Nutrition》：Influence of Fat Content and Bioprotective Cultures on the Survival of Foodborne Pathogens in Beef Meatballs

　　

本研究评估了脂肪含量（低脂 vs. 常规）和生物保护性培养物（Pediococcus acidilactici, Latilactobacillus sakei, 和 Lactiplantibacillus plantarum）对储存在3°C和7°C的牛肉丸中沙门氏菌（Salmonella spp.）、大肠杆菌O157:H7（Escherichia coli O157:H7）和单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）存活的影响。与未处理对照相比，添加生物保护性培养物通常降低了pH值（p?10 CFU/g（p?**研究背景与问题**
食源性病原体如沙门氏菌（Salmonella spp.）、大肠杆菌O157:H7（Escherichia coli O157:H7）和单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）持续构成重大公共卫生威胁，肉制品是主要污染载体之一。碎牛肉因高水分活度、近中性pH及大表面积而特别易受污染。生物保护性乳酸菌（Lactic Acid Bacteria, LAB），如Pediococcus acidilactici、Latilactobacillus sakei和Lactiplantibacillus plantarum，通过产酸、产细菌素和竞争排斥等机制可抑制多种病原体，并在冷藏温度下保持代谢活性，成为增强鲜肉微生物稳定性的有前景候选物。然而，LAB的效果受食品基质、目标微生物和储存条件显著影响，尤其是温度波动、pH及与天然菌群的相互作用。脂肪含量是碎肉营养和技术特性的关键因素，低脂产品因消费者需求增加而普及，但常规脂肪产品因风味和口感仍广泛消费。脂肪可能影响微生物稳定性、水分分布及抗菌代谢物扩散，但关于脂肪水平如何调节LAB抗菌性能的研究甚少。本研究旨在填补这一空白，通过配制低脂（4%–5%）和常规脂肪（12%–13%）牛肉丸，添加或不添加生物保护性培养物，在最佳冷藏（3°C）和温度滥用（7°C）条件下挑战三种病原体，评估脂肪含量和冷链完整性对LAB基生物保护性培养物抑制食源性病原体效果的影响。论文发表在《Food Science》。

**主要技术方法**
研究人员采用以下关键技术方法：1）脂肪含量测定：通过索氏提取法（Soxhlet extraction）分析低脂和常规脂肪牛肉丸的脂肪含量（样本来源：从当地肉店购买的牛腿肉和牛脂肪）；2）pH测量：样品均质后用数字pH计测定；3）微生物分析：乳酸菌（LAB）采用MRS琼脂平板计数，假单胞菌属（Pseudomonas spp.）采用CFC选择性琼脂平板计数，大肠杆菌O157:H7采用CT-山梨醇MacConkey琼脂平板计数，沙门氏菌采用XLD琼脂平板计数，单核细胞增生李斯特菌采用Oxford李斯特菌选择性琼脂平板计数；4）统计分析：使用混合效应模型（REML）评估处理组、储存天数及其交互效应，批次作为随机效应，Bonferroni校正进行成对比较。

**研究结果**
**3.1 pH**：通过pH测量发现，添加生物保护性培养物的肉丸在3°C下呈现明显酸化趋势（p?
**3.2 Lactic Acid Bacteria**：通过乳酸菌计数发现，添加生物保护性培养物的肉丸初始约6.5 log₁₀ CFU/g的LAB在3°C下保持稳定，对照组仅轻微增加。7°C下所有组LAB计数升高，常规脂肪样品中上升更明显，但生物保护性培养物组始终保持数量优势。这表明保护性培养物在冷藏和轻度温度滥用条件下均能维持生态稳定性，且脂肪不影响其优势地位。

**3.3 Pseudomonas spp.**：通过假单胞菌计数发现，3°C下常规脂肪肉丸中假单胞菌生长显著慢于低脂配方（p? 0.05）。7°C下脂肪效应减弱，所有组在第7天达到相似高腐败负荷。结果表明，假单胞菌诱导的腐败主要由温度决定，脂肪仅在适当冷藏下提供有限保护，保护性培养物无法补偿冷链不足。

**3.4 Escherichia coli O157:H7**：通过大肠杆菌O157:H7计数发现，生物保护性培养物组在整个储存期间持续维持较低病原体水平（p?
**3.5 Salmonella spp.**：通过沙门氏菌计数发现，其存活模式在不同配方和储存条件下更具变异性。常规脂肪含有生物保护性培养物的肉丸在7°C下表现出最显著减少，达1.6–2.4 log₁₀ CFU/g（p?
**3.6 Listeria monocytogenes**：通过单核细胞增生李斯特菌计数发现，低脂配方中李斯特菌种群保持稳定，而常规脂肪肉丸中逐渐下降，尤其在RFM-BC组中减少更明显。3°C下减少趋势更显著，7°C下减少有限。脂肪介导的基质效应和微生物竞争共同约束了李斯特菌的存活，但总体抑制程度低于沙门氏菌，可能与李斯特菌的嗜冷特性和适应性有关。

**讨论与结论**
讨论部分强调，生物保护性培养物对病原体的抑制效果受基质组成和储存条件显著影响。沙门氏菌和大肠杆菌O157:H7对LAB代谢产物（如有机酸和细菌素）更敏感，而李斯特菌因耐冷和耐酸能力而更具抵抗力。假单胞菌的腐败主导地位限制了保护性培养物对保质期的影响。研究局限包括配方中洋葱、黑胡椒和面包屑等成分可能具有抗菌性，但未单独评估其贡献。
结论：研究人员证实，生物保护性培养物可通过降低食源性病原体存活来增强牛肉丸在冷藏期间的微生物安全性，对沙门氏菌和大肠杆菌O157:H7的抑制效果最显著（在常规脂肪配方中减少达约2.4 log₁₀ CFU/g），而对李斯特菌的抑制效果依赖于基质组成，在常规脂肪中更有效。此外，3°C下常规脂肪肉丸中假单胞菌生长较慢，提示配方特性可影响腐败动态。总体而言，这些发现强调了在设计肉制品生物保护策略时需考虑产品配方和储存条件的重要性。然而，观察到的病原体减少幅度表明，生物保护性培养物应作为补充而非独立的食品安全干预措施，其应用可支持基于多重屏障的保存策略，以改善冷藏肉制品的微生物安全性和稳定性。未来研究应进一步探索菌株特异性相互作用、基质依赖性机制，并开发预测模型以优化生物保护性培养物在工业肉制品系统中的应用。

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