引言
中国馒头(CSB)是一种传统的发酵小麦类主食,在全国及部分亚洲国家被广泛食用(Zhu, Xiong, Wang, & Ju, 2020)。传统上,CSB以小规模生产且制备后不久即被消费;然而,随着现代交通、物流和食品加工技术的快速发展,CSB产业已逐渐向大规模工业化和延伸配送系统转变(Li, et al., 2024; Yang, et al., 2022)。在这种消费模式下,从生产到消费者购买的时间可能超过数天,这对产品在储存和运输期间的稳定性和保质期提出了更高的要求。然而,CSB由于营养丰富且含水量高,在常温运输过程中极易受到微生物污染(Zhao, et al., 2022),导致保质期较短且资源浪费,通常不足3天(Chen, et al., 2023)。因此,越来越多的关注被集中在开发常温条件下CSB的保鲜技术上(Ajani, Zhu, & Sun, 2022; Sheng, Guo, & Zhu, 2015; Zhao, et al., 2022)。目前的保鲜策略主要涉及物理方法,包括气调包装(Wyrwisz, Karp, Kurek, & Moczkowska-Wyrwisz, 2022)、辐照处理(González, et al., 2017)和无菌包装(Ahn & Kwon, 2025)。这些技术主要旨在抑制或消除腐败微生物,尤其是霉菌,从而延长在室温储存和运输期间的保质期。然而,此类方法仍存在若干缺陷,包括操作成本高、加工不便以及对产品质量和消费者接受度产生不利影响(Ma, et al., 2024)。
在实践中,这些挑战在夏季尤为严峻。CSB在运输或中转站经常暴露于长时间的高温高湿环境中,往往超过24小时。在此条件下,Bacillus芽孢易于萌发和增殖,导致绵发变质——一种严重损害质量和安全的细菌性劣变(Valerio, et al., 2012)。该问题在夏季尤为突出,给制造商带来重大经济损失(Sheng, Guo, & Zhu, 2015)。尽管高通量测序已鉴定出Bacillus物种是CSB中的主要腐败细菌(Ma, Mu, & Zhou, 2021),但大多数现有保鲜策略侧重于霉菌控制而非细菌抑制。这凸显了对预防细菌性腐败的靶向策略的迫切需要。
乳酸菌(LAB)天然存在于酸面团中,酸面团是CSB的传统发酵剂,利用具有抗菌活性的LAB作为保护性发酵剂代表了一种有前景的原位生物保鲜策略(Ma, et al., 2024; Wu, et al., 2025)。已知LAB具有抗真菌活性,这归因于其产生的有机酸、抗菌肽和其他低分子量化合物(Dopazo, et al., 2023; Fabiszewska, Zielińska, & Wróbel, 2019; Zhao, et al., 2022)。越来越多的证据表明,某些LAB菌株还表现出抗菌活性,包括抑制Bacillus引起的面包绵发变质(Aouadhi, Turki, & Maaroufi, 2024)。例如,Katina等人(2002)和?zay Mente?等人(2007)报道,将15-20%的LAB发酵酸面团掺入面包中,可有效抑制B. subtilis和B. licheniformis引起的绵发变质。机制研究表明,这种抑制作用主要通过pH降低以及抗菌代谢产物的产生来实现(Eliseeva, Kokorina, Zhirkova, Smirova, & Nevskaya, 2021)。
基于这些发现,可以推断筛选具有抗Bacillus活性的LAB并利用其制备CSB生产用酸面团,可能提供有效的原位抗菌和保鲜效果,尤其在夏季遇到的高温条件下。因此,本研究旨在:(i) 鉴定在湿热夏季条件下导致CSB绵发变质的优势腐败微生物;(ii) 评估Lactiplantibacillus plantarum LWQ17(先前报道具有抗真菌活性的菌株)的抗菌活性及其机制;以及(iii) 开发一种将LWQ17与高温处理相结合的策略,以增强LAB制备酸面团中的抗菌和抗真菌效果。该方法有望延长CSB在夏季高温和室温条件下的保质期,为工业化CSB保鲜提供一种新颖且实用的策略。