王松，郭柯宇，唐林，楊勇，劉書(shū)亮*

1(四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，四川 雅安，625014) 2(宜賓學(xué)院 生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，四川 宜賓，644000)

傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品生產(chǎn)采用自然發(fā)酵，微生物來(lái)自于原料和環(huán)境，在特定腌制和成熟工藝條件下，通過(guò)相互競(jìng)爭(zhēng)形成典型本地微生物群落，從而顯著影響產(chǎn)品的質(zhì)量和安全[1]。人工發(fā)酵劑的廣泛使用極大地促進(jìn)了規(guī)?；a(chǎn)的發(fā)展，滿足龐大消費(fèi)市場(chǎng)對(duì)發(fā)酵肉制品的需求。然而，千篇一律的商用發(fā)酵劑使用造成了各地區(qū)傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品典型風(fēng)格逐漸弱化并趨同，規(guī)模化產(chǎn)品在消費(fèi)者心中形成了單一的、乏味的，甚至是不安全的市場(chǎng)形象[2]。針對(duì)這一問(wèn)題，功能性肉類發(fā)酵劑引起了越來(lái)越多研究者的興趣。這種新型發(fā)酵劑是由本地自然發(fā)酵產(chǎn)品中精心篩分的、具有多種新型功能的菌株組成，除了傳統(tǒng)發(fā)酵劑的基本酸化和顯色活性外，更重要的是能夠提高發(fā)酵肉制品風(fēng)味、色澤、安全、健康多方面性能[3]。凝固酶陰性葡萄球菌(coagulase-negative staphylococci, CNS)是發(fā)酵肉制品中主要微生物類群之一，大量研究已經(jīng)證明其在加工生產(chǎn)中具有重要作用，是功能性發(fā)酵劑的重要組成部分[4]。本文綜述了發(fā)酵肉制品中CNS的多樣性及其動(dòng)態(tài)變化影響因素，CNS在發(fā)酵肉制品生產(chǎn)中的技術(shù)性能和潛在安全隱患，提出了新型功能CNS菌株的開(kāi)發(fā)策略，為開(kāi)展本地CNS菌株的應(yīng)用研究和促進(jìn)傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供基礎(chǔ)信息。

1 發(fā)酵肉制品中的CNS

1.1 發(fā)酵肉制品中CNS多樣性

傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品均是在自然環(huán)境條件下經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的脫水和成熟，不同來(lái)源的多種微生物富集于肉基質(zhì)中代謝繁殖，數(shù)量可達(dá)107～109CFU/g，其中乳酸菌(lactic acid bacteria, LAB)和CNS是最主要的細(xì)菌群落[5]。LAB是研究最多的一類微生物，清酒乳桿菌(Lactobacillussakei)、彎曲乳桿菌(Lactobacilluscurvatus)、植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)、戊糖片球菌(Pediococcuspentosaceus)是最常見(jiàn)的肉制品LAB[6]。然而有研究表明[7]，在發(fā)酵肉制品中CNS的多樣性比LAB豐富，其多樣性和動(dòng)態(tài)變化過(guò)程越來(lái)越受到研究者的重視。如木糖葡萄球菌(Staphylococcusxylosus)、腐生葡萄球菌(Staphylococcussaprophyticus)、馬胃葡萄球菌(Staphylococcusequorum)、肉葡萄球菌(Staphylococcuscarnosus)是歐洲傳統(tǒng)發(fā)酵香腸中最具優(yōu)勢(shì)的種類[8-9](表1)，而S.xylosus、S.saprophyticus、表皮葡萄球菌(Staphylococcusepidermidis)、松鼠葡萄球菌(Staphylococcussciuri)、模仿葡萄球菌(Staphylococcussimulans)等在中式發(fā)酵肉制品中更具有優(yōu)勢(shì)[10-11]。S.xylosus和S.carnosus因具有較好的硝酸鹽還原作用、產(chǎn)香能力和安全性能成為最普遍的工業(yè)發(fā)酵劑菌種。除上述外，小牛葡萄球菌(Staphylococcusvitulinus)、溶血葡萄球菌(Staphylococcushaemolyticus)、巴氏葡萄球菌(Staphylococcuspasteuri)、琥珀葡萄球菌(Staphylococcussuccinus)、華納葡萄球菌(Staphylococcuswarneri)等也是發(fā)酵肉制品中常見(jiàn)的種屬，這些充分展示了肉中CNS的多樣性。另外，即使是同種內(nèi)也存在大量的表型和基因型多樣性，比如S.equorum和S.saprophyticus顯示較高的種內(nèi)遺傳多樣性，而S.xylosus種內(nèi)遺傳多樣性低[9]。

1.2 影響發(fā)酵肉制品CNS群落動(dòng)態(tài)變化的因素

CNS群落在發(fā)酵肉制品中受到包括原輔料、加工過(guò)程、加工條件等一系列復(fù)雜因素的影響，目前仍未能完全解析其動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。比如LEROY等[18]發(fā)現(xiàn)S.equorum在所有環(huán)境和肉樣中均有分布且比例均勻，S.saprophyticus在環(huán)境和肉樣中均有分布，但環(huán)境樣品中含量更高，S.xylosus在部分環(huán)境和肉樣中存在，且肉樣中含量更高。溫度、pH、煙熏等加工工藝對(duì)葡萄球菌的動(dòng)態(tài)變化影響比原料更大。研究顯示S.carnosus在原料肉(如豬肉)中一般很少存在，但由于其在高鹽含量和低pH (pH<5.5) 的肉基質(zhì)中具有更好的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，反而成為肉制品中優(yōu)勢(shì)種群，尤其是高酸化的發(fā)酵香腸中[19]。S.xylosus更適合低溫與溫和的酸度條件，S.epidermidis更適應(yīng)較高溫度的環(huán)境條件，而S.carnosus更適應(yīng)較低pH的環(huán)境條件[20]。S.saprophyticus是煙熏產(chǎn)品中優(yōu)勢(shì)種屬，但成熟過(guò)程會(huì)逐漸消耗前期代謝積累的乳酸等有機(jī)酸，引起pH值升高，導(dǎo)致優(yōu)勢(shì)種群向S.equorum轉(zhuǎn)變，因?yàn)楹笳邔?duì)低酸性的環(huán)境更加適應(yīng)[21]。另外，不同加工類型產(chǎn)品中主要優(yōu)勢(shì)菌群也有差異，LANDETA等[22]研究西班牙香腸和火腿中CNS發(fā)現(xiàn)，S.carnosus在香腸中是主要菌群，而S.equorum是火腿中的主要菌群。

表1 部分中西式發(fā)酵肉制品中CNS優(yōu)勢(shì)種屬Table 1 Dominant species of CNS in parts of Chinese and Western fermented meat products

2 CNS在發(fā)酵肉制品生產(chǎn)中的技術(shù)性能

2.1 硝酸鹽還原

2.2 風(fēng)味形成

CNS的代謝活動(dòng)對(duì)風(fēng)味的形成至關(guān)重要，分為4種主要的作用模式[28]：(1)碳水化合物發(fā)酵；(2)氨基酸轉(zhuǎn)化反應(yīng)；(3)脂質(zhì)β氧化；(4)酯酶活性。肉中主要是LAB發(fā)酵碳水化合物產(chǎn)生乳酸，引起肉基pH值下降。然而，CNS也能夠在一定程度上代謝碳水化合物，并將其轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸(主要是乳酸和醋酸)以及揮發(fā)性化合物，如雙乙酰、乙醛、乙偶姻等，可以帶給干發(fā)酵香腸奶油味或奶香味[29]。除了碳水化合物代謝外，CNS代謝氨基酸產(chǎn)生具有低閾值的揮發(fā)性成分對(duì)發(fā)酵肉制品風(fēng)味更有決定性的作用。動(dòng)物死后，肌漿蛋白和肌纖維蛋白可被肌肉蛋白酶和肽酶水解。除了這些內(nèi)源酶外，CNS的外源蛋白酶活性也很明顯，尤其是肽的水解及其轉(zhuǎn)化為游離氨基酸的酶活性，這可能占到總蛋白水解的40%，肽和游離氨基酸都可以通過(guò)額外的反應(yīng)形成揮發(fā)性和非揮發(fā)性化合物[30]。CNS可以將支鏈氨基酸包括纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸通過(guò)轉(zhuǎn)胺或脫羧形成相應(yīng)的支鏈醛、羧酸和醇，比如來(lái)源于亮氨酸的化合物3-甲基丁醇、3-甲基丁醛和3-甲基丁酸常與發(fā)酵香腸的香氣聯(lián)系在一起[31-32]。同樣，脂質(zhì)水解主要也是內(nèi)源性脂肪酶作用于脂類物質(zhì)完成的，但CNS的外源脂肪酶也有一定的作用[33]。脂類水解釋放出的脂肪酸可以被CNS產(chǎn)生的外源性脂肪酶通過(guò)不完全β氧化降解成ketoacyl-CoA，再在硫酯酶的作用下脫去?；纬搔?酮酸、短鏈游離脂肪酸和CoA。CNS可進(jìn)一步將β-酮酸經(jīng)脫羧作用后生成肉制品典型風(fēng)味成分甲基酮，如2-戊酮、2-己酮、2-庚酮等[34]。另外，這些甲基酮可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為仲醇，CNS的酯酶活性還可以將相應(yīng)的醇和酸進(jìn)一步反應(yīng)，生成芳香酯化合物[35]。

2.3 抗氧化活性

肉類產(chǎn)品的氧化可使脂質(zhì)和蛋白質(zhì)降解，而過(guò)度氧化則導(dǎo)致最終產(chǎn)品的顏色，質(zhì)地，風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的降低。脂質(zhì)過(guò)度氧化可導(dǎo)致形成與不良風(fēng)味相關(guān)的醛，酮和羧酸等物質(zhì)[36]，蛋白質(zhì)過(guò)度氧化可導(dǎo)致羰基化合物和蛋白質(zhì)聚集體的形成，進(jìn)而降低肉制品成熟過(guò)程中蛋白水解作用，或者直接損害蛋白水解酶如半胱氨酸蛋白酶的活性，減少游離氨基酸產(chǎn)生和進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，降低肉制品品質(zhì)[37]。發(fā)酵肉制品中的CNS具有較強(qiáng)的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)和過(guò)氧化氫酶的活性，SOD將超氧自由基解毒成反應(yīng)性較低的過(guò)氧化氫，再被過(guò)氧化氫酶轉(zhuǎn)化為水和氧氣，減緩肉制品的過(guò)度氧化過(guò)程。目前的研究表明，大多數(shù)CNS至少具有1種過(guò)氧化氫酶活性，一部分種屬如S.carnosus、S.saprophyticus、S.equorum存在2種過(guò)氧化氫酶活性[38]。VERMASSEN等[39]發(fā)現(xiàn)木糖鏈球菌存在多達(dá)3種過(guò)氧化氫酶活性，當(dāng)在肉基質(zhì)中加入亞硝酸鹽后，S.xylosus抗氧化活性的編碼基因在亞硝化脅迫下顯著上調(diào)，抗氧化活性增強(qiáng)。

3 潛在的安全隱患

食源性CNS菌株與臨床CNS菌株種間和種內(nèi)的遺傳相似性極低，發(fā)酵肉制品中CNS的代謝活性通常不會(huì)引起安全隱患，目前商業(yè)菌株S.xylosus和S.carnosus被認(rèn)為是安全的[40]，我國(guó)在2016年把S.xylosus、S.carnosus和S.vitulinus列入可用于食品的菌種名單[41]。西方肉制品加工業(yè)開(kāi)始逐漸認(rèn)可S.equorum應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)[22]，另外一些種屬如S.saprophyticus、S.epidermidis、S.simulans的特定菌株也被應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)中，并表現(xiàn)出穩(wěn)定的安全性能[17,42]。但是，CNS的某些菌株可能仍然表現(xiàn)出威脅食品安全的不良特性，在作為人工發(fā)酵劑添加時(shí)，由于人為增加菌體濃度，可能會(huì)放大這些不良特性的威脅[40]。因此，對(duì)CNS進(jìn)行安全性評(píng)估是重要且必需的，尤其是在將其用作食品發(fā)酵劑時(shí)，需要采取逐案處理的方法[43]。目前對(duì)CNS菌株安全性評(píng)估工作主要包括是否能夠產(chǎn)生生物胺、是否具有毒力因子、是否具有可轉(zhuǎn)移的抗生素抗性等。

3.1 產(chǎn)生生物胺

過(guò)量攝入生物胺可對(duì)人體產(chǎn)生負(fù)面的生理影響，當(dāng)肉制品中的生物胺含量高于 200 mg/kg 時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致食物引起的偏頭痛和高血壓。CNS菌株通常存在氨基酸脫羧酶活性，因此可能具有產(chǎn)生生物胺的能力，研究結(jié)果[44]也證實(shí)部分CNS菌株能夠產(chǎn)生低濃度的生物胺，且不同種屬和不同菌株之間的水平有所不同。如STAVROPOULOU 等[45]發(fā)現(xiàn)在營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中孵育48 h后，不同CNS物種的生物胺濃度大多仍低于100 μmol/L，其中S.carnosus所產(chǎn)生的2-苯乙胺是含量最高的生物胺類，但其濃度含量仍然在安全范圍之內(nèi)。目前，肉制品中受到生物胺風(fēng)險(xiǎn)的例子極少，但當(dāng)有其他產(chǎn)生物胺細(xì)菌污染時(shí)，仍具有相當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)，確保所用發(fā)酵劑菌株不產(chǎn)生物胺仍是非常必要的。

3.2 毒素因子

CNS的另一個(gè)潛在安全風(fēng)險(xiǎn)是可能產(chǎn)生葡萄球菌腸毒素(staphylococcal enterotoxins, SE)，目前至少有23種血清學(xué)上不同的肽，并且對(duì)熱和大多數(shù)蛋白水解酶具有抗性[4]?？茖W(xué)家們對(duì)金黃色葡萄球菌SE進(jìn)行了深入研究，但仍然對(duì)CNS腸毒素引起的食物中毒存在疑惑。TALON等[40]指出迄今為止尚無(wú)關(guān)于僅涉及CNS菌株的食物中毒的報(bào)道。PODKOWIK等[46]在32株S.epidermidis中發(fā)現(xiàn)8株菌有編碼SE的基因，其中1株菌的編碼基因可以進(jìn)行穩(wěn)定遺傳，并進(jìn)一步證明該編碼基因在包括肉湯在內(nèi)的多種食品中可以表達(dá)并產(chǎn)生金黃色葡萄球菌同源SE。因此，用于發(fā)酵肉制品的CNS菌株必需確保不產(chǎn)任何SE。

3.3 抗生素耐藥

抗生素耐藥的編碼基因(例如blaZ，tetK，tetM，lnuA，ermB和ermC)常常位于可轉(zhuǎn)移或可移動(dòng)的質(zhì)粒上，從而使抗生素耐藥成為應(yīng)用于食品發(fā)酵細(xì)菌的主要安全風(fēng)險(xiǎn)[12]。發(fā)酵肉制品CNS中包含可轉(zhuǎn)移的抗生素耐藥基因通常對(duì)青霉素、紅霉素、四環(huán)素和林可霉素具有耐藥性，成為人體細(xì)菌耐藥基因的儲(chǔ)存庫(kù)和載體[47]。CNS的抗生素耐藥型與菌株來(lái)源無(wú)關(guān)，不同種屬、不同菌株之間可以表現(xiàn)出較大的差異，如一些菌株表現(xiàn)出完全缺乏抗藥性(56%)，而另一些菌株(2%～7%)可能對(duì)多達(dá)6種抗生素具有抗藥性[13]；又如S.xylosus的多重耐藥比較少，而S.epidermidis的多重耐藥比較多[14]。文獻(xiàn)報(bào)道最多的抗生素耐藥CNS是S.xylosus和S.carnosus，當(dāng)然這與這些商用菌株研究比較多有關(guān)，但也側(cè)面反應(yīng)了目前這些商用菌株耐藥基因比例逐漸升高，迫切需要找到新的商用菌株。而自然發(fā)酵肉制品中的抗生素壓力較低甚至沒(méi)有，是優(yōu)良菌株的重要來(lái)源。

4 新型功能性CNS的篩選策略

合理篩選具有特定功能的CNS菌株將有助于針對(duì)性地改善發(fā)酵肉制品的質(zhì)量和安全性能，滿足消費(fèi)者和生產(chǎn)者迫切需求。針對(duì)現(xiàn)階段工業(yè)生產(chǎn)存在問(wèn)題，著重篩選可以改善最終產(chǎn)品的風(fēng)味、顏色、生物安全的CNS菌株，以及加工過(guò)程中在肉類基質(zhì)具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的菌株，應(yīng)用于生產(chǎn)提升產(chǎn)品品質(zhì)與安全。

4.1 增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力

一部分CNS菌株能夠在肉類基質(zhì)碳水化合物水平較低時(shí)(10～20 mg/g)利用其他替代能源，比如核苷和精氨酸，從而在不同程度上增強(qiáng)其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[48]。這種競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)對(duì)CNS在肉類基質(zhì)中實(shí)現(xiàn)其功能特性是極其重要的，因?yàn)橹挥芯w細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)展到足夠的數(shù)量，表達(dá)的功能特性才能對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生顯著性影響。

動(dòng)物機(jī)體死亡后，肌肉細(xì)胞中腺嘌呤核苷三磷酸(adenosine triphosphate，ATP)可以自動(dòng)分解釋放出腺苷和肌苷，濃度可以達(dá)到300 mg/100 g肌肉，這些核苷可以通過(guò)特定的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白吸收到細(xì)菌細(xì)胞中，被菌體細(xì)胞內(nèi)核苷水解酶分解形成核糖，當(dāng)肉基中其他碳源和能源不足時(shí)，這些核糖可以作為替代能源被肉中CNS代謝[49]。JANSSENS等[48]驗(yàn)證了分屬于17個(gè)種的61株CNS菌株利用核苷代謝情況，證明了代謝利用核苷是CNS菌株的普遍能力。除此以外，CNS還擁有利用精氨酸作為替代能源的能力。精氨酸大量存在于肉中，可達(dá)到6 mg/100 g肌肉，且隨著肉制品加工過(guò)程可增加到原濃度的3倍。由圖1[4]可知，細(xì)菌通過(guò)精氨酸脫亞氨基酶(arginine deiminase，ADI)途徑將1 mol精氨酸轉(zhuǎn)化為1 mol鳥(niǎo)氨酸、1 mol CO2、2 mol NH3和1 mol ATP[50]，該途徑產(chǎn)生的ATP和NH3可以提高細(xì)菌在發(fā)酵食品中競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[4]。ADI途徑在CNS中的表達(dá)活性在種和菌株2個(gè)水平上均存在顯著差異[48]：種水平上，S.carnosus、S.condiment、S.epidermidis、S.haemolyticus、S.hyicus、S.saccharolyticus和S.simulans普遍具有ADI活性，而S.lugdunensis、S.lutrae、S.sciuri和S.succinus中則較少出現(xiàn)；菌株水平差異較多出現(xiàn)在S.auricularis、S.hominis、S.intermedius、S.pasteuri,S.saprophyticus和S.Warneri中。JANSSENS等[48]還發(fā)現(xiàn)ADI途徑處于多種調(diào)控水平，表達(dá)活性在菌株水平上觀察到的差異還常常受到外界環(huán)境因素的影響，甚至可能導(dǎo)致其轉(zhuǎn)換為其他精氨酸代謝途徑，如當(dāng)生物量較低時(shí)，ADI表達(dá)活性似乎受到了阻礙，有氧運(yùn)動(dòng)可能導(dǎo)致某些菌株向精氨酸酶活性的轉(zhuǎn)換，后者是精氨酸轉(zhuǎn)化的替代途徑，導(dǎo)致鳥(niǎo)氨酸和尿素形成。

盡管目前這些替代能源代謝機(jī)制尚未完全搞清楚，其代謝作用對(duì)CNS在肉基質(zhì)中競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)是否起著顯著作用，以及這種代謝能力在不同菌株間是否存在顯著性差異還需要進(jìn)一步研究。但精心篩選在特定肉基質(zhì)中具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的菌株，有助于新型發(fā)酵劑更好地表達(dá)功能特性，顯著改善產(chǎn)品質(zhì)量與安全。

ADI-精氨酸脫亞氨基酶；OTC-鳥(niǎo)氨酸甲?；D(zhuǎn)移酶；CK-氨基甲酸激酶；NOS-一氧化氮氧合酶圖1 凝固酶陰性葡萄球菌中精氨酸代謝途徑Fig.1 Pathway of arginine metabolism in coagulase-negative staphylococci

4.2 顏色產(chǎn)生

如前所述，CNS普遍具有硝酸鹽還原酶活性，但硝酸鹽還原酶活性在CNS不同種之間和同一種屬不同菌株之間均存在較大差異。比如S.carnosus、S.xylosus、S.equorum、S.lentus、S.simulans、S.sciuri和S.succinus常具有較強(qiáng)的硝酸還原酶能力，而S.saprophyticus、S.succinus和S.warneri通常不存在硝酸鹽還原酶活性。BOSSE等[25]發(fā)現(xiàn)接入硝酸鹽還原酶活性較強(qiáng)的S.carnosus可顯著減少火腿中硝酸鹽殘留量，增加亞硝酸鹽含量；而接入酶活力較弱的S.carnosus則相反。MAINAR等[27]在添加2.96 mmol/L硝酸鹽的肉模擬培養(yǎng)基中評(píng)估88株CNS，發(fā)現(xiàn)其中78個(gè)菌株具有硝酸鹽還原酶活性，但只有35株菌表現(xiàn)出較高轉(zhuǎn)化活性，分屬于S.carnosus、S.epidermidis、S.equorum、S.pasteuri和S.xylosus。另一方面，添加具有硝酸還原酶活性的CNS菌株并不能確保肉制品良好色澤的形成，加工工藝條件對(duì)色澤的形成同樣具有重要的影響。研究表明CNS的硝酸鹽還原酶活性一般是在硝酸鹽存在的情況下由厭氧環(huán)境條件誘導(dǎo)，且在指數(shù)生長(zhǎng)期間達(dá)到最大，只有適宜加工條件使菌株形成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，才能最大化的表達(dá)其硝酸鹽還原酶活性[24]。GOTTERUP等[26]確認(rèn)CNS的硝酸還原酶活性不能直接預(yù)測(cè)香腸制品中亞硝基肌紅蛋白的形成率，菌株良好顏色形成能力的預(yù)測(cè)還應(yīng)包括生長(zhǎng)特性和耐酸性等其他相關(guān)特性。

近年來(lái)，科學(xué)家們提出CNS還可以通過(guò)一氧化氮合成酶(nitric oxide synthase, NOS)途徑代謝精氨酸產(chǎn)生Nω-羥基-精氨酸中間產(chǎn)物，隨后形成NO和瓜氨酸(圖1)。RAS等[51]驗(yàn)證了S.xylosus中確實(shí)存在nos基因，并發(fā)現(xiàn)大多數(shù)CNS菌株中都含有nos基因，推測(cè)其在CNS中高度保守，但是表達(dá)并產(chǎn)生的NO無(wú)法形成足夠的亞硝基肌紅蛋白，反而更多的是形成氧合肌紅蛋白，且在種和菌株間存在較大變異[52]。從理論上講，發(fā)酵肉制品中細(xì)菌NOS途徑可用作NO的替代產(chǎn)生途徑，用來(lái)減少硝酸鹽和/或亞硝酸鹽在肉制品生產(chǎn)中的使用。然而，細(xì)菌NOS途徑更多的是用于抵御氧化應(yīng)激，其所產(chǎn)生的NO是否能夠用來(lái)合成足夠的亞硝基肌紅蛋白，進(jìn)而在生產(chǎn)中替代亞硝酸鹽還缺乏足夠的研究[53]。MAINAR等[27]研究17個(gè)種的86株CNS發(fā)現(xiàn)，只有1種菌株顯示NOS活性且活性較弱?，F(xiàn)有證據(jù)表明，基于NOS的肉制品良好色澤形成還有很多科學(xué)問(wèn)題需要解決，但仍為尋找合適的亞硝酸鹽替代開(kāi)辟了新的方向。

4.3 風(fēng)味強(qiáng)化

風(fēng)味是肉制品最重要的質(zhì)量屬性，如前所述，CNS的生長(zhǎng)代謝作用可以將肉中的碳水化合物、氨基酸和脂肪酸代謝轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生一系列揮發(fā)性物質(zhì)，從而改善產(chǎn)品風(fēng)味。目前商業(yè)菌種S.xylosus和S.carmnosus在風(fēng)味形成方面的作用研究很多，S.xylosus菌株更適用于發(fā)酵香腸生產(chǎn)，所產(chǎn)生的芳香族風(fēng)味物質(zhì)可以為產(chǎn)品帶來(lái)更加圓潤(rùn)的風(fēng)味，而S.carmnosus可能比其他CNS產(chǎn)生更多的甲基酮以及支鏈醛和醇類，導(dǎo)致成熟時(shí)間更快[54-55]。盡管如此，仍需要更多研究來(lái)弄清哪種發(fā)酵劑更適合某一特定類型的發(fā)酵肉產(chǎn)品，以及硝酸鹽添加量，發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度，鹽含量和發(fā)酵劑濃度等工藝差異對(duì)風(fēng)味的影響[19-20, 32, 56]。已有學(xué)者對(duì)CNS在蛋白質(zhì)和脂肪降解、風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生等方面的種間和種內(nèi)差異性進(jìn)行了大量研究，除了現(xiàn)有商用發(fā)酵劑外，一些CNS種屬如S.equorum、S.saprophyticus、S.sciuri、S.warneri和S.simulans的部分菌株也展示了良好的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)生產(chǎn)潛力，可為系統(tǒng)評(píng)估發(fā)酵肉制品的本地CNS群落和篩選優(yōu)良風(fēng)味功能CNS菌株奠定了重要基礎(chǔ)[42]，如S.saprophyticus和S.warneri在一定的生產(chǎn)條件下，生產(chǎn)乙偶姻、二乙酰、乙酸等重要風(fēng)味成分的能力可以達(dá)到甚至超過(guò)商業(yè)發(fā)酵菌株S.xylosus的水平，而S.carnosus則幾乎不產(chǎn)這類風(fēng)味物質(zhì)[45]。可以肯定的是，自然發(fā)酵過(guò)程利用本地野生型菌株的特定代謝作用，能夠?yàn)楫a(chǎn)品帶來(lái)誘人的獨(dú)特香氣，近年來(lái)分子技術(shù)和發(fā)酵技術(shù)的進(jìn)步為我們重新評(píng)估這些本地野生型菌株提供了可能[57]。因此，篩選本地野生型風(fēng)味改良菌株作為新型功能發(fā)酵劑可能是改善產(chǎn)品風(fēng)味的有效途徑。

4.4 生物保護(hù)

篩選產(chǎn)細(xì)菌素的菌株作為發(fā)酵劑用于肉制品生產(chǎn)，提高產(chǎn)品對(duì)有害微生物的抵抗作用，保障發(fā)酵正常進(jìn)行，減少致病菌的危害，成為肉制品功能發(fā)酵劑研究的重點(diǎn)[58]。近年來(lái)，肉制品發(fā)酵劑中另一種重要微生物L(fēng)AB在這方面有大量的研究，對(duì)細(xì)菌素的功能、微生物產(chǎn)細(xì)菌素的機(jī)理和功能微生物的篩選等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了較為深入的闡述，本文在此不再贅述。現(xiàn)有的研究表明，CNS菌株同樣具有產(chǎn)生細(xì)菌素的能力，且與LAB不同的是，部分CNS細(xì)菌素展示了對(duì)梭狀芽孢桿菌和/或金黃色葡萄球菌具有較好的抑菌活性[59]。加強(qiáng)CNS產(chǎn)細(xì)菌素方面的研究工作，篩選產(chǎn)細(xì)菌素CNS與產(chǎn)細(xì)菌素LAB(對(duì)李斯特氏菌有較好的抑制作用)聯(lián)合作為發(fā)酵劑應(yīng)用于肉制品生產(chǎn)，可以更好地提升產(chǎn)品的質(zhì)量和安全，在工業(yè)生產(chǎn)中適量減少硝酸鹽/亞硝酸鹽的用量。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著發(fā)酵工程和分子生物學(xué)的不斷發(fā)展，古老的傳統(tǒng)肉制品行業(yè)也在不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，以適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求，提高產(chǎn)品感官特性和食品安全性，滿足消費(fèi)者需求。目前，對(duì)CNS的研究主要關(guān)注了商用菌種S.xylosus和S.carmnosus增強(qiáng)風(fēng)味和穩(wěn)定色澤等常規(guī)技術(shù)性能方面的作用，然而對(duì)CNS在不同肉制品生態(tài)中的多樣性及其功能代謝差異還研究不多。開(kāi)展本地CNS的生態(tài)學(xué)研究，將工業(yè)生產(chǎn)需求和傳統(tǒng)肉制品特定風(fēng)格需求結(jié)合起來(lái)，有針對(duì)性的篩選功能性CNS發(fā)酵劑菌株，例如增強(qiáng)特定風(fēng)味、顯著改善顏色形成、提高生物安全性等，將其應(yīng)用于傳統(tǒng)肉制品的大規(guī)模生產(chǎn)，滿足生產(chǎn)和消費(fèi)兩方面的需求。