冷冻是延长肉类及其制品保质期的关键方法（Al-dalali等人，2022年）。然而，在冷冻过程中，肌肉组织内外水分的相变（PT）会导致大冰晶的形成，从而在肉组织内部和表面产生微裂纹（Du等人，2022年）。不饱和脂质与氧化催化剂（如肌红蛋白和铁）之间的相互作用会加速品质恶化（Domínguez等人，2019年）。因此，肉类的感官特性、颜色、持水能力（WHC）和质地可能会受到负面影响（Rehman等人，2024年）。
脂质的氧化在肉质恶化中起关键作用。氧化反应会改变肉类的质地和感官特性，并显著降低其品质。通常，无氧和无脂自由基会通过产生胆固醇氧化产物和丙二醛（一种三碳醛）来引发脂质氧化（Du等人，2022年）。此外，蛋白质氧化会降低氨基酸的溶解度并形成氨基酸衍生物，从而降低蛋白质的消化率，同时影响凝胶形成能力、持水能力和感官评分，导致变质、异味和质地变化。除了氧化作用外，冷冻过程中对食品基质的损伤还源于冰晶的生长，可以通过调节冰点（FP）和使用肽、糖类及冰核细菌（INB）等生物制剂来抑制再结晶来缓解这种损伤（Jia等人，2022年）。
透明黄单胞菌（Xanthomonas translucens）、聚球杆菌（Pantoea agglomerans）、荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）、绿黄假单胞菌（P. viridiflava）和丁香假单胞菌（P. syringae）均表现出显著的冰核形成能力（Lindow，2023年）。其中，丁香假单胞菌被认为是最有效的冰核细菌之一。先前的研究表明，将活的丁香假单胞菌引入海洋产品系统和食品模型中可以加速冷冻过程，降低过冷度，减少脂质和蛋白质的氧化，并保持肌原纤维结构（Fathi等人，2025年；Li等人，1997年；Saki等人，2023年；Zhang等人，2010年）。尽管使用活的丁香假单胞菌具有诸多优势，但将其添加到食品中可能存在一些缺点，尤其是在高脂蛋白食品中，因为这些细菌可能会释放脂肪分解酶和蛋白酶，甚至可能在解冻后继续发挥作用。此外，使用大鼠模型进行的体内研究表明，长期使用活的有益细菌可能对健康产生负面影响，如增加心血管疾病风险、糖尿病和消化系统炎症（Hradicka等人，2023年）。关于使用活的有益细菌的另一个担忧是它们可能将抗菌抗性基因传递给人体肠道中的共生菌，导致菌血症和其他感染（Sharafi & Ebrahimi Tirtashi，2025年；Tian等人，2025年）。
副生物制剂（PBTs）是一种新型且安全的细胞制剂，属于生物制剂家族的新成员，在食品科学等领域有广泛的应用。PBTs是由有益微生物通过高压灭菌、辐照、高压处理或超声波处理等方法制成的失活细胞，可以是完整的细胞形式，也可以是破碎的细胞形式（Hosseini等人，2025年；Sharafi等人，2024年）。这些制剂含有细胞表面蛋白、甘露聚糖及其衍生物、脂壁多糖、表面附属结构（鞭毛、菌毛、纤毛）、吡咯衍生物和N-乙酰葡萄糖胺（Divsalar等人，2025年；Nataraj等人，2020年）。丁香假单胞菌的冰核形成和抗菌活性等功能主要归因于其热敏感的外膜蛋白，这些蛋白在辐照后仍能保持完整（Daily等人，2022年；Soveizi等人，2023年），这使得该技术成为制备丁香假单胞菌 PBTs的最佳方法。
冷冻过程的效果受到冰晶形成的限制，冰晶的形成会损伤肌肉纤维，加速蛋白质变性的速度，并增加冷冻储存期间的氧化降解速率。目前减少冷冻引起的品质损失的方法效果有限，因为它们受到成本、法规和效果等方面的限制，尤其是在高蛋白食品（如碎牛肉）中。尽管这些微生物已在农业和大气科学领域得到研究，但由于活微生物的安全性问题，其在食品工业中的直接应用仍受到限制。先前的研究探讨了活的丁香假单胞菌在冷冻条件下或冻融循环中对海洋产品的冰核形成作用（Fathi等人，2025年；Saki等人，2023年），但尚未有研究探讨来自丁香假单胞菌的PBTs对碎牛肉冷冻行为、氧化稳定性和肌原纤维蛋白完整性的影响。为应对这些挑战，本研究引入了经伽马射线辐照处理的丁香假单胞菌副生物制剂，作为一种新的、生物安全性更高的冰核形成系统，用于冷冻碎牛肉。这项研究代表了从基于活菌的微生物干预向基于结构和功能的生物保存方法的转变，从机制上将冷冻动态与蛋白质完整性和氧化调节联系起来。
