干发酵香肠是中国东北地区的一种传统发酵肉制品,因其独特的风味和质地而受到消费者的喜爱(Chen等人,2017;Hu, Tian等人,2022)。在加工过程中,通常会添加亚硝酸钠以抑制腐败微生物的生长并改善产品的颜色和风味(Zhang等人,2023)。然而,在特定条件下,亚硝酸盐会与胺类反应生成亚硝胺。亚硝胺是一种致癌化合物,对人类健康构成潜在风险,因此受到了广泛关注(Guo等人,2025)。因此,减少干发酵香肠中的亚硝酸盐(亚硝胺的关键前体)对于提高产品安全性至关重要。重要的是,实际的缓解策略还应保留与亚硝酸盐相关的理想感官特性,这需要可控且适用于工业的方法。
乳酸菌(LAB)因其在发酵中的作用而被广泛认可,它们可以产生亚硝酸盐还原酶,这种酶能催化亚硝酸盐(NO2^-)还原为一氧化氮(NO),后者可进一步转化为N2O,最终还原为N2(Yuan等人,2024)。乳酸菌还因其能够快速产生乳酸从而降低pH值而被广泛用作发酵剂(Hu等人,2023;Hu, Li等人,2022)。这种酸化作用可以增强亚硝酸盐还原酶的活性并加速亚硝酸盐的降解。尽管已经筛选并应用了具有亚硝酸盐降解能力的乳酸菌来减少发酵香肠中的亚硝酸盐残留和亚硝胺(Sun等人,2017;Ji等人,2022;Chen等人,2016),但关于单一功能性乳酸菌发酵剂的使用效果——即接种剂量如何影响安全参数和感官特性之间的平衡——仍是一个未解决的问题。
除了亚硝酸盐之外,发酵香肠中的其他安全相关问题,如生物胺(BAs)的积累和脂质氧化,也可能影响产品安全性(Omer等人,2021),并且这些因素与亚硝胺的形成有关(Yang等人,2013)。此外,亚硝胺的形成与pH值和水分活度(a_w)等理化性质密切相关(De Mey等人,2017)。先前的研究已经确定了多个影响因素;例如,N-亚硝基二甲胺(NDMA)和N-亚硝基吡咯烷(NPYR)的水平与pH值相关(Kaban等人,2022),而脯氨酸和温度在加工肉类的NPYR生成中起关键作用(Drabik-Markiewicz等人,2009)。然而,乳酸菌接种如何协调改变理化条件(如pH值和a_w)、前体物质的可用性(亚硝酸盐、生物胺和游离氨基酸(FAAs)以及氧化状态——以及哪些因素(单独或相互作用)主导干发酵香肠中各种亚硝胺的变化——目前仍不完全清楚。
因此,本研究首先筛选了Lacticaseibacillus rhamnosus H7菌株的高亚硝酸盐降解能力,然后将其应用于干发酵香肠。通过比较两种接种水平,我们旨在通过全面评估理化性质、感官特性和潜在风险因素,研究L. rhamnosus H7对干发酵香肠品质和安全性的影响。此外,还采用了线性混合模型分析来识别与亚硝胺减少相关的关键因素。基于此分析,构建了一个可测试的假设框架,描述了L. rhamnosus H7接种可能抑制亚硝胺形成的途径。这项工作旨在为提高干发酵香肠的品质和安全性提供新的见解,并为未来针对亚硝胺形成的调控策略奠定初步基础。