尽管目前这些替代能源代谢机制尚未完全搞清楚，其代谢作用对CNS在肉基质中竞争优势是否起着显著作用，以及这种代谢能力在不同菌株间是否存在显著性差异还需要进一步研究。但精心筛选在特定肉基质中具有较强竞争优势的菌株，有助于新型发酵剂更好地表达功能特性，显著改善产品质量与安全。

ADI-精氨酸脱亚氨基酶；OTC-鸟氨酸甲酰基转移酶；CK-氨基甲酸激酶；NOS-一氧化氮氧合酶图1 凝固酶阴性葡萄球菌中精氨酸代谢途径Fig.1 Pathway of arginine metabolism in coagulase-negativestaphylococci

4.2 颜色产生

如前所述，CNS普遍具有硝酸盐还原酶活性，但硝酸盐还原酶活性在CNS不同种之间和同一种属不同菌株之间均存在较大差异。比如、、、S.lentus、、S.sciuri和常具有较强的硝酸还原酶能力，而、和通常不存在硝酸盐还原酶活性。BOSSE等[25]发现接入硝酸盐还原酶活性较强的可显著减少火腿中硝酸盐残留量，增加亚硝酸盐含量；而接入酶活力较弱的则相反。MAINAR等[27]在添加2.96 mmol/L硝酸盐的肉模拟培养基中评估88株CNS，发现其中78个菌株具有硝酸盐还原酶活性，但只有35株菌表现出较高转化活性，分属于、、、和。另一方面，添加具有硝酸还原酶活性的CNS菌株并不能确保肉制品良好色泽的形成，加工工艺条件对色泽的形成同样具有重要的影响。研究表明CNS的硝酸盐还原酶活性一般是在硝酸盐存在的情况下由厌氧环境条件诱导，且在指数生长期间达到最大，只有适宜加工条件使菌株形成竞争优势，才能最大化的表达其硝酸盐还原酶活性[24]。GOTTERUP等[26]确认CNS的硝酸还原酶活性不能直接预测香肠制品中亚硝基肌红蛋白的形成率，菌株良好颜色形成能力的预测还应包括生长特性和耐酸性等其他相关特性。

近年来，科学家们提出CNS还可以通过一氧化氮合成酶(nitric oxide synthase, NOS)途径代谢精氨酸产生Nω-羟基-精氨酸中间产物，随后形成NO和瓜氨酸(图1)。RAS等[51]验证了中确实存在nos基因，并发现大多数CNS菌株中都含有nos基因，推测其在CNS中高度保守，但是表达并产生的NO无法形成足够的亚硝基肌红蛋白，反而更多的是形成氧合肌红蛋白，且在种和菌株间存在较大变异[52]。从理论上讲，发酵肉制品中细菌NOS途径可用作NO的替代产生途径，用来减少硝酸盐和/或亚硝酸盐在肉制品生产中的使用。然而，细菌NOS途径更多的是用于抵御氧化应激，其所产生的NO是否能够用来合成足够的亚硝基肌红蛋白，进而在生产中替代亚硝酸盐还缺乏足够的研究[53]。MAINAR等[27]研究17个种的86株CNS发现，只有1种菌株显示NOS活性且活性较弱。现有证据表明，基于NOS的肉制品良好色泽形成还有很多科学问题需要解决，但仍为寻找合适的亚硝酸盐替代开辟了新的方向。

4.3 风味强化

风味是肉制品最重要的质量属性，如前所述，CNS的生长代谢作用可以将肉中的碳水化合物、氨基酸和脂肪酸代谢转化，产生一系列挥发性物质，从而改善产品风味。目前商业菌种和在风味形成方面的作用研究很多，菌株更适用于发酵香肠生产，所产生的芳香族风味物质可以为产品带来更加圆润的风味，而可能比其他CNS产生更多的甲基酮以及支链醛和醇类，导致成熟时间更快[54-55]。尽管如此，仍需要更多研究来弄清哪种发酵剂更适合某一特定类型的发酵肉产品，以及硝酸盐添加量，发酵时间、发酵温度，盐含量和发酵剂浓度等工艺差异对风味的影响[19-20, 32, 56]。已有学者对CNS在蛋白质和脂肪降解、风味物质产生等方面的种间和种内差异性进行了大量研究，除了现有商用发酵剂外，一些CNS种属如、、S.sciuri、和的部分菌株也展示了良好的挥发性风味物质生产潜力，可为系统评估发酵肉制品的本地CNS群落和筛选优良风味功能CNS菌株奠定了重要基础[42]，如和在一定的生产条件下，生产乙偶姻、二乙酰、乙酸等重要风味成分的能力可以达到甚至超过商业发酵菌株的水平，而则几乎不产这类风味物质[45]。可以肯定的是，自然发酵过程利用本地野生型菌株的特定代谢作用，能够为产品带来诱人的独特香气，近年来分子技术和发酵技术的进步为我们重新评估这些本地野生型菌株提供了可能[57]。因此，筛选本地野生型风味改良菌株作为新型功能发酵剂可能是改善产品风味的有效途径。

4.4 生物保护

筛选产细菌素的菌株作为发酵剂用于肉制品生产，提高产品对有害微生物的抵抗作用，保障发酵正常进行，减少致病菌的危害，成为肉制品功能发酵剂研究的重点[58]。近年来，肉制品发酵剂中另一种重要微生物LAB在这方面有大量的研究，对细菌素的功能、微生物产细菌素的机理和功能微生物的筛选等相关内容进行了较为深入的阐述，本文在此不再赘述。现有的研究表明，CNS菌株同样具有产生细菌素的能力，且与LAB不同的是，部分CNS细菌素展示了对梭状芽孢杆菌和/或金黄色葡萄球菌具有较好的抑菌活性[59]。加强CNS产细菌素方面的研究工作，筛选产细菌素CNS与产细菌素LAB(对李斯特氏菌有较好的抑制作用)联合作为发酵剂应用于肉制品生产，可以更好地提升产品的质量和安全，在工业生产中适量减少硝酸盐/亚硝酸盐的用量。

文章来源：《新型工业化》 网址: http://www.xxgyhzz.cn/qikandaodu/2021/0115/699.html