南京农业大学叶可萍教授团队Food Control新成果：细菌运动性和蛋白水解活性与肉的渗透性和腐败变质有关

展源 2026-10-22

近日，南京农业大学食品科技学院叶可萍教授团队在《Food Control》期刊上发表了题为《Motility and proteolytic activity are associated with enhanced bacterial penetration and spoilage of meat》的研究性论文（一区 · IF：7.0）。该研究对73 株分离自肉品的假单胞菌开展运动性与蛋白水解活性分析；并选取 3 株运动性、蛋白水解活性特征存在差异的菌株（49 号、54 号、55 号），以 25 °C无菌猪肉模型（加速腐败体系）测定其生长曲线、鞭毛形态、营养物质趋化能力、营养物质利用活性及组织渗透能力，以深入阐释细菌在肉组织中的渗透机制。该研究揭示了运动性与蛋白水解活性同细菌渗透能力之间的关联，为从渗透维度控制肉品腐败提供了机制层面的依据。

介绍

肉品富含蛋白质、脂质、矿物质与维生素，是极易腐败的食品。假单胞菌属（Pseudomonas spp.）是肉品中的优势腐败菌群，其中莓实假单胞菌（P. fragi）在肉样中的检出率高达56.7%–79.0%。微生物污染约造成肉品生产、贮藏与流通环节总损耗的21%，其腐败进程始于表面黏附，继而向深层肌肉组织渗透；一旦进入内部，细菌便难以被物理或化学手段去除。

关于细菌渗透肌肉组织的机制长期存在分歧：一方认为蛋白水解活性是渗透的前提，微生物对肌肉蛋白的降解可促进组织渗透，木瓜蛋白酶处理甚至能使原本无渗透能力的细菌进入深层肌肉；另一方则明确指出蛋白水解并非渗透的先决条件，并发现尸僵期间肌纤维径向收缩会在肌束膜与肌内膜鞘之间形成间隙，胶体颗粒扩散实验也证实了不依赖蛋白酶的渗透路径。此外，在肌束膜与肌内膜间隙中检出沙雷菌与假单胞菌，提示渗透可能与细菌运动性相关，而纤维取向也被确认是影响渗透的关键因素。

然而，运动性、生长与蛋白水解活性、对营养物质的趋化性是否共同参与并协同影响渗透效率，此前尚缺乏系统研究。本研究据此筛选运动性与蛋白水解活性各异的肉源 P. fragi 菌株，表征其生长动力学、鞭毛组装、对营养物质的趋化性以及营养物质利用活性，并比较其渗透猪肉组织的能力。

研究亮点

运动性与蛋白水解活性作为协同细菌表型，加速肉品腐败。
高渗透菌株具备较强的营养利用能力与运动相关基因高表达水平。
强运动性与蛋白水解活性可使菌株在 10 h 内实现肉组织深层渗透。
上述协同表型会造成肉品色泽与质地的严重劣变。

研究结论与展望

交叉污染为假单胞菌定植肉表面提供了机会，而其渗透能力使它们能够从表面迁移到更深的组织中。本研究旨在探究影响假单胞菌渗透的因素，深入分析其运动活性、蛋白酶活性和营养物质利用能力，以增进对肉中细菌渗透机制的理解。研究还测定了菌株的生长曲线、鞭毛数量、营养物质趋化性、营养物质利用活性等可能与渗透有关的因素。并将三株运动性和蛋白酶活性不同的 P. fragi接种于无菌猪肉上，于 25 °C 分别贮藏 0 h、10 h 和 16 h。测定肉各层的总活菌数，以反映菌株的渗透能力。结果表明，渗透能力强的菌株在运动活性、蛋白酶活性、生长能力、营养物质趋化性和营养物质利用能力方面均显著高于渗透能力弱的菌株。具有运动性和蛋白酶活性的菌株仅需 10 h 即可渗透至猪肉第三层，显著快于无运动性和蛋白酶活性的菌株所需的16 h。这些发现表明细菌渗透与多种因素相关，包括运动性、蛋白酶活性、生长能力和对营养物的趋化性，这些因素可能共同使细菌能够向肉基质内的资源移动并高效利用这些资源。

渗透使腐败微生物能够从肉的表面深入内部，从而加速腐败过程。然而，外推到商业条件还需在自然菌群和冷藏温度下进一步验证。未来需要采用同源突变株进行研究，才能明确特定细菌性状与渗透效率之间的因果关系。本研究为腐败微生物的渗透机制提供了新的见解，将有助于更好地控制肉的腐败过程，并为肉品加工与贮藏提供指导。

图文赏析

Fig. 1. Strain characterization of 73 meat-derived Pseudomonas strains: (a) Swimming motility, (b)swarming motility, (c) proteolytic activity.

Fig. 2. Motility and chemotaxis gene expression: (a) Layer 1, (b) Layer 2, (c) Layer 3.

Fig. 3. Protein degradation ability of three P. fragi strains: (a) Degradation of sarcoplasmic proteins, (b) Degradation of myofibrillar, (c) MFI of each layer of meat after penetration by three strains for 16 h.

Fig. 4. Glucose and Lactate Metabolism In Vitro versus In Vivo: (a) In vitro glucose utilization, (b) Lactate utilization, (c) Glucose content in meat layers after 16-h penetration, (d) Lactate content in meat layers after 16-h penetration.

Fig. 5. Total viable counts of three P fragi strains in meat: (a) the first layer, (b) the second layer, (c) the third layer.

Fig. 6. Assessment of penetration capability and spoilage potential of three strains of P. fragi for 16 h: (a) L*, (b) a*, (c) b*, (d) hardness, (e) resilience, (f) springiness, (g) adhesiveness, (h) chewiness.