乳酸菌共发酵罗非鱼鱼糜：不经加热自发成胶，高菌量12小时完成凝胶化

罗非鱼养殖量大、肉质好、无肌间刺，是淡水鱼糜优质原料，但其鱼糜凝胶强度低且易发生凝胶劣化，制约高附加值产品开发。传统改善手段多依赖添加多糖、外源蛋白或转谷氨酰胺酶，用量大且成本高。发酵技术作为新兴替代方案，利用乳酸菌（LAB）代谢产有机酸降低pH，诱导肌原纤维蛋白变性与交联形成"非热凝胶（non-thermal gel）"，无需高温加热，还可减少水洗废液排放并改善风味。但单一菌株发酵存在凝胶形成时间长、腐败微生物（如Aeromonas、Streptococcus）抑制不完全等问题。已有研究表明自鱼糜中分离的L. plantarumH30-2和P. acidilacticiH30-21具良好酸化能力和鱼糜适应性，单独使用时仍存上述缺陷。共发酵可能通过菌株协同酸化、竞争抑制腐败菌及互补代谢产物强化凝胶性能，但目前缺乏对共发酵过程中微生物群落演替与鱼糜物性变化的定量关联分析。

本研究设置不同浓度双菌共发酵组，测定物性（硬度、弹性、咀嚼性、凝胶强度、白度、pH）、总菌落数及16S rRNA高通量测序群落结构，采用组维度相关分析与影响贡献度计算量化各菌属对凝胶品质的贡献，阐明共发酵诱导非热凝胶的机制及两菌株协同效应，为高品质罗非鱼鱼糜产品开发提供理论依据。

图1.共发酵后罗非鱼鱼糜物理性质变化

随着发酵时间延长，各发酵组鱼糜硬度、弹性、咀嚼性、黏附性及凝胶强度显著升高（p<0.05），共发酵组优于自然发酵（CK）；高菌量组（ZRH）12 h凝胶强度已达251.8 g·cm，高于CK组24 h值，说明共发酵加速非热凝胶形成。白度随发酵进行显著增加，ZRH组最高。pH随发酵下降，ZRH组12 h即显著低于其余组，与凝胶强度变化趋势相反，印证酸性环境促非热凝胶。PCA显示ZRH12/ZRL24/CK24聚为一类，与自然发酵早期明显区分，表明共发酵早期物性即接近自然发酵后期水平。

图2.共发酵过程中微生物群落演变

总菌落数（TPC）随发酵升高，但共发酵组12 h和24 h TPC低于CK组，说明接种LAB抑制杂菌过度增殖。α多样性显示Sobs、ACE、Chao、Shannon随发酵升高，Simpson下降；共发酵尤其是ZRH组丰富度和均匀度更低，因LAB快速成为绝对优势菌。PCoA与聚类将样品分为CK、ZRL、ZRH三簇，ZRH簇组内变异小、群落稳定。属水平：原料中以Macrococcus和Streptococcus为主；发酵末CK以Lactococcus(86.1%)为主，ZRL和ZRH分别以Lactobacillus(46.3%/65.6%)和Pediococcus(25.2%/29.2%)为主导，腐败菌（Aeromonas、Streptococcus）相对丰度降至<3.5%（ZRH 24 h仅3.3%），证明共发酵有效抑制腐败微生物。

图3.微生物群落与物理性质组维度相关分析

12 h和24 h Pearson相关将菌属分为两簇：腐败相关菌（Lactococcus、Aeromonas等）与α多样性、pH、TPC正相关；LAB（Lactobacillus、Pediococcus）与硬度、弹性、咀嚼性、凝胶强度、白度、Simpson正相关，与pH负相关。影响贡献计算显示Lactobacillus和Pediococcus对凝胶改善总贡献>95%（12 h分别为68.6%和26.7%），Lactobacillus贡献始终更高；群落多样性降低主要由Lactococcus、Aeromonas、Streptococcus丰度下降引起。说明LAB酸化是凝胶改善主因，腐败菌抑制减少蛋白酶对肌原纤维蛋白的降解，间接保护凝胶结构。

图4.非热凝胶改善机制

LAB代谢产有机酸降低pH→肌原纤维蛋白α-螺旋解折叠转变为β-折叠和无规卷曲→暴露疏水位点促进分子间交联形成非热凝胶网状结构。L. plantarum产酸能力强于P. acidilactici故贡献更大，两菌共发酵具协同酸化效应。共发酵显著抑制产蛋白酶腐败菌（Aeromonas、Streptococcus），减少内源/外源蛋白酶对凝胶蛋白水解破坏，避免凝胶劣化。高接种量缩短凝胶时间（24 h→12 h）并更强抑制腐败菌，适合工业化高品质罗非鱼鱼糜生产。

罗非鱼鱼糜中添加L. plantarum与P. acidilactici（2:1）共发酵后，硬度、弹性、咀嚼性、凝胶强度及白度显著提升，pH降低，高菌量组（10⁷ CFU/g）12 h凝胶强度达251.8 g·cm，非热凝胶形成时间由24 h缩短至12 h。16S rRNA测序显示LAB迅速成为优势菌群（Lactobacillus65.6%、Pediococcus29.2%），腐败菌Lactococcus、Aeromonas、Streptococcus相对丰度显著下降。组维度相关分析与影响贡献量化表明LAB酸化诱导肌原纤维蛋白构象转变形成非热凝胶，其中L. plantarum贡献度高于P. acidilactici；腐败菌抑制减少蛋白酶介导凝胶劣化，协同促进品质改善。高浓度双菌共发酵可有效抑制腐败微生物并加速非热凝胶形成，具备应用于高品质罗非鱼鱼糜制品开发的潜力。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.crfs.2026.101364