乳酸菌具有调节肠道菌群，增强免疫力，促进营养物质吸收等多种保健作用，作为发酵剂广泛应用于食品行业中。但传统发酵剂工艺复杂，运输成本较高，菌种活性难以控制，直投式发酵剂具有体积小、活力高、携带方便等优势，可以减少运输和贮藏成本，还能提升产品质量。通常采用冷冻干燥技术将菌泥制成冻干粉，微生物在低于生理温度的条件下，细胞内水分通过升华的方式温和干燥，但冻干过程中微生物细胞受到冷冻、干燥、压力的影响使细胞膜及溶质受到机械性损伤，细胞活力降低或损失，为减缓冷冻对细胞的损害，获得高细胞存活率，需要加入糖类、氨基酸、醇类等冷冻保护剂。冷冻保护剂不仅很容易被玻璃化，且其小分子结构可以取代干燥过程中除去的水分子，从而保持细胞的完整性。如糖类可以取代从蛋白质或细胞膜磷脂中去除的水，从而抑制细胞结构构象变化；氨基酸类如脱脂乳粉在冻干过程中在细胞表面形成保护膜，可以提高冻干过程中细胞膜稳定性，提升存活率；醇类在冷冻干燥过程中能增加细菌活力且减少细菌膜损伤。
里脊火腿是传统发酵肉制品之一，采用猪里脊肉为原料，根据原辅料配比加入食盐、糖等辅料，在发酵过程中受自然环境菌群的影响，具有独特的质地和风味。自然发酵火腿中的微生物菌落组成受地域和气候条件的影响，如国内的金华火腿、盘县火腿、宣恩火腿，国外如西班牙的伊比利亚火腿、意大利的帕尔马火腿等。传统的发酵火腿在开放的自然环境中成熟，环境中的微生物影响着产品的品质，发酵环境中的菌群不仅会引起肉制品中理化指标的和风味成分的变化，还决定着产品的质量与安全性。
贵州大学酿酒与食品工程学院、贵州省农畜产品贮藏与加工重点实验室的朱秋劲教授团队采用PB试验、最陡爬坡实验、Box-Benhnken试验对植物乳杆菌SJ-4冷冻保护剂进行优化，结果表明保护剂配方为11.00 g/100 mL脱脂乳、6.00 g/100 mL甘油、 6.00 g/100 mL精氨酸，在此条件下菌体存活率为(72.22±1.97)%，活菌数达到1010 CFU/g。
将直投式发酵剂应用于里脊火腿中，探讨其对火腿菌群结构变化的影响，结果表明接种后提高了火腿的丰富度和多样性，从门水平上两组样品均以厚壁菌门为主，接种后促进了拟杆菌门、变形菌门、疣微菌门的生长；属水平上两组样品具有大量葡萄球菌存在，加入发酵剂促进了乳酸菌属、阿克曼氏菌属等有益微生物生成，PCA聚类分析表明，实验组和对照组在菌群上存在差异，可以区分两组样品。
研究表明通过自主研发的直投式发酵剂可以增加产品中有益菌属的多样性，为深入探究植物乳杆菌的功能特性和肉制品的精加工提供一定的理论参考。
3.182为参考线，超过参考线的因素有显著影响（P<0.05）。 图2 各因素对植物乳杆菌SJ-4存活率影响的响应面图和等高线图
图3 （A）里脊肉中细菌的Shannon指数；（B）门水平菌落组成直方图；（C）属水平菌落组成直方图； Freeze-drying technology is widely used in strain preservation. To further improve the survival rate of Lactobacillus plantarum SJ-4 after freeze-drying, an experimental design based on the Plackett-Burman method, steepest ascent hill climbing, and the Box-Behnken response surface methodology (RSM) was used to obtain the freeze-dried powder with a viable bacteria count of 1010 CFU/g. The lyophilized powder of L. plantarum SJ-4 prepared was applied to fermented tenderloin ham. High-throughput sequencing was used to analyze the structural changes and succession patterns of bacterial communities and discuss the effects of inoculation on the bacterial phase in tenderloin ham. The results showed that this direct-vat-set starter can improve the fermented meat flora and promote the production of beneficial bacteria, providing a theoretical basis for the in-depth development of the functional properties of the strains and the deep processing of meat products in the future. 朱秋劲，教授，博士生导师，2007年获得江南大学食品营养与安全专业博士学位。现任贵州大学酿酒与食品工程学院副院长，Food Science of Animal Products编委、《肉类研究》科学副主编，《乳业科学与技术》等学术期刊编委，《食品科学》、Food Chemistry、Foods等期刊审稿专家。贵州省第三批百层次人才项目获得者，贵州省第八批省管专家，贵州省生态特色肉制品科技创新人才团队领衔人。目前的研究方向有畜产品加工与贮藏工程、食品营养与安全、微生物学。组建了一支以畜产食品加工、营养、安全相互交融的技术研发团队。主持国家自然科学基金项目4 项，承担省科技项目共10余项；参与国家级、省部级纵向项目近20 项；主持和参与各种横向合作项目20余项。发表学术论文200余篇，其中英文SCI 论文30余篇，主持和参与编制地方标准4 项，团体标准1项；主编和副主编著作各1 部，参编教材4 部，参编著作1 部；主持获贵州省科技进步三等奖2 项，省级优秀论文三等奖2 项，黔东南州科技合作奖1 项，贵州省农业丰收二等奖1 项；获得国家发明授权专利和转让的发明专利共10 件，澳大利亚革新专利1 件。
