鲁东大学刘文丽副教授团队：短促生乳杆菌作为发酵剂对泡菜萝卜风味品质的影响

beat365官方网站果蔬加工团队在国际食品TOP期刊《Food Research International》（IF=7.425）上发表题为“Effect of Levilactobacillus brevis as a starter on the flavor quality of radish paocai”的研究论文。张锡茹为本文第一作者，李华敏博士和刘文丽副教授为本文共同通讯作者。

成果介绍：

一、摘要：

本文分析了短促生乳杆菌对低盐萝卜泡菜发酵的影响。在15℃下进行自然发酵（SF）和接种发酵（IF），对低盐萝卜泡菜的发酵动力学、风味和感官特性进行评价。短促生乳杆菌PL6-1可快速利用糖产酸，增加甘露醇（5.43mg/g）、乳酸（543.44mg/100g）和乙酸（87.79mg/100g）的含量，从而加快发酵过程。15种挥发性有机化合物（VOCs）被鉴定为萝卜泡菜中的关键香气活性化合物，8种不同的VOCs被认为是潜在的标记物。短促生乳杆菌PL6-1可以提高桉叶油醇、正己醇、己酸、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚和丁香酚的含量，使萝卜泡菜具有花香、甜味和酸味，并减少由三芥子酸甘油酯、二烯丙基二硫和二烯丙基三硫醚引起的大蒜味、洋葱味和刺鼻的难闻气味。IF泡菜的外观、味道、质地和整体可接受性均优于SF组。因此，短促生乳杆菌PL6-1可作为改善低盐萝卜泡菜发酵风味和感官质量的潜在发酵剂。

二、研究过程

本研究通过定量描述分析（QDA）和电子舌（E-tongue）对短促生乳杆菌接种对萝卜泡菜发酵的影响进行评价。采用高效液相色谱法和氨基酸自动分析仪测定了影响泡菜品质和滋味的非挥发性有机物，包括糖类、有机酸和氨基酸。采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用仪（HS-SPME-GC-MS）和顶空气相色谱离子迁移谱仪（HS-GC-IMS）测定了泡菜挥发性有机物的变化，并通过偏最小二乘判别分析（PLS-DA）和气味活性值（OAV）分析确定了影响其风味的关键香气活性化合物（KACs）。

研究表明，接种短促生乳杆菌PL6-1的萝卜泡菜可以快速利用糖产酸，从而加快发酵过程。

图1 萝卜泡菜SF和IF组的LAB活菌数和理化指标变化

通过HS-GC-IMS鉴定了37种VOCs，通过GC-MS鉴定了50种VOCs。HS-SPME-GC-MS的结果表明，醇、酸和硫化物是萝卜泡菜中的主要VOCs，HS-GC-IMS图谱显示硫化物、醇和酯的含量较高。而萜烯仅在GC-MS中检测到，这两种方法显示出不同化合物的敏感性。

图2 通过HS-GC-IMS对SF和IF中的VOCs进行指纹图谱分析

图3 SF和IF中VOCs的分级聚类热图

萝卜泡菜中的KACs，包括硫化物、醇类、酸类、酚类和醛类，在接种发酵后都发生了显著变化，表明短促生乳杆菌PL6-1对泡菜的味道有显著贡献。基于KEGG分析进一步探讨了短促生乳杆菌中KACs的可能代谢途径。短促生乳杆菌发酵的代谢途径，主要包括糖酵解、丙酮酸、FAAs和脂质的代谢，以及源自含硫FAAs等含硫化合物的代谢。

图4萝卜泡菜风味化合物的可能代谢途径（KEGG来源）

为了更好地理解接种短促生乳杆菌发酵引起的香气变化，筛选出了SF和IF之间OAV＞1、VIP＞1和差异倍数＞2或＜0.5的VOCs。最终确定8种VOCs（桉叶油醇、正己醇、己酸、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、丁香酚、三芥子酸甘油酯、二烯丙基二硫和二烯丙基三硫醚）作为SF和IF之间香气差异的特征潜在标记。其中，筛选丁香酚作为鉴别短促生乳杆菌发酵萝卜泡菜挥发性风味的潜在标记。

图5 SF和IF之间香气差异及其浓度变化的潜在标志物

图6 基于味觉感知系统的电子舌感官评分雷达图

三、研究结论

短促生乳杆菌PL6-1可以有效利用糖，提高有机酸、甘露醇和大多数FAAs的水平，改善萝卜泡菜的外观、口感和质地，还可以促进包括醇、酸、醛和酚在内的VOCs的产生，从而提高整体感官可接受性。此外，基于OAV分析，揭示了萝卜泡菜SF和IF之间香气差异的KACs和潜在标记。接种短促生乳杆菌PL6-1发酵可以有效地提高萝卜泡菜的质量，并改善VOCs，因此短促生乳杆菌PL6-1可能是用于低钠盐泡菜生产的潜在发酵剂。然而，短促生乳杆菌PL6-1影响萝卜泡菜的代谢产物产生和风味质量的机制需要进一步研究，以实现风味化合物的定向调节，从而进一步提高泡菜的质量。

参考文献

https://doi.org/10.1016/j.foodres.2023.112780

专家/团队介绍：

张锡茹，beat365官方网站硕士研究生，研究方向为传统发酵蔬菜中特征风味物质的形成机理研究。以第一作者发表SCI期刊论文两篇，EI论文一篇，参与山东省自然科学基金面上项目，烟台市科技创新发展计划等科研项目。荣获“第八届山东省大学生科技创新大赛”三等奖，科技创新先进个人等。

李华敏，beat365官方网站，理学博士，硕士生导师。主要从事果蔬精深加工、传统发酵食品机理解析等研究。主持国家自然科学基金项目，发表SCI、EI论文20余篇。

刘文丽副教授，beat365官方网站，工学博士，硕士生导师。主要从事食品微生物、传统食品高质化发酵及机理解析等研究。近年来以第一/通讯作者在Food Microbiology，Food Research International，Food Control，LWT - Food Science and Technology，Food Packaging and Shelf Life等期刊发表研究论文10余篇。