《食品科學(xué)》：湖南大學(xué)張偉研究員等：復(fù)合乳酸菌二次發(fā)酵芥菜的品質(zhì)變化

芥菜作為我國歷史悠久的特色腌漬蔬菜，在長江流域、西南地區(qū)已形成極具地域文化特色的代表性產(chǎn)品。芥菜的腌制加工方式有很多種，基于地域與品種差異，主要分為泡漬和鹽漬兩種。

近年來，越來越多的研究者開始關(guān)注芥菜鹽坯漂洗脫鹽后采用二次自然發(fā)酵和接種發(fā)酵改善風(fēng)味，以及二次發(fā)酵過程中生成的代謝產(chǎn)物對芥菜風(fēng)味的影響。植物乳植桿菌作為發(fā)酵蔬菜的核心功能菌種，在發(fā)酵過程中使芥菜呈現(xiàn)獨(dú)特風(fēng)味。將發(fā)酵性能優(yōu)良的乳酸菌應(yīng)用于蔬菜發(fā)酵，不僅能縮短發(fā)酵周期，保證產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定，還能降低發(fā)酵蔬菜中亞硝酸鹽的含量。有研究表明復(fù)合菌株相比單菌株接種發(fā)酵更有優(yōu)勢。

湖南大學(xué)生物學(xué)院隆平分院的賴慧婷、張偉*、張菊華*等人以芥菜鹽坯為原料，經(jīng)漂洗脫鹽，采用優(yōu)選的植物乳植桿菌QT038和LJ065開展單菌株和復(fù)合菌株接種發(fā)酵，探究不同組合菌株對發(fā)酵芥菜的感官評價(jià)、色澤與質(zhì)構(gòu)、pH值、總酸、亞硝酸鹽、氨基酸態(tài)氮和揮發(fā)性成分的影響，結(jié)合氣味活性值（OAV）和變量投影重要性（VIP）分析，精準(zhǔn)鑒定關(guān)鍵香氣成分。同時(shí)，評價(jià)菌株間拮抗作用、有害代謝物、溶血試驗(yàn)和抗生素敏感性，篩選出適宜的菌株組合應(yīng)用于芥菜低鹽坯的二次發(fā)酵，為工業(yè)化鹽漬芥菜的品質(zhì)提升提供理論參考。

1 不同菌株發(fā)酵芥菜的品質(zhì)分析

1.1 感官評價(jià)

接種發(fā)酵15 d芥菜的感官評分如表2所示。接菌組在色澤、香氣、質(zhì)地和綜合喜好度顯著高于YP（P＜0.05），其感官評分由高到低依次為1∶1＞2∶1＞LJ065＞QT038＞1∶2＞YP，單菌株和復(fù)合菌株接種的發(fā)酵芥菜的香氣和滋味有差異。復(fù)合菌株QT038∶LJ065（1∶1）組發(fā)酵芥菜的色澤、滋味和質(zhì)地得分均較高，可能是由于適宜比例的乳酸菌能夠平衡代謝，且一些中間代謝產(chǎn)物能有效轉(zhuǎn)化利用，最后形成較好的風(fēng)味與滋味，而復(fù)合菌株1∶2組的感官評分較低可能是由于人的主觀感受，不同的人對風(fēng)味、香氣和質(zhì)地的偏好不同，從而導(dǎo)致感官評價(jià)較低。綜上可知，復(fù)合菌株發(fā)酵可以改善單菌株發(fā)酵芥菜的口感和香氣。

1.2 質(zhì)構(gòu)與色澤

質(zhì)構(gòu)是決定發(fā)酵蔬菜口感和影響消費(fèi)者接受度的主要因素之一。品質(zhì)優(yōu)良的發(fā)酵芥菜應(yīng)該具有軟硬適中、富有彈性等感官特點(diǎn)。圖2中顯示了0～15 d芥菜發(fā)酵過程中硬度和彈性的變化趨勢。隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，各組發(fā)酵樣品硬度均呈下降趨勢，主要是由于乳酸菌產(chǎn)酸，芥菜細(xì)胞壁中的果膠物質(zhì)會在酸性條件下發(fā)生水解；而彈性呈先升后降趨勢，可能是由于發(fā)酵前3 d芥菜水分含量上升導(dǎo)致細(xì)胞組織吸水，彈性上升，而后在滲透壓差和乳酸菌對果膠的代謝作用下，彈性逐步下降。

色澤是評價(jià)發(fā)酵蔬菜品質(zhì)的重要指標(biāo)，影響產(chǎn)品的接受度和食用體驗(yàn)。圖3A1～A3、B1～B3顯示了YP和各接菌組發(fā)酵0～15 d葉和莖的L*（亮度值）、a*（紅度值）、b*（黃度值）。隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，葉的L*值表現(xiàn)出先上升后下降，第3天各組均有不同程度升高，莖的L*值呈下降趨勢，其中在發(fā)酵15 d時(shí)，復(fù)合菌株2∶1組葉和莖的L*值均相對較高，分別為66.54±0.26、57.53±0.18，亮度更好。在發(fā)酵過程中芥菜莖和葉的a*值均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，且莖的a*值降低幅度更大，說明莖能在發(fā)酵過程中更好地褪紅，葉更容易呈現(xiàn)紅色。其中LJ065發(fā)酵15 d時(shí)葉和莖的a*值較高。芥菜葉的b*值隨著發(fā)酵時(shí)間的延長呈明顯上升，而莖的b*值有降低趨勢，表明在發(fā)酵過程中芥菜鹽坯葉的顏色逐漸變暗變黃，出現(xiàn)褐變和黃變現(xiàn)象，這可能是酸度升高會促進(jìn)果蔬中的4-甲硫基-3-丁烯基異硫氰酸酯轉(zhuǎn)化生成黃色素。其中復(fù)合菌株2∶1組葉的b*值由8.59±0.46升至12.80±1.07，在接菌組中黃變最弱。

褐變是導(dǎo)致品質(zhì)下降的主要因素，通過L*、a*和b*值計(jì)算出的色差ΔE反映樣品褐變程度。如圖3A4、B4所示，15 d時(shí)QT038、LJ065、1∶1、2∶1和1∶2葉的ΔE分別為7.42、7.17、9.55、5.87和8.57，莖的ΔE分別為10.92、11.36、10.50、8.99和11.06，表明各接菌組與YP之間的顏色均存在明顯差異。復(fù)合菌株2∶1組葉和莖的ΔE均相對較低，說明QT038∶LJ065（2∶1）的色澤變化較小。

1.3 理化指標(biāo)

pH值和總酸是發(fā)酵蔬菜主要理化指標(biāo)，能直觀反映芥菜樣品品質(zhì)變化及成熟情況，同時(shí)與乳酸菌的生長密切相關(guān)。如圖4A、B所示，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，各組pH值均逐漸下降，總酸與之相反呈上升趨勢。發(fā)酵3 d后，各組pH值明顯下降，總酸含量顯著上升，其中復(fù)合菌株2∶1組產(chǎn)酸最快，復(fù)合菌株1∶1組和QT038產(chǎn)酸相對較緩。接種乳酸菌在發(fā)酵前期迅速增殖為優(yōu)勢菌群，產(chǎn)生大量乳酸，維持較低pH值，但隨著發(fā)酵芥菜的酸度增加，乳酸菌生長繁殖速度減緩，產(chǎn)酸量下降。發(fā)酵15 d時(shí)，LJ065和復(fù)合菌株1∶1組的總酸含量最高，為11.71 g/kg。

由圖4C、D可知，接菌組亞硝酸鹽含量均低于YP，且亞硝酸鹽含量降低近50%，其中復(fù)合菌株1∶1組的亞硝酸鹽含量最低，為2.16 mg/kg，由此可見接種乳酸菌發(fā)酵可有效降低亞硝酸鹽含量，保證發(fā)酵芥菜的安全性；接菌組的氨基酸態(tài)氮的含量均低于YP，可能是因?yàn)榻娌说望}坯二次發(fā)酵后部分營養(yǎng)成分溶入泡漬液中，但復(fù)合接菌組比單一接菌組氨基酸態(tài)氮含量較高，其中復(fù)合菌株2∶1和1∶1組的氨基酸態(tài)氮含量相對較高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.080%、0.078%，可能是不同菌株在發(fā)酵過程中產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，共同促進(jìn)氨基酸的產(chǎn)生。

1.4 揮發(fā)性成分分析

采用HS-SPME-GC-MS法對YP與各接菌組中揮發(fā)性成分進(jìn)行分析，如圖5A所示，共檢測出89 種揮發(fā)性物質(zhì)，其中YP檢出48 種，接菌組QT038、LJ065、1∶1、2∶1、1∶2發(fā)酵后分別檢出57、56、79、80、79 種揮發(fā)性物質(zhì)，共包括酚類7 種、酯類18 種、醛類8 種、醇類20 種、酮類8 種、硫醚類1 種、烯類4 種、腈類2 種、酸類9 種、烴類2 種和雜環(huán)類10 種，其中有41 種揮發(fā)性物質(zhì)在YP中未檢出。如圖5B、C所示，揮發(fā)性成分含量較高的有酯類、醇類、醛類、腈類和酚類，各組中共有的揮發(fā)性物質(zhì)有34 種，YP、QT038和LJ065特有的揮發(fā)性物質(zhì)分別有3、2、2 種。不同接菌組發(fā)酵芥菜的揮發(fā)性香氣物質(zhì)種類和含量存在一定差異。各接菌組發(fā)酵后的醇類、醛類、酸類和雜環(huán)類物質(zhì)含量均高于YP；復(fù)合菌株發(fā)酵后的酚類、酮類、烯類和酸類物質(zhì)含量相對高于單一菌發(fā)酵，且與YP中的種類及含量相差較大，這些揮發(fā)性香氣物質(zhì)主要來自于乳酸菌的代謝作用、原料本身貢獻(xiàn)的風(fēng)味和其他的生化反應(yīng)，推測可能是植物乳植桿菌發(fā)酵促進(jìn)了這幾類揮發(fā)性物質(zhì)的產(chǎn)生。與YP相比，QT038、LJ065、1∶1、2∶1、1∶2接菌組發(fā)酵芥菜中的揮發(fā)性物質(zhì)含量分別提高了5.37%、25.43%、36.56%、12.19%和27.75%，其中復(fù)合菌株QT038∶LJ065（1∶1）的增香效果最好，說明復(fù)合菌株適宜的比例接種發(fā)酵有助于改善芥菜鹽坯的風(fēng)味，賦予較濃郁的發(fā)酵香氣。

醇類物質(zhì)是發(fā)酵芥菜中種類及含量最多的揮發(fā)性香氣成分，主要來源于碳水化合物發(fā)酵、甲基酮還原、氨基酸代謝和脂質(zhì)氧化等多種途徑，醇類物質(zhì)可賦予食品獨(dú)特的清香味，對豐富發(fā)酵食品風(fēng)味有重要作用。如表3所示，共檢出20 種醇類物質(zhì)，其中復(fù)合菌株中，1∶1組的醇類物質(zhì)含量最高，達(dá)65.25 μg/kg。苯乙醇、異戊醇、1-苯基-2-丙醇、芳樟醇、(Z)-4-己烯-1-醇和α-松油醇是各組共有的物質(zhì)，苯乙醇是利用糖或苯丙氨酸代謝產(chǎn)生的高級醇，賦予芥菜玫瑰花香；異戊醇具有酒味和麥芽香味，鐮葉芹醇、4-萜烯醇和13-十七碳炔-1-醇等是接種乳酸菌后新增的醇類物質(zhì)，(Z)-3-己烯-1-醇、(R)-(+)-1-苯乙醇和L-2-甲基丁醇是復(fù)合菌株發(fā)酵后產(chǎn)生的醇類物質(zhì)，其賦予發(fā)酵芥菜青香、花香、酒香和果香，使香味更濃郁，構(gòu)成了復(fù)合菌株發(fā)酵的特有香氣。

酯類物質(zhì)在發(fā)酵芥菜中呈現(xiàn)怡人的甜味和果香、花香等香氣，主要來源于醇和酸在非酶催化下的酯化反應(yīng)以及微生物作用下的酶催化酯化反應(yīng)。異硫氰酸酯類化合物是蕓苔屬蔬菜中硫代葡萄糖苷的主要分解產(chǎn)物，它能賦予食品刺激性的氣味和辛辣的滋味。異硫氰酸烯丙酯含量在發(fā)酵過程中明顯下降，說明接菌發(fā)酵對發(fā)酵芥菜的芥辣味有顯著的改善作用。棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯（奶油香味）在單菌株接種發(fā)酵芥菜中的含量均得到提升，己酸乙酯、乙酸芳樟酯和鄰苯二甲酸二丁酯是復(fù)合菌株發(fā)酵中新產(chǎn)生的酯類物質(zhì)。研究表明，乙酯類物質(zhì)能賦予產(chǎn)品果香和甜香，不同乙酯具有各自的香氣特征，如己酸乙酯具有強(qiáng)烈的水果香氣，味道清甜，丁酸乙酯帶有果香氣，類似菠蘿、香蕉的果香氣味，對發(fā)酵芥菜的風(fēng)味貢獻(xiàn)十分重要。

醛類物質(zhì)主要來源于油酸和亞油酸等不飽和脂肪酸的氧化及氨基酸降解，是果蔬中重要的揮發(fā)性風(fēng)味成分。3,4-二甲基苯甲醛、β-環(huán)檸檬醛和3-(2,6,6-三甲基-1-環(huán)己烯-1-基)-2-丙烯醛是各組共有且含量較高的揮發(fā)性物質(zhì)，具有甜的花香、果香以及檸檬氣味，接菌后新增4 種醛類物質(zhì)，分別是4-甲基苯甲酰甲醛、藏紅花醛、2,4-二甲基苯甲醛、4-甲基-3-戊烯醛，其中2,4-二甲基苯甲醛的含量最高，張栩在不同乳酸菌接種發(fā)酵酸菜中的2,4-二甲基苯甲醛的含量也較高，其賦予發(fā)酵芥菜甜香與花香，這可能是發(fā)酵微生物的繁殖代謝促進(jìn)了芥菜中脂肪酸的氧化降解所致。

4-乙基苯酚、2-乙基苯酚和4-乙基愈創(chuàng)木酚各組共有的酚類物質(zhì)，3-甲基苯酚是復(fù)合發(fā)酵后新產(chǎn)生的，賦予發(fā)酵芥菜煙熏、藥草樣氣味；酮類物質(zhì)具有花香氣味，發(fā)酵產(chǎn)生的主要酮類物質(zhì)為β-紫羅酮和5-甲基-2-(1-甲基乙基)-2-環(huán)己烯-1-酮等，賦予發(fā)酵芥菜清新的香氣和爽口的口感；雜環(huán)類中的吡嗪物質(zhì)被認(rèn)為與發(fā)酵食品的醬味密切相關(guān)，與YP相比，各接菌組的吡嗪類物質(zhì)含量相對更高，說明接菌發(fā)酵可能有助于發(fā)酵芥菜特有醬味的形成，且吡嗪類物質(zhì)的感官閾值較低，在很低的濃度下也能被察覺；酸類物質(zhì)中乙酸含量較高，乙酸具有刺激性氣味，適量的乙酸有助于發(fā)酵芥菜酸味的形成，但過量的乙酸會給風(fēng)味帶來不利影響，其感官閾值極高，幾乎對發(fā)酵芥菜對風(fēng)味無影響；硫化物的成分單一，由二甲基三硫醚組成，其具有蔥香、蔬菜香，發(fā)酵芥菜中所含的二甲基三硫化物具有焦香和大蒜味，也是植物乳植桿菌發(fā)酵的重要風(fēng)味成分。

1.5 主成分分析（PCA）及差異香氣物質(zhì)分析

為進(jìn)一步明確復(fù)合菌株發(fā)酵芥菜鹽坯的揮發(fā)性香氣成分的影響，對檢出的揮發(fā)性香氣物質(zhì)進(jìn)行PCA，結(jié)果如圖6A所示。PC1和PC2的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為56.4%，其中PC1方差貢獻(xiàn)率為31.7%，PC2方差貢獻(xiàn)率為24.7%。各接菌組發(fā)酵芥菜樣本分別位于坐標(biāo)系的不同位置，說明不同接菌組中的發(fā)酵芥菜低鹽坯的揮發(fā)性香氣成分組成有顯著差異。其中YP分布在一個(gè)區(qū)域，接菌組QT038和LJ065分布較為接近，接菌組1∶1、2∶1和1∶2分布較為接近。結(jié)果表明，PCA可以較好地將YP、單菌株發(fā)酵和復(fù)合菌株發(fā)酵組分開，這些成分可能是不同接菌組之間發(fā)酵芥菜風(fēng)味差異的重要來源。

PCA載荷圖可以進(jìn)一步反映不同香氣物質(zhì)對2 個(gè)PC的貢獻(xiàn)大小，結(jié)果如圖6B所示。對PC1貢獻(xiàn)較大的物質(zhì)主要有3-(2,6,6-三甲基-1-環(huán)己烯-1-基)-2-丙烯醛、4-氯-6-氟喹啉、苯乙酸苯乙酯、β-紫羅蘭酮、β-乙基苯乙醇、β-紫羅酮和愈創(chuàng)木酚，其中3-(2,6,6-三甲基-1-環(huán)己烯-1-基)-2-丙烯醛是對PC1貢獻(xiàn)最大的香氣成分，具有花香、果香和木香，對PC1貢獻(xiàn)較大的苯乙酸苯乙酯、β-紫羅蘭酮和β-紫羅酮具有花香、果香。因此，PC1主要反映發(fā)酵芥菜的甜美花香氣味。對PC2貢獻(xiàn)大的物質(zhì)有異戊酸香葉酯、4-乙烯基愈創(chuàng)木酚、棕櫚酸乙酯和棕櫚酸甲酯等，其中異戊酸香葉酯、棕櫚酸乙酯和棕櫚酸甲酯貢獻(xiàn)相對較高，具有玫瑰香氣、水果味以及奶油氣味，說明PC2主要反映發(fā)酵芥菜的水果香氣、奶油味。

偏最小二乘判別分析（PLS-DA）中置換檢驗(yàn)結(jié)果如圖6C所示，經(jīng)過200 次置換檢驗(yàn)，Q2回歸線與縱軸交于負(fù)半軸，Q2和R2值均高于它們的原始值，說明模型不存在過擬合，模型驗(yàn)證有效，認(rèn)為該結(jié)果可用于YP和各接菌組之間揮發(fā)性物質(zhì)差異分析。為更直觀地展現(xiàn)植物乳植桿菌發(fā)酵芥菜揮發(fā)性風(fēng)味的差異，以層次聚類分析YP和不同接菌組芥菜的風(fēng)味成分，結(jié)果如圖6D所示，聚類分析將發(fā)酵芥菜分為3 類，其中YP被聚為一類，QT038和LJ065單菌株被聚為一類，1∶1、1∶2和2∶1復(fù)合菌株被聚為一類，表明單菌株QT038和LJ065香氣相似度較高，復(fù)合菌株1∶1、1∶2和2∶1香氣相似度較高。

VIP可反映風(fēng)味物質(zhì)對模型分類的貢獻(xiàn)程度，衡量各組分累計(jì)差異對樣本分類判別的影響強(qiáng)度和解釋能力，VIP值越大貢獻(xiàn)率越大，以VIP值＞1作為篩選差異物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)（圖中紅色部分）。由圖7可知，篩選出37 個(gè)VIP值＞1的香氣物質(zhì)，分別是P-傘花烴、二甲基二硫醚、β-環(huán)檸檬醛、乙苯、D-檸檬烯、4-甲基苯甲酰甲醛、13-十七碳炔-1-醇、苯代丙腈、仲丁醇、苯乙醇、亞麻酸乙酯、1-辛烯-3-醇（蘑菇醇）、辛酸、3-羥基-3-甲基-2-丁酮、己酸乙酯、2-異丙基-3-甲氧基吡嗪、亞麻酸甲酯、鄰二甲苯、甲酸庚酯、17-十八炔酸、亞油酸乙酯、四氫-6-壬基-2H-吡喃-2-酮、2,4-二甲基苯甲醛、植酮、松油醇、L-2-甲基丁醇、4-乙基愈創(chuàng)木酚、3-甲基苯酚、4-甲基-3-戊烯醛、(Z)-3-己烯-1-醇、3,4-二甲基苯甲醛、α-亞麻酸、6-甲基-5-庚烯-2-醇、二十碳五烯酸、花生四烯酸、丁酸乙酯和二氫茉莉酮。

以熱圖形式對37 種差異性香氣物質(zhì)進(jìn)行聚類分析，如圖8所示。紅色表示揮發(fā)性物質(zhì)在樣本中含量高于平均值，紅色越深表示含量越高；藍(lán)色表示香氣物質(zhì)在樣本中含量低于平均值，藍(lán)色越深表示含量越低?？赏ㄟ^37 種差異性風(fēng)味物質(zhì)能夠?qū)P和各接菌組發(fā)酵芥菜進(jìn)行有效區(qū)分，與YP相比，各接菌組中差異性香氣物質(zhì)含量分別增加了20.39、70.32、63.14、21.22 μg/kg和43.55 μg/kg，這些關(guān)鍵差異性成分的分布具有較明顯的規(guī)律，其中丁酸乙酯、亞油酸乙酯、亞麻酸甲酯和亞麻酸乙酯等揮發(fā)性物質(zhì)在QT038中的含量顯著高于其他接菌組；二十碳五烯酸、α-亞麻酸、花生四烯酸和2,4-二甲基苯甲醛等揮發(fā)性物質(zhì)在LJ065中的含量顯著高于其他接菌組；(Z)-3-己烯-1-醇、3-甲基苯酚、己酸乙酯和甲酸庚酯等揮發(fā)性物質(zhì)在復(fù)合接菌組中的含量顯著高于單菌株接菌組。這些差異性香氣物質(zhì)主要以醇類、醛類、酸類和酯類居多，主要呈現(xiàn)花香和果香等優(yōu)良?xì)馕短卣鳌?/p>

1.6 OAV分析

OAV＞1的揮發(fā)性成分被認(rèn)為是對發(fā)酵芥菜整體風(fēng)味具有重要貢獻(xiàn)的化合物，也被稱作香氣活性化合物，通過OAV法進(jìn)一步證實(shí)植物乳植桿菌對芥菜發(fā)酵香氣的貢獻(xiàn)。如表4所示，共檢出22 種特征香氣物質(zhì)，包括2 種酚類、1 種酯類、4 種醛類、6 種醇類、3 種酮類、1 種硫醚類、1 種烯類、1 種酸類和3 種雜環(huán)類化合物。3,4-二甲基苯甲醛、3-(2,6,6-三甲基-1-環(huán)己烯-1-基)-2-丙烯醛、藏紅花醛、2,4-二甲基苯甲醛、芳樟醇、鐮葉芹醇、二氫茉莉酮、二甲基二硫醚、2-甲氧基-3-仲丁基吡嗪、2-異丙基-3-甲氧基吡嗪等特征化合物OAV≥10，這些揮發(fā)性化合物可能是影響發(fā)酵芥菜香氣風(fēng)味的關(guān)鍵因子。醛可以賦予發(fā)酵蔬菜良好的花香和果香，例如，3,4-二甲基苯甲醛、藏紅花醛和2,4-二甲基苯甲醛，使得香味更加馥郁；醇具有花香和綠色草本植物的氣味，帶給食物愉悅的香氣，例如，芳樟醇具有花香和綠色的氣味，其OAV和濃度都很高；酮帶有甜味、青草味和水果清香，β-紫羅酮賦予發(fā)酵芥菜紫羅蘭花香；硫醚則帶有刺激性大蒜、洋蔥的味道；吡嗪具有烘烤、堅(jiān)果、胡椒和草本的氣味，由于其極低的氣味閾值，在低濃度下就能影響食品的整體風(fēng)味。2-甲氧基-3-仲丁基吡嗪的OAV最高，在YP中OAV為374.11，在各接菌發(fā)酵組中OAV在667.59～941.13，其具有豌豆味、姜味、甜椒味，通常存在于青豌豆、葡萄及相關(guān)產(chǎn)品中。然而，2-甲氧基-3-仲丁基吡嗪只被發(fā)現(xiàn)在以芥菜為主要原料的發(fā)酵蔬菜中，在其他泡菜中未被發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步證明2-甲氧基-3-仲丁基吡嗪是芥菜中具有代表性的芳香化合物。

2 菌株拮抗作用及安全性評價(jià)

2.1 拮抗作用

拮抗作用指一種微生物通過代謝產(chǎn)物或改變環(huán)境抑制甚至殺死其他微生物。復(fù)合菌株發(fā)酵時(shí)需重點(diǎn)考察菌株間是否存在拮抗作用，否則會嚴(yán)重影響發(fā)酵進(jìn)程和預(yù)期風(fēng)味提升目標(biāo)。圖9顯示植物乳植桿菌QT038和LJ065的菌落接觸后邊緣清晰、自然融合，未觀察到抑制帶、生長停滯或菌落形態(tài)異常，表明二者無拮抗關(guān)系，可作為復(fù)合菌株應(yīng)用于芥菜發(fā)酵。

2.2 安全性評價(jià)

2.2.1 有害代謝物

植物乳植桿菌QT038和LJ065的有害代謝產(chǎn)物檢測結(jié)果見表5。吲哚實(shí)驗(yàn)為陰性：兩菌株不產(chǎn)生色氨酸酶，不會分解色氨酸產(chǎn)生吲哚；硝酸鹽還原酶實(shí)驗(yàn)為陰性：兩菌株不產(chǎn)生硝酸鹽還原酶，避免了亞硝胺致癌物的形成風(fēng)險(xiǎn)。氨基脫羧酶實(shí)驗(yàn)為陰性：兩菌株對賴氨酸、精氨酸、鳥氨酸、酪氨酸均無氨基脫羧酶活性，不產(chǎn)生生物胺，無相關(guān)中毒風(fēng)險(xiǎn)。

2.2.2溶血活性

植物乳植桿菌QT038和LJ065的溶血性評價(jià)安全。如圖10所示，與金黃色葡萄球菌對比，兩菌株在哥倫比亞血瓊脂平板上均未形成透明圈，表明無溶血能力，不產(chǎn)生溶血毒素。

2.2.3藥敏性

表6中使用K-B法顯示植物乳植桿菌QT038和LJ065對9 種抗生素的敏感性：QT038和LJ065對萬古霉素均耐藥，有研究表明植物乳植桿菌通常會對萬古霉素表現(xiàn)出內(nèi)在抗性；QT038和LJ065對氨基糖苷類抗生素不敏感，符合預(yù)期，因這類抗生素主要針對革蘭氏陰性菌，且許多乳酸菌（包括植物乳植桿菌）對其抗天然耐藥；QT038和LJ065對諾氟沙星均耐藥，與文獻(xiàn)報(bào)道的雙歧桿菌結(jié)果一致；而QT038對紅霉素敏感，LJ065對紅霉素不敏感，這種差異突顯出耐藥機(jī)制的復(fù)雜性，即使存在相關(guān)耐藥基因，其表達(dá)水平表和底物特異性也可能導(dǎo)致菌株間表現(xiàn)不同；兩株菌對β-內(nèi)酰胺類均敏感，表明無相關(guān)耐藥性。

結(jié)論

本研究采用優(yōu)選的植物乳植桿菌QT038和LJ065開展復(fù)合菌株發(fā)酵芥菜品質(zhì)影響研究。隨著發(fā)酵時(shí)間延長，發(fā)酵芥菜葉的黃度值上升，總酸均增加，亞硝酸鹽含量降低，其中復(fù)合菌株QT038∶LJ065（1∶1）發(fā)酵芥菜的色澤、滋味和質(zhì)地均表現(xiàn)較優(yōu)，總酸含量最高，為11.71 g/kg，亞硝酸鹽含量最低，為2.16 mg/kg，氨基酸態(tài)氮含量相對較高。發(fā)酵芥菜共檢出89 種揮發(fā)性物質(zhì)，含量較高的有酯類、醇類、醛類、腈類和酚類化合物，復(fù)合菌株QT038∶LJ065（1∶1）的增香效果最佳，與YP相比揮發(fā)性物質(zhì)含量增加了36.56%，賦予其濃郁的發(fā)酵香氣。PLSDA通過VIP值篩選出37 種差異性香氣物質(zhì)，能夠?qū)Ω鹘泳M發(fā)酵芥菜有效區(qū)分，再結(jié)合OAV篩選到22 種關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)，其中2-甲氧基-3-仲丁基吡嗪的OAV最高，其具有豌豆味、姜味、甜椒味，是芥菜中具有代表性的芳香化合物。菌株之間的相互作用及安全性評價(jià)表明，植物乳植桿菌QT038和LJ065之間沒有明顯的拮抗關(guān)系，有害代謝物檢測結(jié)果均為陰性，且沒有溶血能力，溶血活性為陰性，證明兩菌株具有安全性。研究表明復(fù)合菌株QT038∶LJ065（1∶1）接種發(fā)酵有助于改善芥菜風(fēng)味，為芥菜低鹽坯的二次接種發(fā)酵提供技術(shù)支撐。

引文格式：

賴慧婷, 劉偉, 尚雪波, 等. 復(fù)合乳酸菌二次發(fā)酵芥菜的品質(zhì)變化[J]. 食品科學(xué), 2025, 46(21): 102-114. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250620-155.

LAI Huiting, LIU Wei, SHANG Xuebo, et al. Quality changes of mustard during secondary fermentation with lactic acid bacteria consortium[J]. Food Science, 2025, 46(21): 102-114. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250620-155.

實(shí)習(xí)編輯：王雨婷；責(zé)任編輯：張睿梅。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)

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