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天然发酵酸黄瓜常因微生物群落不可控致品质与风味不稳定。本研究借助 HS-SPME-GC-MS 等技术，鉴定 12 种核心 VOCs 与关键微生物，构建 SynComs 复现自然发酵风味，降低亚硝酸盐与苦涩味，提升酸鲜感，为优质发酵蔬菜标准化生产提供框架。
酸黄瓜作为风靡全球的传统发酵蔬菜，其独特风味深受喜爱。然而，依赖自然发酵的方式常因微生物群落动态不可控，导致不同批次产品风味参差不齐，甚至存在亚硝酸盐等安全隐患。如何精准调控发酵过程、稳定风味品质并提升安全性，成为制约传统发酵蔬菜工业化发展的关键瓶颈。为突破这一困境，浙江绍兴相关研究机构的科研团队围绕酸黄瓜发酵展开深入探索，相关成果发表于《Food Microbiology》。
研究团队采用顶空固相微萃取 - 气相色谱 - 质谱联用（HS-SPME-GC-MS）、香气重组与缺失模型等技术，系统解析酸黄瓜发酵过程中的核心微生物组成与挥发性有机物（VOCs）代谢网络。通过构建合成微生物群落（SynComs），模拟自然发酵的微生物互作机制，旨在实现风味的定向调控与安全生产。
主要技术方法
研究运用 HS-SPME-GC-MS 技术对发酵过程中的 VOCs 进行定性与定量分析，结合微生物多样性测序筛选出关键功能菌群。通过实验室合成微生物群落体系，复现自然发酵的风味轮廓，并对比分析 SynComs 发酵与自然发酵在亚硝酸盐含量、风味物质组成等方面的差异。样本主要来源于市售新鲜黄瓜及标准化发酵体系，未涉及复杂试剂或质粒构建操作。
研究结果
发酵酸黄瓜的制备与 VOCs 动态变化
以市售新鲜黄瓜（Cucumis sativus L.）、洋葱等为原料，经清洗、沥干后置于含食盐、蔗糖等添加剂的发酵体系中。利用 HS-SPME-GC-MS 检测发现，发酵过程中 VOCs 含量呈逐渐上升趋势，第 3-5 天增幅显著，主要成分为酸类、酯类、醛类和醇类。发酵末期，辛酸成为主导 VOCs，揭示其对酸黄瓜特征风味形成的关键作用。
核心微生物群落与风味物质的关联
通过微生物组学分析，鉴定出参与风味代谢的核心微生物类群，并发现挥发性醛类（如壬醛、癸烯醛）和酯类（如乙酸乙酯、乙酸丙酯）等 VOCs 的合成与微生物代谢通路密切相关。微生物群落组成不仅影响 VOCs 的种类与含量，还通过代谢网络互作调控风味的复杂性与协调性。
SynComs 对发酵过程的优化
基于核心微生物构建的 SynComs 体系，成功复现了自然发酵酸黄瓜的风味特征。与传统自然发酵相比，SynComs 发酵显著降低了亚硝酸盐含量，同时减少了苦味和涩味物质的生成，提升了酸味和鲜味的平衡感，表明人工设计微生物群落可有效优化发酵品质与安全性。
结论与意义
本研究通过解析酸黄瓜发酵的核心微生物 - 风味物质互作网络，构建了基于 SynComs 的精准发酵调控策略。研究证实，靶向调控微生物群落可实现传统发酵过程的标准化与品质提升，为解决自然发酵的不稳定性问题提供了科学依据。所建立的技术框架不仅适用于酸黄瓜的工业化生产，也为泡菜、酸菜等其他发酵蔬菜的风味优化与安全生产提供了可借鉴的路径，对推动传统发酵食品产业的技术升级具有重要意义。研究成果为微生物组工程在食品工业中的应用拓展了新视角，有望加速实现发酵食品从 “经验型生产” 向 “科学设计型生产” 的转变。
