阳江豆豉微生物群落与特征风味化合物的相关性研究：揭示发酵食品风味形成的关键机制

为解决传统发酵豆豉风味形成机制不明确、微生物与风味物质关联性研究不足的问题，研究人员通过MiSeq测序和HS-SPME-GC-MS技术，系统分析了阳江豆豉发酵过程中微生物群落演替与33种关键风味化合物的动态变化。研究发现，以Millerozyma spp.和Bacillus spp.为代表的优势菌群与酯类（果香/花香）及苯乙醛（花香）等风味物质显著正相关，首次揭示了酵母菌群在豆豉后发酵阶段对特征风味形成的主导作用，为发酵食品质量控制和新发酵剂开发提供了理论依据。

　　

豆豉作为亚洲传统发酵食品，其独特风味深受消费者喜爱，但长期以来存在两大科学难题：一是半开放发酵环境下微生物群落与风味物质的关联机制不明确，二是优势菌种对特征风味形成的具体贡献缺乏系统研究。这些问题导致豆豉产品质量不稳定，制约了工业化发展。尤其对于阳江豆豉这类Aspergillus型豆豉，尽管已知其发酵过程涉及芽孢杆菌、酵母菌和曲霉等多菌种协同，但各菌群在风味形成中的具体作用仍如"黑箱"。

为解决这些问题，广东阳帆食品有限公司的研究人员开展了为期30天的追踪研究，采集了制曲（1/3/5天）、洗曲（6天）和后发酵（10/20/30天）共7个阶段的样本。通过整合高通量测序、挥发性成分分析和多元统计方法，首次绘制了阳江豆豉发酵过程的微生物-风味-理化性质三维关联图谱。该研究发表在《Journal of Future Foods》上，为发酵食品风味调控提供了新视角。

研究主要采用三大关键技术：1）Illumina MiSeq PE300平台进行16S rRNA（细菌）和ITS（真菌）测序；2）顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC-MS）检测141种挥发性化合物；3）通过Spearman相关性分析、冗余分析（RDA）和Mantel检验构建微生物-环境-风味网络。样本来自工业化生产的三个独立发酵批次，确保数据可靠性。

微生物群落动态分析显示，细菌OTU数量（1062个）显著高于真菌（114个），且优势菌群呈现阶段性更替：制曲阶段Weissella spp.占主导（74.5%），后发酵阶段Bacillus spp.（52.55%）和Millerozyma spp.（41.79%）成为核心菌群。值得注意的是，Aspergillus spp.在洗曲阶段占比高达96.22%，但后发酵期其地位被酵母菌取代。

挥发性成分分析发现，后发酵阶段酯类物质增加15种，其中乙酸乙酯（1992.47 μg/kg）和苯甲酸乙酯（388.63 μg/kg）贡献突出的果香。关键气味活性值（OAV≥1）化合物达33种，正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）筛选出18种标志性风味物质，包括呈现花香的苯乙醇（VIP=1.21）和具有烟熏味的4-乙基-2-甲氧基苯酚（VIP=1.15）。

相关性网络揭示：酵母菌群（Millerozyma/Candida/Kodamaea spp.）与苯乙醛（R=0.89）、2-十一酮（R=0.85）等花果香物质显著正相关；而Aspergillus spp.则与蘑菇味的1-辛烯-3-酮（R=0.82）正相关。理化性质分析表明，总酸和氨基酸氮含量与后发酵阶段微生物群落呈强相关性（Mantel test，p<0.01），证实环境因子驱动菌群演替。

该研究突破性发现在于：1）首次明确多种酵母菌是阳江豆豉后发酵阶段风味形成的关键驱动菌，其通过促进酯化反应提升果香/花香物质含量；2）揭示Bacillus spp.与Streptophyta spp.的协同作用能增强奶油香和坚果香；3）建立"微生物-环境-风味"三元调控模型，为定向改良发酵工艺提供靶点。这些发现不仅解释了传统豆豉风味的科学本质，更为开发标准化发酵剂、提升发酵食品品质提供了理论支撑。尤其值得注意的是，研究鉴定出的Millerozyma farinosa等酵母菌株，未来或可通过合成菌群技术应用于其他发酵食品的风味优化。

讨论部分强调，该研究存在的局限性在于未对关键菌株进行纯培养验证，且工业化生产环境与实验室条件的差异可能影响菌群功能。未来研究可结合宏基因组学进一步解析代谢通路，并通过人工接种实验验证特定菌株的风味贡献。这些成果为传统发酵食品的现代化转型树立了典范，也为微生物资源在食品工业中的应用开辟了新思路。