酿酒酵母与副干酪乳杆菌SMN-LBK接种策略对李子酒化学、风味及代谢特征的影响研究

本研究针对李子酒深加工中微生物协同发酵的优化问题，通过对比酿酒酵母(S. cerevisiae)与副干酪乳杆菌SMN-LBK(LBK)的时序接种与共接种策略，解析其对酒体酒精、酚类物质及64种挥发性有机物(VOCs)的调控机制。研究发现共接种提升酚类含量，时序接种降低酯类含量，代谢组学揭示氨基酸代谢通路为关键差异途径，为开发高品质李子酒提供理论支撑。

　　

李子作为一种营养丰富的水果，富含维生素和膳食纤维，长期食用有助于改善骨密度、降低血压等健康效益。然而，其易受微生物侵染的特性导致储存成本高、资源浪费严重。如何通过深加工提升李子附加值成为产业痛点。传统李子酒发酵工艺单一，风味物质调控机制不明，制约了产品品质升级。为此，石河子大学等机构的研究团队在《Food Research International》发表论文，系统探究了酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)与副干酪乳杆菌SMN-LBK(Lactobacillus paracasei SMN-LBK, LBK)不同接种策略对李子酒品质的影响。

研究采用非靶向代谢组学结合顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)，分析了时序接种与共接种发酵样品的理化参数、有机酸、酚类物质及挥发性组分差异。实验设计包含四种处理组：LBK接种48小时后接S. cerevisiae(RX)、S. cerevisiae接种48小时后接LBK(JX)、两菌共接种(TS)及单菌发酵对照(DJ)。

主要技术方法

1. 多组学联用：HS-SPME-GC-MS检测64种挥发性有机物(VOCs)，非靶向代谢组学筛选15种关键非挥发性代谢物
2. 发酵动力学监测：测定酒精含量(9.33% vs 8.77%)、总糖(8.29 g/L)等理化指标
3. 多元统计分析：主成分分析(PCA)和热图展示接种策略对VOCs组成的差异化影响

研究结果

1. 理化性质差异
RX组总糖保留量最高(8.29 g/L)，JX组酒精含量达9.33%。时序接种显著影响总酚与黄酮含量，其中共接种(TS)组酚类物质增幅最显著。

2. 挥发性组分调控
鉴定出64种VOCs，包括异戊醛(isovaleraldehyde)、月桂酸(lauric acid)和乙酸乙酯(ethyl acetate)等关键风味物质。RX组酯类含量降幅最大，且部分VOCs仅在特定接种组中检出。

3. 代谢通路解析
基于变量重要性投影(VIP)评分筛选出15种差异代谢物，氨基酸代谢通路被确定为最显著富集途径。代谢网络分析揭示LBK与S. cerevisiae的互作通过酶促反应(如糖苷酶、酯酶)调控前体物质转化。

结论与意义
该研究首次阐明LBK与S. cerevisiae的接种时序对李子酒风味轮廓的塑造机制：共接种促进酚类积累，时序接种则通过微生物竞争抑制酯类合成。发现的异戊醛等特征VOCs为感官品质标记物，而氨基酸代谢通路的扰动解释了非挥发性物质的组间差异。这项研究不仅为李子酒标准化生产提供工艺优化方案，其建立的微生物-代谢物-风味关联模型也可拓展至其他果酒开发，对推动农产品深加工具有重要实践价值。