青稞豆酱发酵过程中微生物群落动态与风味代谢的关联机制研究

本研究针对青稞豆酱（QBP）发酵过程中微生物群落与风味形成的关联机制不明确的问题，通过分析发酵全程的理化性质、挥发性成分及微生物多样性，揭示了盐度和水分是驱动微生物演替的关键因素，并证实芽孢杆菌（Bacillus）和伊萨酵母（Issatchenkia）对风味代谢的核心贡献。该研究为青稞发酵产品的标准化生产提供了理论依据。

　　

青稞（Hordeum vulgare L.）作为青藏高原的特色谷物，富含蛋白质、多酚和β-葡聚糖等活性成分，但其在发酵食品中的应用机制尚未充分解析。青稞豆酱（Qingke bean paste, QBP）结合大豆与青稞的营养优势，然而发酵过程中微生物群落如何调控风味与营养特性仍是未解之谜。沈阳师范大学的研究团队通过整合多组学分析，首次系统揭示了QBP发酵的动态规律及其驱动机制。

研究采用高通量测序（Amplicon sequencing）技术追踪了0-30天发酵周期内微生物群落的演替，结合气相色谱（GC）检测挥发性有机物（VOCs），并同步监测盐度、水分、蛋白酶活性等9项理化指标。通过冗余分析（RDA）和Spearman相关性分析，阐明了环境因子与微生物功能的互作网络。

动态变化中的关键发现
发酵初期（0-6天），水分和盐度分别激增215%和218%，伴随芽孢杆菌（Bacillus）和曲霉（Aspergillus）的快速增殖；中期（6-20天）乳酸菌目（Lactobacillales）和酵母菌目（Saccharomycetales）成为优势菌群，其丰度与氨基酸氮含量呈显著正相关（P<0.01）；后期（20-30天）片球菌（Pediococcus）和伊萨酵母（Issatchenkia）主导，推动酯类和吡嗪类风味物质的合成。

微生物-代谢物关联机制
Spearman分析显示，芽孢杆菌与2-戊基呋喃（r=0.82）和苯乙醇（r=0.79）的生成高度相关，而伊萨酵母显著促进乙酸乙酯积累（r=0.91）。功能预测表明，乳酸菌目通过糖酵解途径提升酸度，酵母菌目则主导氨基酸转化代谢。

环境因子的调控作用
盐度（12.1-12.4%）和水分（43.7-46.7%）被确定为微生物演替的首要驱动因子。超渗透压环境下，乳酸菌目表现出独特的Na⁺
/H⁺
逆向转运体基因富集，这解释了其在后期发酵中的竞争优势。

该研究首次构建了QBP发酵的“微生物-环境-风味”三元调控模型，为高原特色发酵食品的工艺优化提供了分子层面的理论支撑。通过锁定核心功能菌株（如Pediococcus和Issatchenkia），未来可通过定向接种策略实现风味精准调控。此外，发现的盐度耐受机制为极端环境微生物资源的开发提供了新思路。论文成果发表于《Food Research International》，标志着我国在传统发酵食品基础研究领域取得重要突破。