多组学视角解析自然发酵腐乳中核心功能微生物演替与风味代谢物形成的动态互作机制

【编辑推荐】为解决自然发酵腐乳风味形成机制不明的问题，研究人员通过多组学技术（HS-SPME-GC-MS、宏基因组学）系统分析了微生物群落与风味代谢物的动态关联，鉴定出9种关键挥发性风味物质（如苯乙醇OAV=3.11）和11种游离氨基酸（如谷氨酸达3076.39 mg/100g），揭示Actinomucor 等核心菌群通过蛋白酶（34.35 U/g）和酯酶（20.08 U/g）驱动质地软化与风味形成，为腐乳发酵工艺优化提供科学依据。

　　

腐乳作为中国传统大豆发酵食品，凭借其独特风味和营养价值被誉为"东方奶酪"。然而，自然发酵腐乳依赖环境微生物自发作用，其复杂的菌群演替与风味形成机制长期缺乏系统解析。安徽农业大学的研究团队在《Food Bioscience》发表的研究，首次通过多组学技术揭示了微生物-酶-风味网络的动态互作规律，为传统发酵食品的现代化改良提供了理论基石。

研究采用宏基因组学解析微生物群落，HS-SPME-GC-MS（顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用）检测挥发性风味物质，结合质构仪和酶活测定等技术，对自然发酵腐乳的14天生产过程进行动态监测。样本来源于实验室标准化制备的豆腐块经自然发酵所得。

动态变化的质量和酶活性
发酵过程中pH值呈"先升后降"趋势（7.08→7.29→6.43），总酸度持续上升至0.38 g/100g。关键酶活性在14天达峰：蛋白酶34.35 U/g、酯酶20.08 U/g，驱动豆腐硬度从1840.71 g骤降至543.13 g。这种质地软化与微生物分泌的胞外酶降解蛋白质网络直接相关。

风味物质特征
共鉴定78种VFCs和23种FAAs，其中9种VFCs（如1-辛烯-3-醇OAV=34.83）和11种FAAs（如谷氨酸）构成主体风味。值得注意的是，首次在腐乳中发现3种生物活性氨基酸：瓜氨酸（Citrulline）、鸟氨酸（Ornithine）和γ-氨基丁酸（GABA），暗示其潜在保健价值。

微生物-风味关联
宏基因组分析显示Actinomucor
（毛霉）、Enterobacter
（肠杆菌）和Tetragenococcus
（四联球菌）为核心功能菌群，与关键风味物质呈显著正相关（P<0.05）。这些菌群通过"蛋白酶启动前体释放-酯酶决定复杂度-脂肪酶调控特异性"的级联反应塑造最终风味轮廓。

结论与意义
该研究构建了自然发酵腐乳的"微生物-酶-品质"调控网络：蛋白酶初始水解释放氨基酸前体，酯酶催化酯化反应生成特征香气，而脂肪酶通过β-氧化作用贡献风味特异性。发现的核心功能菌群可作为优质发酵剂候选，而明确的酶活-质地-风味关联模型为工业化生产中精准控制发酵参数提供了靶点。研究不仅深化了对传统发酵食品科学原理的认识，其多组学整合策略也为其他复杂发酵体系的研究提供了范式参考。