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盐分调控驱动豆瓣酱中生物胺累积的机制解析:理化特性、关键酶活性与微生物群落动态的互作研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月25日 来源:Food Bioscience 4.8
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为解决高盐发酵豆瓣酱(BBP)减盐过程中生物胺(BA)过量累积的安全隐患,中国研究人员通过低盐(6%)、中盐(9%)和高盐(12%)对比实验,揭示了盐分通过加速pH下降、促进蛋白水解(酸蛋白酶活性达1.84 U/g)和上调氨基酸脱羧酶活性(如酪胺特异性累积),导致BA总量激增至1346.81 mg/kg的关键机制,并鉴定出Weissella、Bacillus等减盐条件下的BA形成关键菌属,为低盐BBP安全生产提供了理论依据。
传统美食背后的健康隐忧
作为川菜灵魂的郫县豆瓣(PXDB),其传统高盐发酵工艺(盐含量15%-22%)虽能保障风味与保质期,却与全球减盐行动背道而驰。中国人日均盐摄入达11.2克,远超WHO推荐的5克标准,高盐饮食直接关联高血压、心血管疾病等健康风险。然而,当研究者尝试降低BBP盐分至6%-9%时,却面临更严峻的挑战——生物胺(BA)含量飙升至传统工艺的1.5-3倍(如6%盐组BA达1346.81 mg/kg),其中苯乙胺、组胺等可能引发头痛、血压波动等不良反应。这一矛盾成为制约低盐BBP产业化的关键瓶颈。
为破解这一难题,中国某研究团队在《Food Bioscience》发表研究,通过多组学联用策略,系统监测了不同盐浓度(6%/9%/12%)下BBP发酵过程的理化参数、蛋白水解产物、微生物群落及BA谱的动态变化。研究采用酸蛋白酶活性检测、氨基酸高效液相色谱分析、微生物16S rRNA测序等技术,结合四川食品发酵工业研究院提供的成熟豆瓣曲样本,构建了完整的减盐发酵评估体系。
理化特性与蛋白水解的盐依赖性
通过对比三组发酵体系发现,低盐(LS)组呈现最剧烈的理化变化:发酵终点pH降至4.17(HS组4.90),总酸度达0.64 g/100g(HS组0.29 g/100g)。盐分降低显著增强蛋白水解效率,LS组酸蛋白酶活性(1.84 U/g)比HS组高25%,促使游离氨基酸积累量提升1.55倍(2.59 vs 1.67 g/100g),为BA合成提供了丰富底物。
微生物群落的重构与BA驱动者
高盐组以Mammaliicoccus、Tetragenococcus为优势菌,而LS组中Weissella、Bacillus和Pichia丰度显著上升。相关性分析表明,这些菌群通过上调氨基酸脱羧酶活性,特异性促进酪胺生成;而加速的蛋白水解则共同驱动苯乙胺、组胺、亚精胺等BA的过量累积。
机制解析与安全调控靶点
研究首次阐明减盐环境通过三重效应加剧BA风险:① 快速酸化为微生物脱羧创造适宜环境;② 强化蛋白水解提供游离氨基酸前体;③ 诱导产酶菌群增殖。特别值得注意的是,Weissella和Companilactobacillus被鉴定为低盐特异的BA促进菌,这为靶向抑制BA的菌群调控提供了精确靶标。
该研究不仅揭示了盐浓度调控BA合成的分子-微生物互作网络,更提出了"平衡蛋白水解速率与菌群结构"的低盐BBP优化策略。这些发现对实现《国民营养计划2017-2030》减盐目标具有双重意义:既保留发酵食品的营养价值,又规避减盐工艺带来的食品安全风险,为传统发酵食品的现代化改造提供了范式。
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