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不同盐类型对泡菜发酵过程中理化特性、微生物群落及代谢产物的影响:以粉红盐作为可持续替代品的可行性研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月26日 来源:LWT 6.0
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本研究针对海盐微塑料污染问题,创新性评估粉红盐替代传统日晒盐在泡菜生产中的可行性。通过对比精制盐(RSK)、日晒盐(SSK)和粉红盐(PSK)发酵泡菜的pH值、硬度、微生物群落及39种代谢物变化,发现PSK能显著维持质地硬度(355.55 g vs 281.70 g)、延缓乳酸生成,并促进Latilactobacillus sakei增殖。该研究为开发低微塑料污染的发酵食品提供了科学依据。
泡菜作为韩国传统发酵食品,其品质深受盐类型影响。然而近年来海洋微塑料污染导致日晒盐安全性受质疑,研究显示90%商业盐含微塑料,其中日晒盐污染最严重。与此同时,精制盐因矿物质匮乏可能导致发酵过快、质地劣化。粉红盐(又称岩盐)因低污染、高矿物质特性成为潜在替代品,但相关研究尚属空白。针对这一产业痛点,世界泡菜研究院团队在《LWT》发表研究,系统比较三种盐(精制盐RSK、日晒盐SSK、粉红盐PSK)对泡菜发酵的影响。
研究采用8%盐溶液腌制白菜,6°C发酵4周。关键技术包括:ICP-OES测定矿物质含量、GC-MS分析39种代谢物、SEM观察微观结构、Illumina MiSeq测序微生物群落,以及质地分析仪量化硬度。样本队列来自韩国光州农贸市场的新鲜白菜和标准化采购的盐类原料。
3.1 矿物质含量
粉红盐展现独特优势:钙含量(6,851 mg/kg)显著高于日晒盐(4,498 mg/kg)和精制盐(2,897 mg/kg),镁、钾含量亦居中等。这种差异为后续发酵特性差异奠定基础。
3.2 发酵特性
尽管三组最终盐度均为2.05%左右,但RSK酸化最快(第4周pH 3.90),PSK最慢(pH 3.87)。粉红盐组乳酸菌(LAB)在后期仍保持7.89 log CFU/mL,显著高于其他组,暗示其矿物质可能延长LAB活性期。
3.3 质地与微观结构
PSK硬度(339.15 g)比RSK(270.65 g)高25%,SEM显示其细胞结构完整,而精制盐组细胞壁严重破损。粉红盐的高钙含量可能通过增强细胞壁果胶-钙复合物维持结构稳定性。
3.5 微生物群落
早期优势菌Aerosakkonema funiforme占比86%以上,后期PSK中Latilactobacillus sakei相对丰度达41.2%,显著高于RSK(32.8%)。这种菌群差异与粉红盐富含的镁、钙可能调控微生物代谢通路有关。
3.6 代谢产物
PCA分析显示PSK代谢轨迹独特:葡萄糖消耗速率较慢,但后期乳酸积累更持续。值得注意的是,PSK的甘露醇产量比RSK延迟1周,这种差异与Latilactobacillus的代谢偏好相关。
3.7 多组学关联
热图分析揭示Latilactobacillus sakei与乳酸(r=0.82*)、甘露醇(r=0.76)呈强正相关,而Leuconostoc gelidum在精制盐组与氨基酸代谢关联更显著。这种盐特异性菌群-代谢物网络为定向调控发酵提供了靶点。
结论与意义
该研究首次证实粉红盐能通过其独特的矿物质谱(尤其是高钙、镁)延缓发酵进程、优化菌群结构(提升Latilactobacillus占比40%以上),并显著改善终产品质地(硬度提升>25%)。在微塑料污染日益严重的背景下,粉红盐不仅提供了更安全的替代方案,其缓释发酵特性还有助于延长泡菜货架期。未来研究可进一步优化粉红盐浓度,或通过复合菌种接种策略强化其发酵优势。这项由韩国团队完成的工作,为传统发酵食品的可持续发展提供了新思路。
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