传统耿马酸肉发酵过程中微生物群落与非挥发性代谢物的动态变化及其品质形成机制

本研究针对传统发酵肉制品耿马酸肉(GMSM)品质形成机制不清的问题，通过高通量测序和LC-MS/MS非靶向代谢组学技术，系统解析了0-6天发酵过程中微生物群落演替与非挥发性代谢物的动态变化。研究发现Lactococcus、Pediococcus和Lactobacillus为优势细菌，Trichosporon和Candida为优势真菌；鉴定出1437种代谢物，发现亚油酸代谢和氨基酸代谢为关键通路，并揭示41种生物活性物质随发酵显著增加。该研究为优质发酵剂筛选提供了科学依据，发表于《LWT》。

　　

在云南耿马县，傣族人民世代传承着一种独特的发酵肉制品——耿马酸肉(GMSM)。这种将瘦肉、猪皮与糯米混合后，用Phrynium叶包裹发酵3-6天制成的美食，以其鲜亮的红色和微酸的风味著称。然而，与泰国Nham、越南Nem Chua等东南亚发酵肉制品相比，GMSM的微生物作用机制和代谢特征始终蒙着神秘面纱。尽管前期研究多聚焦于挥发性风味物质，但决定产品营养价值和功能特性的非挥发性代谢物网络却鲜有关注。更关键的是，传统自然发酵过程中微生物群落的动态变化与代谢物形成的因果关系，成为制约产品标准化生产的瓶颈。

为破解这些难题，国内某研究团队在《LWT》发表了创新性研究成果。研究人员采用ITS/16S高通量测序解析微生物群落结构，结合LC-MS/MS非靶向代谢组学技术，系统追踪了0、2、4、6天发酵样本的动态变化。通过氨基酸分析仪定量游离氨基酸，并运用多元统计和KEGG通路分析揭示关键代谢网络。

微生物多样性分析显示，细菌α多样性随发酵显著降低，而真菌保持稳定。未发酵样本以Acinetobacter(49.36%)等腐败菌为主，发酵后转变为Lactococcus(70.18%)等有益菌。真菌群落中Trichosporon和Candida始终占优，并首次发现Xerochrysium等特有菌属。互作网络分析揭示Lactobacillus与Candida呈正相关，而与腐败菌呈负相关，暗示微生物间的拮抗作用。

代谢组学检测到1437种化合物，其中脂质(27.76%)和有机酸(25.44%)占比最高。差异代谢物分析发现，亚油酸及其氧化产物在2-4天显著积累，而柠檬酸、苹果酸等TCA循环中间体持续下降。值得注意的是，γ-氨基丁酸(GABA)和具有抗癌活性的Arg-Gly-Asp-Ser等多肽含量随发酵增加。游离氨基酸中，Glu、Lys和Met的呈味活性值(TAV)始终>1，是决定风味的关键物质。

通路分析表明，亚油酸代谢(影响值0.75)和丙氨酸-天冬氨酸-谷氨酸代谢(0.548)是核心通路。其中，谷氨酸通过脱羧酶催化生成GABA，而亚油酸可能经微生物脂酶作用转化为风味前体物质。研究还发现Rhodotorula与亚油酸合成显著正相关(R=0.792)，Lactobacillus则与GABA含量密切关联(R=0.703)。

这项研究首次绘制了GMSM发酵的微生物-代谢物互作图谱，鉴定出7个关键真菌属和8个细菌属与52种代谢物的显著相关性。特别是发现41种生物活性物质(如维生素D类似物inecalcitol和抗氧化黄酮vicenin)的积累规律，为开发功能性发酵肉制品提供了新思路。研究成果不仅阐明了传统发酵食品品质形成的分子基础，更为精准调控发酵过程和筛选优良菌种提供了理论依据。未来结合宏基因组学和感官组学，将有望实现传统工艺的现代化升级。