五色小麦淀粉的NaCl耐受性研究：晶体结构、糊化特性与热力学性质解析

为解决传统高盐发酵食品中风味物质合成不足的问题，湖南大学生物学院隆平分院的研究团队从湖南传统发酵食品中筛选出高产乙偶姻(ACT)的乳酸菌(LAB)菌株QT038和JC094，其乙偶姻产量分别达81.3 mg/L和76.8 mg/L。通过生长特性、耐盐性及抗氧化能力分析，证实两株菌具有优良的工业适应性，应用于酱油发酵可显著提升风味物质种类(38种)和总量(3.57 mg/L)，为发酵食品风味改良提供了优质菌种资源。

　　

在亚洲饮食文化中，酱油作为拥有两千多年历史的传统发酵调味品，其独特风味直接影响消费者偏好。然而现代工业化生产中，封闭式发酵系统过度依赖单一菌种，导致酱油出现"香气不足而酸味过重"的缺陷——据市场数据显示，2024年中国酱油人均消费量达7.28公斤，但风味失衡问题使产品附加值难以提升。更棘手的是，作为关键香气前体的乙偶姻(acetoin, ACT)在高盐环境下产量低下，这种兼具奶油香和焦糖香的物质不仅是风味核心，还能通过Strecker降解反应生成具有烘烤香气的吡嗪类化合物。

针对这一行业痛点，湖南大学生物学院隆平分院的研究团队展开了一项创新研究。他们从湖南各地采集的12类传统高盐发酵食品（包括泡菜、剁辣椒、酱油醪等）中，通过肌酸比色法结合革兰氏染色筛选，最终获得4株高产乙偶姻的乳酸菌(LAB)，其中QT038和JC094分别以81.3 mg/L和76.8 mg/L的产量脱颖而出。通过API50CHL生化鉴定和16S rDNA测序，确认JC094等3株为植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)，QT038为副植物乳杆菌(Lactiplantibacillus paraplantarum)。研究成果发表在食品科学领域权威期刊《LWT》上，为高盐发酵体系的风味调控提供了新思路。

研究采用多维度技术验证菌株性能：通过生长曲线和pH监测评估代谢活性；设置4-45°C温度梯度和4-16% NaCl浓度梯度测试环境耐受性；采用DPPH/ABTS/FRAP三种方法量化抗氧化能力；通过GC-MS分析挥发性成分并结合OAV值计算关键风味物质贡献度；最后采用定量描述分析法(QDA)完成感官评价。

3.1 菌株筛选与鉴定

从293株分离菌中筛选出10株显色阳性菌，经革兰氏阳性验证后，QT038在含20%酱油的MRS培养基中表现出最高乙偶姻产量。电泳显示16S rDNA序列长度1529bp，与NCBI数据库比对相似度达99.9%，系统发育树分析表明QT038与副植物乳杆菌NR 025447.1聚为一支。

3.3 生长特性分析

JC094在12-20小时对数生长期活力最强，OD₆₀₀达2.15；QT038产酸能力突出，24小时使pH降至3.61。在16%高盐环境下，两株菌仍保持50%以上的相对生长量，显著优于普通菌株。

3.5 抗氧化特性

JC094的DPPH清除率(56.5%)和FRAP值(1.02 μmol Trolox/mL)最高，QT038则表现出最强的ABTS^+•清除能力(44.7%)，这种互补特性为功能性发酵食品开发提供可能。

3.7 风味增强效应

GC-MS检测显示JC094发酵组新增风味物质18种，包括关键香气成分苯乙醇（玫瑰香）和3-甲基-1-丁醇（麦芽香）。QT038组乙酰基吡咯(0.202 mg/L)和乙偶姻(0.161 mg/L)含量显著提升，OAV值分别达11.5和9.75。OPLS-DA模型筛选出17个VIP>1的差异标志物，其中甲基2-丙酰苯甲酯和二甲二硫醚对模型区分贡献最大。

3.8 感官品质提升

盲评结果显示，JC094组的酱油香气强度较空白组提高54.6%，QT038组的酯香评分提升55.7%。这验证了乳酸菌代谢能有效平衡酱油的"酱香-酯香"协调性。

该研究不仅获得了耐高盐、高产乙偶姻的专利菌种资源，更创新性地揭示了乳酸菌通过丙酮酸代谢途径（涉及乙酰乳酸合成酶EC 2.2.1.6和乙酰乳酸脱羧酶EC 4.1.1.5）强化风味的分子机制。值得注意的是，菌株对抗生素（除诺氟沙星和万古霉素外）的敏感性和γ-溶血特性，确保了工业化应用的安全性。未来通过与酵母菌的协同发酵，有望突破传统酱油"香气单薄"的技术瓶颈，为发酵食品品质升级提供微生物组解决方案。