硒强化对发酵蛹虫草汁营养成分、代谢物及风味挥发物的调控机制研究

针对蛹虫草(Cordyceps militaris, CM)发酵过程中营养损失和风味调控难题，研究人员通过硒(Se)强化处理，系统研究了其对乳酸菌(Lactobacillus plantarum DZ001)发酵蛹虫草汁(CMJ)的影响。研究发现Se显著提升总肽含量和抗氧化物质保留率，通过调节抗坏血酸和亚油酸代谢通路增加萜烯类风味物质，感官评分提高4.17分，为功能性发酵饮料开发提供新策略。

　　

在功能性食品开发领域，蛹虫草(Cordyceps militaris, CM)因其丰富的多糖、多肽和抗氧化成分备受关注，但鲜品易腐败、传统加工导致营养流失的难题长期存在。虽然乳酸菌发酵可改善其保质期和风味，但如何同步提升营养价值和感官品质仍是行业痛点。与此同时，硒(Se)作为人体必需的微量元素，已被证实能增强食用菌的活性成分，但其对发酵过程的调控机制尚属空白。这项发表在《LWT》的研究首次揭示了Se强化对蛹虫草汁(CMJ)发酵体系的协同增效作用。

研究团队采用热浸提法制备普通CMJ和富硒CMJ(Se-CMJ)，接种植物乳杆菌DZ001(API)进行36小时发酵。通过原子荧光光谱、UPLC-TripleTOF 6600+非靶向代谢组学、HS-SPME-GC-MS挥发性成分分析等技术，结合感官评价体系，系统解析了Se对发酵过程的影响机制。

3.1 发酵动力学特征

OD₆₀₀检测显示，Se-CMJ在12-24小时菌体浓度显著高于对照组(p<0.05)，但pH变化无差异，表明Se在0.5mg/kg添加量下能促进API增殖而不影响产酸。研究人员推测Se可能通过转化为硒代半胱氨酸(SeCys)增强菌体代谢活性。

3.2 营养组分变化

Se-CMJ初始碳水化合物含量提高23.6%，总肽含量达对照组的1.8倍。值得注意的是，发酵24小时后Se-CMJ的抗坏血酸保留率比对照组高37.5%，多酚含量稳定在初始水平。这可能是由于Se依赖的谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)减少了氧化损耗。

3.3 氨基酸与脂肪酸谱

16种氨基酸检测显示，Se-CMJ中谷氨酸含量提升2.1倍，赋予更显著鲜味。脂肪酸分析发现Se促进C18不饱和脂肪酸合成，同时使辛酸含量降低82%，这可能与Se激活脂肪酸去饱和酶有关。

3.4 代谢通路调控

非靶向代谢组鉴定出782种差异代谢物，KEGG分析显示Se显著上调抗坏血酸和醛酸代谢、亚油酸代谢等通路。其中9(S),12(S),13(S)-TriHOME等代谢物含量增加3.5倍，这些物质与风味前体形成密切相关。

3.5 风味特征优化

GC-MS检测到788种挥发性有机物，Se-CMJ中萜烯类(提升18.2%)、酯类(16.5%)显著增加。典型蘑菇风味物质1-辛烯-3-醇含量提高2.3倍，感官评价总分达88.5分(对照组84.3分)，主要体现在果香和木香的增强。

该研究创新性地证实，Se强化通过三重机制提升发酵CMJ品质：微生物增殖促进、营养组分稳定化和风味物质多样化。特别是发现Se能通过调节抗坏血酸代谢减少氧化损耗，这一发现为功能性发酵饮料开发提供了新思路。研究结果不仅为蛹虫草高值化利用开辟新途径，更建立了微量元素-微生物-代谢网络协同作用的科学模型，在食品精准发酵领域具有重要指导价值。未来研究可进一步解析Se形态转化与特定代谢通路的分子互作机制。