温度驱动下鲁氏接合酵母与 versatile 威克汉姆酵母在酱油发酵中的功能互作机制：风味强化与生物胺降解的双重调控

本研究针对传统酱油二次发酵(SFFSS)中温度波动导致的品质不稳定问题，通过构建自然发酵(NTF)与控温发酵(CTF)双模式体系，结合Zygosaccharomyces rouxii和Wickerhamiella versatilis(ZC)协同接种策略，运用多组学技术解析了微生物互作网络。研究发现CTF虽提升氨基酸氮和香气物质，但使生物胺(BA)增加47.88%；而ZC模式通过抑制脱羧酶/激活氧化酶双途径使BA降低>87%，同时促进三羧酸循环(TCA)通量和4-乙基愈创木酚等特征风味物质合成，为酱油品质调控提供了微生物群落工程新范式。

　　

在传承千年的酱油酿造工艺中，微生物群落的动态变化始终是决定产品风味与安全的关键。传统自然发酵过程中，温度波动导致的有害代谢物积累和风味不稳定问题长期困扰着产业升级。特别是生物胺(Biogenic amines, BA)这类具有潜在毒性的化合物，其含量波动直接影响酱油的食用安全性。与此同时，现代消费者对酱油的风味层次和健康属性提出了更高要求，如何通过精准调控微生物互作来平衡品质与安全，成为食品微生物学领域亟待解决的科学问题。

这项发表在《International Journal of Food Microbiology》的研究，由四川大学张琳、张毅等学者组成的团队完成。研究人员创新性地构建了包含自然温度发酵(Natural temperature fermentation, NTF)和30℃控温发酵(Controlled temperature fermentation, CTF)的双模式体系，并引入鲁氏接合酵母(Zygosaccharomyces rouxii)与 versatile 威克汉姆酵母(Wickerhamiella versatilis)的协同接种策略(ZC模式)，通过整合扩增子测序、宏基因组学和代谢组学技术，系统解析了温度-微生物-代谢物的多维互作网络。

关键技术方法包括：建立NTF和CTF双模式发酵系统；采用Illumina平台进行16S rRNA和ITS扩增子测序；运用GC-MS和HPLC分别检测挥发性有机物和BA；通过KEGG通路分析代谢网络；采用Mantel检验和共现网络分析微生物-代谢物关联。所有实验均采用三批次生物重复。

【温度模式对发酵特性的影响】

CTF相比NTF显著提升氨基酸态氮(提升19.7%)和特征香气物质，但意外导致总BA含量激增47.88%，其中组胺和酪胺增幅最为显著。宏基因组分析显示，CTF条件下氨基酸脱羧酶基因丰度上升2.1倍，这与BA积累呈显著正相关。

【ZC接种的调控效应】

在两种温度模式下，ZC接种均展现出多重益处：乳酸含量降低38.5-42.3%，同时琥珀酸增加2.8倍；鲜甜味氨基酸(谷氨酸、丙氨酸等)提升55-67%；关键香气物质4-乙基愈创木酚和5-乙基-4-羟基-2-甲基-3(2H)-呋喃酮分别增加4.5倍和3.2倍。值得注意的是，该模式使总BA降低87.2%，效果远超预期。

【微生物群落重构】

ZC接种显著改变菌群结构：功能性细菌葡萄球菌(Staphylococcus)和魏斯氏菌(Weissella)相对丰度提升3-5倍；真菌群落稳定性指数(PCoA)提高29%；同时有效抑制了产胺菌株四联球菌(Tetragenococcus)和波布兹乳杆菌(Ligilactobacillus pobuzihii)的生长。

【分子作用机制】

代谢通路分析揭示，ZC模式通过三重机制发挥作用：激活TCA循环关键酶(柠檬酸合酶活性提升2.3倍)；抑制氨基酸脱羧酶基因表达(下调62%)；同时诱导胺氧化酶活性(提升4.8倍)。这种"一增双降"的协同效应，实现了风味强化与安全控制的双赢。

研究结论表明，温度驱动的微生物互作网络重构是调控酱油品质的核心靶点。ZC模式通过代谢重编程将碳流向从乳酸生成转向TCA循环，同时建立BA降解的"双闸门"控制体系。该研究不仅为传统发酵食品的微生物群落工程提供了理论框架，更开创性地证实了酵母菌株作为"微生物调控开关"的工业应用潜力，对实现发酵食品的精准制造具有重要指导意义。