天然复合防腐剂（Nisin、溶菌酶和茶多酚）调控鲟鱼鱼子酱冷藏期间菌群结构与风味演变的机制研究

本研究针对鲟鱼鱼子酱在冷藏过程中易腐败变质的问题，创新性地采用Nisin、Lysozyme和Tea Polyphenols复合天然防腐剂，系统探究其对鱼子酱风味特征和细菌群落的影响。结果表明，该复合制剂可显著抑制蛋白质分解（TVB-N降低22.2%）和脂质氧化（TBARS降低34.4%），有效调控腐败相关醛类生成，并显著改变菌群结构与代谢功能。该研究为天然抗菌-抗氧化复合物在鱼子酱保鲜中的应用提供了理论依据。

　　

鲟鱼鱼子酱因其高营养价值和独特风味被誉为“黑色黄金”，但其高水分活度、丰富的不饱和脂肪酸及蛋白质含量使其在贮藏过程中极易发生微生物腐败和脂质氧化，导致品质劣变。传统鱼子酱加工主要依赖食盐和有限种类的化学防腐剂，而硼砂等传统添加剂因安全风险已被多国禁用。目前可供选择的合法防腐剂种类有限，且物理保鲜技术难以适用于鱼子酱产品。在这一背景下，开发安全高效的天然保鲜方案成为产业亟待解决的重大问题。

近日发表于《Food Chemistry: X》的一项研究提出了一种创新的解决方案。该研究团队系统评估了由乳酸链球菌素（Nisin）、溶菌酶（Lysozyme）和茶多酚（Tea Polyphenols）组成的复合天然防腐剂对鲟鱼鱼子酱在长达100天冷藏过程中品质特性、风味物质和微生物菌群的调控作用。

研究通过多种技术手段开展综合分析：使用半微量凯氏定氮法和硫代巴比妥酸反应物（TBARS）测定分别评价蛋白质分解和脂质氧化程度；运用气相色谱-离子迁移谱（GC-IMS）结合电子鼻、电子舌技术全面解析挥发性风味物质和滋味特征；采用16S rRNA高通量测序技术解析细菌群落结构变化，并通过PICRUSt2软件预测菌群功能潜能。

3.1. pH、TVB-N含量和TVC在冷藏期间的变化

研究表明，复合防腐剂处理组（NLT）能显著抑制鱼子酱pH值的上升和总挥发性盐基氮（TVB-N）的积累。到贮藏末期，NLT组的TVB-N含量显著低于传统食盐处理组（CK），且菌落总数（TVC）始终低于6 Log CFU/g的腐败阈值，证明该复合制剂能有效延缓微生物腐败进程。

3.2. TBARS值和AV的变化

硫代巴比妥酸反应物（TBARS）值和酸价（AV）测定结果显示，NLT组脂质氧化和水解程度显著低于CK组。到第100天，NLT组TBARS值比CK组降低34.4%，表明天然防腐剂能有效延缓鱼子酱脂质氧化。

3.3. 基于电子鼻的香气特征分析

电子鼻主成分分析表明，随着贮藏时间延长，CK组与NLT组香气特征差异逐渐增大，到贮藏结束时完全分离，说明天然防腐剂有效控制了腐败相关异味的产生。

3.4. 基于电子舌的滋味特征分析

电子舌分析显示，NLT组苦味信号强度显著低于CK组，表明天然防腐剂处理有效延缓了鱼子酱贮藏过程中不良滋味的产生。

3.5. GC-IMS鉴定鱼子酱VOCs

通过GC-IMS共鉴定出32种挥发性有机物，主要包括醛类、酯类、酮类和醇类。指纹图谱分析发现，CK组中庚醛、己醛等腐败相关醛类含量显著高于NLT组，这些醛类是脂质氧化的特征产物，与鱼子酱腐败异味密切相关。

3.6. 鱼子酱细菌丰富度和多样性

Alpha多样性分析显示，NLT组细菌群落的Shannon指数显著降低而Simpson指数升高，表明天然防腐剂处理降低了菌群多样性。

3.7. 鱼子酱细菌分类学组成

门水平上，变形菌门（Proteobacteria）在所有样品中均为绝对优势菌门（>87%）。属水平上，新鲜鱼子酱中以不动杆菌属（Acinetobacter）、假单胞菌属（Pseudomonas）和短波单胞菌属（Brevundimonas）为主，而NLT组中Psychrobacter成为绝对优势菌属（相对丰度>90%），该菌属的腐败能力较弱，这可能是保鲜效果显著的重要原因。

3.8. 鱼子酱细菌群落比较分析

基于UniFrac距离的主坐标分析（PCoA）显示，不同处理组间细菌群落结构存在显著差异（R2 = 0.917, p = 0.002），NLT组样品聚集紧密，表明天然防腐剂处理使菌群结构更稳定。

3.9. 鱼子酱中潜在细菌生物标志物分析

LEfSe分析发现，Proteobacteria、Gammaproteobacteria、Pseudomonadales、Moraxellaceae和Psychrobacter是NLT组的潜在生物标志物，表明天然防腐剂对鱼子酱菌群产生了选择性压力。

3.10. 鱼子酱微生物组功能预测

PICRUSt2功能预测显示，CK组中双组分系统（ko02020）、ABC转运蛋白（ko02010）、核糖体（ko03010）和群体感应（ko02024）等与细菌环境适应、营养摄取和群体行为相关的通路显著富集。而在NLT组中，碳水化合物代谢、氨基酸代谢和能量代谢等核心代谢通路均受到显著抑制，表明天然防腐剂可能通过抑制腐败菌的基础代谢功能而发挥保鲜作用。

Spearman相关性分析进一步揭示，假单胞菌属（Pseudomonas）、短波单胞菌属（Brevundimonas）等腐败相关菌与上述代谢通路呈极显著正相关，而Psychrobacter则与这些通路呈负相关关系。

该研究得出结论：Nisin、溶菌酶和茶多酚复合天然防腐剂可通过抑制腐败菌生长、延缓蛋白质分解和脂质氧化进程，有效维持鲟鱼鱼子酱的感官品质和微生物安全性。其保鲜机制涉及菌群结构调控（促进Psychrobacter成为优势菌）和代谢功能抑制（抑制腐败相关代谢通路）。该研究为天然抗菌-抗氧化复合物在高端水产品保鲜中的应用提供了重要的理论依据和技术支撑，对推动鱼子酱产业的可持续发展具有重要意义。