《Food Quality and Preference》：Co-fermentation with lactic acid bacteria and prune puree modulates volatile profile and bioactivity of Qiamagu juice
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QMG（新疆芥菜）因辛辣异味和易腐性限制加工应用，本研究通过HS-SPME-GC-MS分析发现异硫氰酸酯和氰化物是主要异味成分。采用 LAB（植物乳杆菌和乳双歧杆菌）发酵联合新疆无花果纯露添加，使硫化合物含量从14411.40 μg/L降至1089.30 μg/L，同时提升醛类、酯类和醇类风味物质，感官评分达74分，较鲜汁提高88.5%。生物活性显著增强，尿酶抑制率提升39%，超氧化物歧化酶活性增加6.39%，多糖含量提高10.89 mg/mL。4℃下保质期预测达330天。
陆琦琴|郑家欢|范蓓|周益霞|朱静荣|孙静|李静|王凤中|刘佳萌
中国农业科学院食品科学技术研究所，农业农村部农产品质量与安全控制重点实验室，北京100193，中国
摘要
Brassica rapa L. 是一种来自新疆的特色作物，被称为Qiamagu（QMG），由于其强烈的异味和易腐性，其在加工和市场应用方面受到限制。本研究旨在分析不同加工方法下导致QMG不良风味的挥发性化合物，并评估乳酸菌（LAB）发酵与西梅果泥结合对新鲜QMG果汁风味和生物活性的影响。
使用顶空固相微萃取耦合气相色谱-质谱（HS-SPME-GC–MS）技术分析了五种QMG产品及新鲜果汁中的挥发性化合物，发现异硫氰酸酯和腈类化合物是导致强烈异味的主要成分。新鲜QMG果汁与Lacticaseibacillus plantarum和Lacticaseibacillus rhamnosus共同发酵，并添加西梅果泥。通过感官评价、生物活性测定和储存测试来评估质量变化。基于尿酸抑制数据建立了预测保质期的动力学模型。
发酵和添加西梅果泥显著降低了含硫化合物的含量，从14,411.40 μg/L降至1089.30 μg/L，同时醛类、酯类和醇类化合物含量增加，提升了花香和果香。发酵样品的感官评分达到74分，高于新鲜果汁的39.71分。生物活性得到提升，尿酸抑制率增加了39.00%，超氧化物歧化酶活性提高了6.39%，多糖含量从99.96 mg/mL增加到109.85 mg/mL。在4°C下储存可减缓活性成分的降解，预测保质期约为330天。
这些结果表明，乳酸菌发酵结合西梅果泥的应用能有效改善QMG的风味和功能性，为其作为功能性食品成分的开发提供了科学依据。通过同时减少不良风味和增强生物活性，该策略使QMG从一种未充分利用的作物转变为具有巨大市场潜力的功能性食品成分。此外，这也为优化其他Brassica L基食品的风味和功能性质量提供了一种通用方法。
引言
Brassica rapa L.（通常称为QMG）是一种属于Brassicaceae科的二年生草本植物。它是中国新疆柯坪县的地标保护产品，根据中华人民共和国卫生部药品标准（维吾尔医药卷）（MOH Moh, 1964），传统上被认为是一种营养丰富的食物。研究表明，QMG富含氨基酸、蛋白质、多糖、多酚等生物活性化合物，具有抗氧化、降尿酸和抗肿瘤等特性（Chen et al., 2019），因此具有很高的开发和应用潜力。
然而，新鲜QMG具有强烈的异味，在加工过程中会形成不良的感官特性，这是十字花科蔬菜的典型现象（Parhati et al., 2024）。此外，由于脱水、收缩和微生物腐败，QMG在储存过程中极易变质，导致品质迅速下降（Xu et al., 2025）。这些问题严重限制了其长期储存和运输的可行性，从而降低了其工业价值。尽管近年来出现了多种加工产品，如冻干粉和口服液（Li et al., 2023），但不良风味问题仍未得到解决，影响了消费者的接受度，限制了其在新疆以外的推广。最近，益生菌发酵因能够改善植物性食品的感官和功能性特性而受到关注。乳酸菌在发酵食品中广泛应用，能够产生蛋白水解酶，将蛋白质分解为小肽和游离氨基酸，生成有机酸和芳香化合物，从而改善食品风味（Wang et al., 2020）。此外，乳酸菌还能通过β-葡萄糖苷酶和酚酸脱羧酶等酶促作用促进酚类化合物的释放和转化，增强多酚和黄酮类的抗氧化能力（Gaya et al., 2017）。乳酸菌发酵过程中产生的抗真菌化合物和细菌素还可以抑制腐败微生物的生长，延长保质期（Naghmouchi et al., 2020）。例如，Streptococcus thermophilus和Lactobacillus bulgaricus可以转化豆浆中的不良风味化合物，减少豆腥味（Yu et al., 2025）。同样，用L. rhamnosus发酵金银花可显著提高其抗氧化和黄嘌呤氧化酶抑制活性，丰富挥发性化合物，减少不良气味，使其更适合用于功能性食品或制药领域（Song et al., 2024）。
尽管先前的研究为通过发酵改善QMG提供了理论基础，但针对QMG的系统性研究仍然有限。本研究收集了五种市售QMG产品和两种新鲜QMG果汁样本，分析了它们的挥发性风味化合物，特别是不良风味特征。选择L. plantarum和L. rhamnosus进行发酵实验，以研究发酵对挥发性风味谱和生物活性成分的影响。此外，还建立了动力学模型来预测发酵产品的保质期。这些发现有望为QMG的高价值利用提供科学依据，并为新疆柯坪县QMG产业的发展提供技术支持。
方法部分
化学物质和试剂
N-己烷和C6-C30饱和烷烃购自美国新泽西州的Merck公司。（中国上海）。纯水购自浙江杭州的Wahaha集团有限公司。芦丁、没食子酸、黄嘌呤和黄嘌呤氧化酶购自上海源业生物技术有限公司（中国上海）。其他分析级试剂购自Aladdin Bio-Chem Technology有限公司。西梅果泥购自喀什 Feichangxiang 农业发展有限公司。
不同加工方法下的QMG挥发性化合物
采用顶空固相微萃取耦合HS-SPME-GC–MS技术检测了7种QMG样品中的挥发性化合物，结果如图1所示。基于稀疏偏最小二乘判别分析（sPLS-DA）（图1A），发现这七种QMG产品具有不同的风味特征，未出现聚集现象。共鉴定出234种挥发性化合物，其中样品1中含有62种，样品2中含有79种，样品3中含有48种，样品4中含有73种，样品5中含有64种，样品6中含有62种，
结论
本研究系统探讨了不同加工方法对QMG挥发性风味化合物的影响，发现其特有的强烈异味主要由异硫氰酸酯和腈类化合物引起。目前商业产品中应用的加工技术无法有效抑制这些关键挥发性化合物，导致风味无法得到根本改善，限制了其市场潜力。
作者贡献声明
陆琦琴：撰写——初稿。
郑家欢：方法学设计。
范蓓：监督。
周益霞：数据整理。
朱静荣：监督、概念构思。
孙静：监督。
李静：监督。
王凤中：撰写——审阅与编辑。
刘佳萌：撰写——审阅与编辑。
资助
本研究得到了“新疆重点研发计划（2022B02037）”和“新疆维吾尔自治区‘天池人才’培训计划项目（2023）”的支持。
利益冲突声明
作者声明以下可能构成潜在利益冲突的财务利益/个人关系：刘佳萌报告称获得了新疆重点研发计划（2022B02037）的财政支持。王凤中表示获得了新疆维吾尔自治区“天池人才”培训计划项目（2023）的财政支持。其他作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响研究的客观性。
