《Food Bioscience》：Metagenomic profiling and preliminary evaluation of defined microbial consortia for
Allium chinense bulbs fermentation
编辑推荐：
•果糖、乙酸、乳酸、琥珀酸、谷氨酸和精氨酸是主要风味化合物。•网络分析揭示了跨界的细菌-真菌紧密互作。•植物乳杆菌和库德里阿维兹克假丝酵母被鉴定为核心菌株。•接种发酵体系部分再现了自发发酵的风味轮廓。引言薤白（A. chinense）鳞茎属于百合科葱属，既是重要的蔬菜，也是传
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果糖、乙酸、乳酸、琥珀酸、谷氨酸和精氨酸是主要风味化合物。
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网络分析揭示了跨界的细菌-真菌紧密互作。
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植物乳杆菌和库德里阿维兹克假丝酵母被鉴定为核心菌株。
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接种发酵体系部分再现了自发发酵的风味轮廓。
引言
薤白（A. chinense）鳞茎属于百合科葱属，既是重要的蔬菜，也是传统的中国草药（Lin et al., 2016）。据《本草纲目》记载，其被誉为"蔬菜中的灵芝"。新鲜薤白鳞茎富含营养，含有碳水化合物、蛋白质、脂肪、氨基酸、维生素等成分（Yao et al., 2016; Wu et al., 2023），使其成为发酵加工的优良原料。传统薤白鳞茎发酵方法主要包括两种加工工艺：干盐腌制的高盐发酵和湿腌渍的低盐发酵。然而，这两种方法通常需要较长的加工周期，且产品质量不稳定。目前，接种发酵被认为是一种有效解决传统发酵蔬菜质量不稳定问题的方法。Hou等人（2023, 2026）筛选并接种了能降解亚硝酸盐的植物乳杆菌L7菌株，在降低薤白鳞茎发酵过程中亚硝酸盐水平的同时改善了风味轮廓。Pan等人（2015）接种植物乳杆菌ZDY 2013发酵薤白鳞茎，显著改善了其生物功能特性、营养价值和化学特性。然而，大多数现有研究仍依赖经验试验来分离接种微生物，缺乏系统性的核心微生物筛选策略。这种策略应整合微生物演替分析及其与自发发酵过程中风味形成的内在联系。
在发酵食品中，乳酸菌（LAB）和酵母是两种最重要的微生物类型（Wang et al., 2026）。乳酸菌通过糖酵解、脂肪分解和蛋白质分解等代谢途径产生有机酸，赋予产品独特的酸味（Amenu and Bacha, 2025）。酵母在代谢过程中产生醇类和酯类等芳香化合物，促进成熟而独特的发酵风味形成。乳酸菌和酵母共同发挥协同代谢作用，塑造出复杂而平衡的风味轮廓（Cai et al., 2026）。然而，目前关于发酵薤白鳞茎生产中微生物的研究主要集中在细菌上。只有Yang等人（2022）报道了酵母属和毕赤酵母属是云南发酵薤白鳞茎中的优势真菌属。然而，真菌对核心风味形成的贡献及其与乳酸菌的协同互作仍未得到充分探索。
对于发酵蔬菜的品质评价，非挥发性风味化合物构成了基本的酸味和甜味轮廓。其中，乳酸和乙酸是酸味的主要贡献者（Shim et al., 2012）。游离氨基酸赋予发酵蔬菜多样化的味觉感受，包括鲜味、苦味和甜味（Jung et al., 2011; Xiao et al., 2022）。在这些氨基酸中，谷氨酸作为鲜味氨基酸，在泡菜中的含量最高（Jeong et al., 2013）。还原糖、有机酸和氨基酸不仅是微生物代谢的关键底物和产物，也是转化为其他风味化合物的重要中间体。多项研究表明，还原糖是微生物演替的主要驱动因素（Zhao et al., 2025），有机酸在微生物演替和风味形成中发挥重要作用（Xiong et al., 2024）。此外，氨基酸和碳水化合物代谢途径在发酵过程中高度激活，是决定风味形成的核心调控途径（Liu et al., 2026）。因此，系统分析还原糖、有机酸和游离氨基酸的动态变化及其与微生物群落的相互作用，对于阐明发酵薤白鳞茎味觉和风味形成的机制至关重要。
为此，本研究以自发发酵薤白鳞茎为研究对象。通过全面的理化分析、风味化合物分析和宏基因组测序，我们系统地阐明了自发发酵过程中微生物群落的演替模式及其与关键风味化合物动态变化的关联，构建了风味相关微生物代谢网络，并鉴定了参与发酵过程的核心功能微生物。随后，利用选定的核心乳酸菌和酵母菌株，我们建立了两种接种发酵体系（单独乳酸菌和乳酸菌-酵母共培养），以评估其可行性以及引入酵母对发酵特性和风味形成的影响，评估接种体系是否能近似传统自发发酵产品的风味轮廓。本研究为传统薤白鳞茎发酵的现代化和标准化工业应用提供了理论基础和技术指导。
章节摘要
自发发酵薤白鳞茎的制作
本研究使用的盐和新鲜薤白鳞茎均购自中国江西南昌当地市场。所有其他试剂均为分析纯，购自西陇科学（中国广东）。选择单个鳞茎直径为2.5-3.0 cm的新鲜薤白鳞茎，清理干净，去梗去根。然后将制备好的鳞茎与等重的5%（w/v）盐水溶液彻底混合，装入传统陶制泡菜坛中。
自发发酵薤白鳞茎理化参数和风味化合物分析
pH和TTA是发酵蔬菜成熟度的关键指标。在薤白鳞茎自发发酵过程中对其动态变化进行了监测（图1a, b）。pH在第3天升至5.53±0.22，然后在第7天迅速降至3.34±0.06，随后在15天后轻微回升并趋于稳定。与此同时，TTA从第3天开始随发酵时间逐渐增加，在第7-15天之间增长最快，其次是第3-7天。
结论
结合基本理化性质检测、关键风味化合物动态分析以及自发发酵薤白鳞茎的宏基因组分析，本研究鉴定出果糖、乙酸、乳酸、琥珀酸、谷氨酸和精氨酸为潜在的关键味觉贡献物（TAV > 1）。薤白鳞茎自发发酵可大致分为早期（0-3天）、中期（3-7天）和晚期（7-60天）三个阶段，植物乳杆菌和库德里阿维兹克假丝酵母充当……
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性财务利益或个人关系。
CRediT作者贡献声明
彭震：撰写–审阅与编辑、监督、资金获取。刘媛媛：撰写–原稿、可视化、验证、方法论、数据整理、概念化。石盈盈：验证。李艳梅：验证。李乐：方法论、数据整理。杨立：验证。熊涛：监督、资金获取。熊天宝：方法论、数据整理。熊世金：监督。谢明勇：监督、资金获取。朱兴宇：方法论。
未引用参考文献
Zhao et al., 2025; Asimi and Min, 2025; Liu et al., 2026; Emanuele and Marco, 1998; Wang et al., 2022.
伦理声明
已获得所有参与者或其法定代表的书面知情同意，同意参与本研究并发表文章。已遵守参与者的隐私权。
本研究在研究所在地遵循相关法律法规、监管框架和指导方针进行。根据相关法律法规和机构指导方针，无需伦理委员会批准。本研究的感官评价严格遵循中国和国际公认的感官分析标准（GB/T 10220-2012; GB/T 12315-2008），并符合低风险研究的豁免标准，因其仅涉及食品属性的主观判断（如颜色、香气、质地），未收集生理数据或私人信息。根据国际食品科学与技术联盟（IUFoST）感官评价伦理准则（2016），食品感官……
伦理声明
本研究的感官评价严格遵循中国和国际公认的感官分析标准（GB/T 10220-2012; GB/T 12315-2008），并符合低风险研究的豁免标准，因其仅涉及食品属性的主观判断（如颜色、香气、质地），未收集生理数据或私人信息。根据国际食品科学与技术联盟（IUFoST）感官评价伦理准则（2016），食品感官……
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性财务利益或个人关系。
致谢
本研究受赣鄱人才支持计划–重点学科学术与技术带头人培养计划（20232BCJ23103）、江西省重点研究与开发计划（项目编号：20232BBF60024）、江西省农业科研体系（项目编号：JXARS-04）、南昌大学食品科学与资源国家重点实验室（项目编号：SKLF-ZZB-202518）以及江西省中央引导地方科技发展资金资助。
刘媛媛|朱兴宇|熊世金|谢明勇|熊涛|熊天宝|李乐|杨立|石盈盈|李艳梅|彭震
