《Food Bioscience》:Metabolomics uncovers flavor formation in tiger nut (
Cyperus esculentus L.) milk fermented by different lactic acid bacteria strains
编辑推荐:
•乳酸菌发酵可以减轻老虎坚果奶的苦味和青草异味。•植物乳植杆菌发酵样品的有机酸含量最高,达到268.96 mg/100mL。•鼠李糖乳杆菌发酵表现出强烈的鲜味氨基酸积累能力,达到232.82 mg/L。•共鉴定出180种差异代谢物。•代谢物主要涉及嘌呤代谢、氨基酸代谢、淀粉和
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乳酸菌发酵可以减轻老虎坚果奶的苦味和青草异味。
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植物乳植杆菌发酵样品的有机酸含量最高,达到268.96 mg/100mL。
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鼠李糖乳杆菌发酵表现出强烈的鲜味氨基酸积累能力,达到232.82 mg/L。
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共鉴定出180种差异代谢物。
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代谢物主要涉及嘌呤代谢、氨基酸代谢、淀粉和蔗糖代谢。
引言
老虎坚果(Cyperus esculentus L.)原产于地中海沿岸,是一种块茎植物,具有作为食品、油料和饲用作物的多种潜在应用(张荣友等,2026;张友敏等,2023)。近期研究发现,老虎坚果不仅含有淀粉、膳食纤维、不饱和脂肪酸、维生素和类黄酮,还具有显著的抗氧化和免疫调节功能,并展现出降血糖、降血脂和抗炎等潜在药理活性(Knazicka等,2026;Lenická等,2025;庄等,2026)。作为新兴的植物基饮料,老虎坚果奶受到了越来越多的关注(Oladunjoye等,2026)。然而,其明显的青草味和泥土味等不良风味导致口感较差(Kizzie-Hayford等,2021),这限制了其在食品工业中的应用。
通过控制温度、时间和微生物群落,乳酸菌发酵可以将植物基牛奶的口感从涩转变为醇厚,同时提高其营养价值(杨等,2025)。Sun等人(Sun等,2025)证明,利用鼠李糖乳杆菌ATCC 7469对板栗-大豆复合奶进行发酵可以显著改善植物基牛奶的质量。发酵后,己醛、庚醛和1-戊醇等刺激性和青草香气物质的含量显著降低,而具有奶油和果味香气的酮类含量增加。整体风味更接近乳制品。类似地,利用植物乳杆菌FMBL L23251对鹰嘴豆奶进行发酵,在10-12小时内有效去除了豆腥味,增强了风味的醇厚感,并促进了以鲜味、果味和奶油味为特征的香气谱的形成(Fan等,2025)。综上所述,这些研究表明乳酸菌发酵是改善植物基牛奶质量和风味的有效策略。
迄今为止,对发酵老虎坚果奶的研究主要集中在其理化性质和产品应用上,例如酸奶和速溶粉(Banwo等,2025;Uchegbu等,2025)。Banwo等人(Banwo等,2025)研究了由植物乳杆菌LB113和戊糖片球菌L35共发酵的老虎坚果-椰枣-棕榈奶的潜在生物活性。然而,关于不同乳酸菌菌株发酵老虎坚果奶的风味形成机制研究仍相对不足。代谢组学能够高效、全面地分析食品系统中的代谢物,为预测代谢途径提供技术支持(张军军等,2026)。目前,对乳酸菌菌株发酵老虎坚果奶的代谢组学研究仍然缺乏。结合风味动态与代谢组学,可能有助于更全面地了解发酵老虎坚果奶的风味形成机制。
本研究旨在揭示六种不同乳酸菌菌株发酵老虎坚果奶在风味塑造中的潜在途径。监测了理化性质和关键风味化合物(包括有机酸、游离氨基酸和挥发性风味化合物)的动态变化。此外,应用非靶向代谢组学分析鉴定了发酵老虎坚果奶中可能富集的潜在生物标志物和代谢途径。这些发现有望为乳酸菌发酵老虎坚果奶质量和风味的调控提供理论范式。
章节摘要
材料
老虎坚果(Cyperus esculentus L.)产自新疆图木舒克。植物乳植杆菌CICC22703、嗜热链球菌CICC20375、副干酪乳杆菌CICC20286、鼠李糖乳杆菌CICC6001、戊糖片球菌CICC22227和乳乳球菌CICC23610购自中国工业菌种保藏中心。氢氧化钠等试剂,
样品表征
老虎坚果奶发酵前的初始pH值约为6.3,发酵后pH值显著下降(p < 0.05),大多数样品降至约5.1。在六组中,嗜热链球菌发酵组的pH值最低,酸化能力最强,其次是鼠李糖乳杆菌发酵组(图1A)。老虎坚果奶可以作为乳酸菌生长的合适底物,因为它富含膳食纤维、维生素、矿物质和其他营养物质。不同乳酸菌发酵老虎坚果奶的活菌计数
结论
本研究证明,通过乳酸菌发酵可以改善老虎坚果奶的整体风味,特别是其苦味和青草异味。关键风味化合物如2-庚酮和3-羟基-2-丁酮的积累,贡献了玫瑰、果味和奶酪香气,而己醛和1-辛烯-3-醇的含量降低,减弱了青草味和泥土异味。代谢组学分析揭示出嘌呤代谢、氨基酸生物合成和代谢以及淀粉和蔗糖代谢
CRediT作者贡献声明
顾陈诚:原创论文写作、软件、方法学、调查研究、正式分析。王佳:可视化、软件。郭雅辉:方法学。钱禾:审阅与编辑。高锐:软件、调查研究、数据整理。姚伟荣:概念构思。程玉良:监督指导、资源提供、项目管理、经费获取、概念构思。
未引用文献
Banwo和Taiwo, 2025; La Du和Zannoni, 1956; Li等, 2024; Oladunjoye和Idiat, 2026; Seol和Yeo, 2026; Zhang等, 2026; Zhang和Sun, 2023。
利益冲突声明
作者声明他们不存在可能影响本文所报告工作的已知财务利益冲突或个人关系。
竞争利益声明
? 作者声明以下财务利益/个人关系,这些可能被视为潜在的利益冲突:程玉良报告称其接受了常州产业创新技术支持项目的资金支持。如有其他作者,他们声明不存在可能影响本文所报告工作的已知财务利益冲突或个人关系。
致谢
本研究由常州产业创新技术支持项目(CF20240005)资助。
顾陈诚|王佳|高锐|郭雅辉|钱禾|姚伟荣|程玉良