《Food Research International》：Integrated flavoromics, untargeted metabolomics, and microbial community analyses reveal the effects of
Lactiplantibacillus plantarum and
Saccharomyces cerevisiae on the flavour quality of
Platycodon grandiflorus pickles
编辑推荐：
•共接种植物乳植杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）和酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）与自然发酵相比，协同提升了发酵桔梗（Platycodon grandiflorus）泡菜的质量、安全性及风味复杂度。•接种处理组相比自然
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共接种植物乳植杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）和酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）与自然发酵相比，协同提升了发酵桔梗（Platycodon grandiflorus）泡菜的质量、安全性及风味复杂度。
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接种处理组相比自然发酵实现了显著更快的酸化速度、更低的亚硝酸盐残留量以及更高效的氨基酸态氮利用率，其中共培养（LS）组展现出最均衡的性能。
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非靶向代谢组学和KEGG富集分析鉴定出五个核心代谢通路——尤其是丙氨酸-天冬氨酸-谷氨酸代谢和嘌呤代谢——作为风味分化的主要驱动因素，富集了呈味活性氨基酸和鲜味核苷酸。
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GC-IMS分析揭示了72种挥发性化合物；含酵母组（SA和LS）积累了大量果香型乙酯类化合物，其中LS组展现出最丰富、最复杂的挥发性指纹图谱。
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宏基因组学结合微生物-代谢物相关性分析表明，共接种抑制了腐败肠杆菌科（Enterobacteriaceae）和霉菌，且乳植杆菌属（Lactiplantibacillus）和酵母属（Saccharomyces）是理想酯类和鲜味代谢产物产生的主要驱动菌群。
引言
桔梗（Platycodon grandiflorus (Jacq.) A. DC.），又称气球花或中文名“桔梗”，是桔梗科（Campanulaceae）的一种多年生草本植物（Zhao et al., 2026a）。其根在中国及其他国家已被长期用于传统中药和食用（Zhu et al., 2026）。药理学研究表明，P. grandiflorus 含有多种生物活性物质，如皂苷、黄酮和酚酸，并表现出抗高血压、降血脂、抗动脉粥样硬化和抗炎等特性（Zhang et al., 2024）。在传统韩国和中国烹饪中，P. grandiflorus 的根常被用于制作腌制产品（Ji et al., 2020），以其独特的脆度、微苦味和健康益处而闻名。
传统的蔬菜腌制方法依赖于自然发酵，不添加微生物（Chen et al., 2023）。尽管操作简单，但这些做法存在许多缺陷，如发酵周期长、原料中存在腐败微生物的风险、产品质量不稳定以及缺乏标准化的操作流程。因此，它们不适合进行质量管理（Tan et al., 2023）。因此，接种选定发酵剂的受控发酵逐渐引起研究者的关注，作为同时实现产品质量标准化、提高安全性和改善风味的可行途径（Xu et al., 2024）。乳酸菌因其在发酵蔬菜中抑制腐败微生物、减少亚硝酸盐和增强风味方面的作用而受到研究（Liu et al., 2025）。植物乳植杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）是一种广泛分布的乳酸菌，能够快速酸化环境以抑制腐败细菌的生长（Li, Cheng, et al., 2022）。此外，其异型发酵代谢产生乳酸、乙酸、乙醇和酯类，共同形成发酵蔬菜的特征风味（Wang, Li, et al., 2025）。Song et al. (2021) 发现用 L. plantarum 发酵酸菜增加了多种有机酸的含量，包括乳酸、乙酸、柠檬酸、琥珀酸、苹果酸和酒石酸。Yang, Chen, et al. (2025) 确定应用 L. plantarum 显著降低了萝卜叶中的pH值和硝酸盐积累，并增加了挥发性风味成分的数量和多样性。酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）也被认为可用于某些蔬菜的发酵（Lei et al., 2025）。同时，酵母产生的乙醇可抑制病原菌生长，并合成具有花果香气的酯类以满足消费者需求（Wang, Zhang, et al., 2025）。Chen et al. (2025) 研究表明，S. cerevisiae 可以产生酯类，增强腌制蔬菜的果香、奶油香和醇厚口感。Chen et al. (2026) 指出，接种 S. cerevisiae 可以增加腌制辣椒中酯类的产量，并在单菌株发酵中获得了最高的感官评分。乳酸菌-酵母共发酵相比单菌株发酵可以提供互补的益处。Lei et al. (2025) 报道，将 L. plantarum 和 S. cerevisiae 接种到糟辣椒中，增强了亚硝酸盐抑制效果，降低了盐用量，并增加了有机酸和特征香气成分（如芳樟醇和癸酸乙酯）的产量。Liu et al. (2025) 报道，用 L. plantarum 和 S. cerevisiae 混合发酵芥菜叶降低了系统的pH值，增加了有机酸的产量，并减少了亚硝酸盐的积累。Wu et al. (2024) 使用 L. plantarum 和 S. cerevisiae 的组合加工铁皮石斛（Dendrobium officinale）。它们的联合代谢活性激活了半乳糖、淀粉和蔗糖代谢途径，扩大了代谢物多样性，并增加了酚类化合物的浓度。然而，目前关于 L. plantarum 和 S. cerevisiae 共发酵腌制桔梗的研究尚缺乏。
为弥补这一知识空白，我们研究了单菌和混合接种 L. plantarum 和 S. cerevisiae 对桔梗泡菜的影响。利用GC-IMS、非靶向代谢组学和宏基因组学，探索了这些不同发酵方法对桔梗泡菜挥发性特征、代谢物和微生物群落的影响。本研究旨在为通过靶向微生物改善桔梗泡菜质量提供理论支持。
章节摘要
化学试剂与发酵剂
干燥的桔梗根购自中国安徽省太和县李兴镇当地农贸市场。L. plantarum JYLP-375 购自中科佳益生物工程有限公司（中国廊坊）。S. cerevisiae L13 购自 LAMOTHE-ABIET 公司（法国卡内让）。MRS 肉汤购自环凯微生物科技有限公司（中国广东），YPD 肉汤购自海博生物技术有限公司（中国青岛）。所有其他化学试剂均为分析纯。
桔梗泡菜理化指标的变化
发酵产物理化性质的变化，如可溶性固形物（SSC）、还原糖、pH值、可滴定酸度和氨基酸态氮（AAN）含量，如图1(A-F)所示。发酵初期SSC约为7.0%–7.8%，随后略微下降（图1A）。至第3天，接种组SSC开始逐渐下降。SA组降幅更大，发酵结束时降至5.6%。还原糖作为可溶性糖的主要形式，其含量贡献了总可溶性固形物的大部分。
结论
本研究表明，与不受控制的自然发酵相比，明确的发酵剂接种伴随着桔梗泡菜理化性质、代谢物谱、挥发性香气和微生物群落的变化。单菌 L. plantarum 发酵伴随着更快的pH值和亚硝酸盐下降，与改善的安全性一致，而单菌 S. cerevisiae 发酵伴随着显著更高的果香型乙酯积累。
CRediT作者贡献声明
Jun Wang: 写作 – 初稿、软件、方法论、调查、正式分析。 Xiangwei Meng: 方法论。 Chongjun Ye: 正式分析。 Gongxue Xu: 资金获取、概念化。 Yinping Zhang: 监督、资源。 Jingjing Hu: 可视化、软件。 Youyue Wen: 验证、调查。 Bing Li: 写作 – 审阅与编辑、监督、资金获取、概念化。
资助
本研究获得太和县桔梗现代栽培技术集成采购项目（TH2025FS0022）和国家级大学生创新创业训练计划（202511059047、202511059048）的资助。
未引用参考文献
Li et al., 2024
Li et al., 2023
Li, Ten, Zwe and Li, 2022
Xu et al., 2022
Zhu et al., 2024
利益冲突声明
作者声明，他们不存在已知的相互竞争的经济利益或个人关系，可能会影响本文所报告的工作。
Jun Wang|Xiangwei Meng|Chongjun Ye|Gongxue Xu|Yinping Zhang|Jingjing Hu|Youyue Wen|Bing Li
