《Food Chemistry: X》：Synergistic improvement of flavor development in fermented chili paste through microbial co-fermentation and enzymatic hydrolysis
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本研究评估了八种发酵策略以改善发酵辣椒酱的风味发育。植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)LP06与鲁氏接合酵母(Zygosaccharomyces rouxii)ZR26的乳酸菌-酵母共发酵提高了总酸度与氨基酸态氮，降低了残
本研究评估了八种发酵策略以改善发酵辣椒酱的风味发育。植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)LP06与鲁氏接合酵母(Zygosaccharomyces rouxii)ZR26的乳酸菌-酵母共发酵提高了总酸度与氨基酸态氮，降低了残糖与辣椒素类(capsaicinoids)含量，增强了酸味并降低了苦味。纤维素酶(cellulase)与风味酶(flavourzyme)补充促进了底物转化并改变了滋味响应。非靶向代谢组学显示，无酶共发酵组(LZ)主要与氨基酸及含硫相关代谢物关联，而酶辅助共发酵组(ELZ)调控了脂质与植物源芳香代谢物。气相色谱-质谱联用(GC–MS)鉴定出166种挥发性化合物，其中19种相对气味活性值(rOAV)>1。LZ组总挥发性有机化合物(VOC)含量最高且潜在香气活性化合物数量最多，ELZ组某些醛类、醇类、含硫化合物及萜类化合物的rOAV更高。感官评价显示LZ与ELZ总分最高。综上，乳酸菌-酵母共发酵改善了滋味与香气发育，而酶解水解调控了代谢物与香气谱。
研究背景与立项依据
发酵辣椒酱是中国及亚洲其他地区广泛消费的传统调味品，其风味品质由非挥发性化合物（有机酸、氨基酸、辣椒素类）与挥发性化合物（酯、醇、醛、酸、萜类）共同决定。自然发酵或单菌发酵研究虽多，但乳酸菌(LAB)与酵母共发酵结合酶辅助水解的系统比较有限，二者协同影响风味的代谢基础尚不明确。研究人员选用辣椒发酵中天然占优的植物乳杆菌LP06与耐盐酵母鲁氏接合酵母ZR26为发酵剂，辅以纤维素酶与风味酶，设计八种发酵策略，旨在明确共发酵与酶解对滋味、代谢物及香气活性的协同作用，为可控、高品质发酵辣椒酱提供理论支撑。该文发表于《Food Chemistry: X》。
主要技术方法概述
研究人员以湖南长沙采购的鲜辣椒为原料，设自然发酵(CON)、单接LP06(LP)、单接ZR26(ZR)、共接LZ、单酶EN、酶+LP(ELP)、酶+ZR(EZR)、酶+共接ELZ八组，20℃盐水密封发酵45天。采用理化法测总酸、氨基酸态氮、还原糖、辣椒素类(HPLC)；非靶向液相色谱-质谱(LC–MS)代谢组学筛选差异代谢物并做KEGG富集；电子舌(E-tongue)与电子鼻(E-nose)分别获取滋味与香气指纹；顶空固相微萃取-气相色谱-质谱(HS-SPME-GC–MS)鉴定挥发性有机化合物(VOC)并以rOAV筛潜在香气活性物；训练感官小组百份制评分；统计用PCA、OPLS-DA与Spearman相关网络整合多组学。
研究结果
3.1 发酵剂生长特性与环境耐受性
LP06在MRS中37℃快速产酸，ZR26在YPD中28℃耐盐(至140 g/L NaCl)与耐酸(pH 2.0–2.5可活)更强；二者在8%盐、pH 4.0左右均保持活力，适合辣椒基质。
3.2 非挥发性化合物变化
共发酵组LZ与ELZ总酸度最高(约0.70–0.71 g/100 g)，氨基酸态氮显著积累(ELZ达0.166 g/100 g)；还原糖消耗最彻底(LZ 2.23 g/100 g)；辣椒素类降解最明显(LZ 94.02、ELZ 89.69 mg/kg)，与高酸促降解及微生物酰胺酶作用一致。
3.3 非靶向代谢组学
八组检测到5043种代谢物，PCA显示酶处理居PC1正轴、共发酵独立成簇。LZ vs 单菌共有352种共发酵差异代谢物，富集于氨基酸代谢、含硫代谢；ELZ vs LZ有1504种差异代谢物，额外富集柠檬酸循环、不饱和脂肪酸与苯丙素通路。LZ积累谷胱甘肽、苯乳酸等氨基酸/含硫前体，ELZ积累亚油酸、β-紫罗兰酮等脂质/植物源芳香物。
3.4 电子舌分析
LZ与ELZ酸味响应超中性基线，苦味最低；酶处理增酸涩、降苦鲜。共发酵强化酸相关滋味。
3.5 电子鼻香气指纹
含ZR26组(ZR/EZR/LZ/ELZ)在W2S(醇醛)、W2W(芳硫)、W1W(硫萜)响应高，PCA沿PC1正轴聚类，证明酵母主导挥发性特征。
3.6 挥发性有机化合物分析
GC–MS共识166种VOC，LZ总VOC最高(2251 μg/kg)，ELZ次之；酸类最丰，酯类次丰。OPLS-DA(VIP>1)筛65种判别物，聚类显示LZ富酯醇醛簇，ELZ富萜酸醛簇。rOAV>1者19种，LZ有16种、ELZ有15种潜在香气活性物；LZ乙酯异戊酯、3-乙基苯酚rOAV高，ELZ的(E)-2-壬烯醛、芳樟醇、3-甲硫基丙醛rOAV更高。
3.7 综合相关与感官
Spearman网络表明氨基酸肽类、脂质类、植物黄酮苷分别与酸度、 sourness、特定VOC(正己醇、芳樟醇、(E)-2-壬烯醛)显著共变。感官百份制下LZ与ELZ色泽质地香气滋味总分最高。
讨论与结论翻译
讨论指出，LAB-酵母共发酵通过营养交换与底物互补提升酸度、耗糖、降辣、扩氨基酸/含硫前体池，从而增强酸味与酯香；纤维素酶破壁释糖、风味酶释氨基酸，进一步将脂质与植物源前体推向萜、醛、硫香方向。多组学一致显示LZ偏“酸鲜酯醇”、ELZ偏“醛萜硫广”。结论：植物乳杆菌LP06与鲁氏接合酵母ZR26共发酵改善发酵辣椒酱滋味与香气发育，无酶共发酵(LZ)关联氨基酸与含硫代谢并具最高总VOC与最多潜在香气活性物，酶辅助共发酵(ELZ)调制脂质与植物源芳香代谢且特定醛醇硫萜rOAV更高，二者感官最优；酶解不直接替代微生物作用而重编程前体供应。该研究为发酵辣椒酱可控工艺与植物资源增值提供整合评价框架。
