《Foods》：Volatile Dynamics and Their Associations with Microbial Genera in Spanish-Style Table Olives Processed in Interconnected Under-Vacuum and Fiberglass Independent Vessels
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摘要：本研究比较了在互联真空不锈钢系统（F系统）和传统独立玻璃钢容器（G系统）中发酵的西班牙式食用橄榄的挥发性有机化合物（VOC）谱图及其与微生物属的关系。VOCs通过顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（HS-SPME-GC-MS）分析，微生物群落通过宏分类学分析
摘要：本研究比较了在互联真空不锈钢系统（F系统）和传统独立玻璃钢容器（G系统）中发酵的西班牙式食用橄榄的挥发性有机化合物（VOC）谱图及其与微生物属的关系。VOCs通过顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（HS-SPME-GC-MS）分析，微生物群落通过宏分类学分析表征。共鉴定出97种VOCs，主要为醇类（29）、酯类（21）、羰基类（20）、烃类（5）、酚类（4）和萜烯类（6）。最丰富的化合物包括4-乙基苯酚、乙醇、(Z)-3-己烯-1-醇、苯乙醇、乙酸乙酯和异丁醇。仅5种VOCs——癸醛、甲基乙基醚、芳樟醇、2-甲基丁酸和乳酸乙酯——随发酵系统或时间未表现出显著变化，表明其形成于脱苦或早期发酵阶段。发酵系统强烈影响挥发性发育，其中16种VOCs为F系统独有，15种为G系统独有，66种为共有。在共有化合物中，48种在系统间存在显著差异，43种在发酵过程中发生变化。F系统与更受限的VOC谱图相关，而G系统产生了更多样的挥发性谱图。微生物-VOC关系也存在差异：Leuconostoc、Lactiplantibacillus、Candida和Dekkera主要与F系统VOCs相关，而较少见的细菌属和较少的真菌表征了G系统。总体而言，互联真空系统适用于标准化生产，而传统系统有利于更大的微生物和挥发性复杂性。
论文解读：西班牙式食用橄榄挥发性动态及其与微生物属的关联
一、研究背景与问题提出
西班牙式绿色食用橄榄是世界范围内重要的发酵食品，其香气和风味紧密依赖于挥发性有机化合物（Volatile Organic Compound, VOC）谱图。传统加工工艺历经从水泥池、木桶（bocoyes）到玻璃钢发酵罐（1800–10,000 L）的演变。尽管玻璃钢发酵罐（G系统）已大幅标准化，但仍面临气体积累、发酵初期溢料、微生物动态不可控以及产品变异等问题。为应对这些挑战，研究人员在西班牙油脂研究所（Instituto de la Grasa, CSIC, Seville）中试车间开发了一种封闭式互联真空不锈钢发酵系统（F系统），前期研究表明其能稳定理化与微生物参数、降低CO?浓度、获得更均匀的产品。然而，两种系统对VOCs动态及微生物–VOC关联的比较尚未开展。论文发表在《Foods》。
已有文献表明，品种、农艺因素（如调亏灌溉）和发酵菌种均会影响VOC组成；特别是Lactiplantibacillus plantarum可抑制4-乙基苯酚的形成，混合发酵剂（L. pentosus + Wickerhamomyces anomalus）可产生菌株特异性的VOC谱。但针对不同发酵容器构型（真空互联 vs. 独立敞开）如何在相同接种条件下塑造挥发性代谢组和微生物关联，仍缺乏系统认知。因此，本研究在两组工作容量可比、接种相同商业发酵剂（Oleica Starter Advance）的条件下，比较F与G系统中西班牙式Manzanilla橄榄的VOC动态，并分析其与发酵末期（第22天）微生物类群的关系。
二、主要关键技术方法
研究采用2022/2023产季绿色成熟期的Manzanilla橄榄，在ARASOL S.L.（Arahal, Seville）进行工业规模碱法脱苦（3.2% NaOH至果肉2/3深度，随后6 h洗涤），再转运至Instituto de la Grasa分配至六台发酵罐（F系统3台、G系统3台）。F系统由四台互联25 L不锈钢罐（含真空盐水储库和三级发酵单元）组成，总装橄榄51.6 kg、盐水45 L，通过盐水循环与真空抽气均质系统、排除积气；G系统为三台独立25 L玻璃钢罐（约1:750工业规模），覆盖非密封盖以模拟标准工业通气条件，各装橄榄15.04 kg、盐水9.32 L。发酵第3天接种Lactiplantibacillus pentosus LPG1、13B4、119等量冻干菌株至终浓度10? CFU/mL。
VOC分析采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（HS-SPME-GC-MS）：于发酵第9天和第55天采集各罐盐水样本（n = 12，重复测定），以6-氯-2-己酮为内标，使用DVB/CAR/PDMS纤维萃取，VF-WAX MS色谱柱分离，NIST17MS库（相似度>80）与保留指数辅助鉴定，以峰面积相对内标进行半定量。宏分类学分析：发酵第22天（活跃发酵期）取样，分别对细菌16S rRNA基因区和真菌ITS区进行高通量测序。统计分析采用双向ANOVA（XLSTAT、StatSoft Statistics）、多因子分析（Multifactor Analysis, MFA, R包factoextra/FactoMineR）、偏最小二乘回归（Partial Least Squares Regression, PLS-R, XLSTAT）及Pearson相关（p < 0.05），网络可视化使用Cytoscape。
三、研究结果
3.1 VOC总体谱图与发酵系统效应
共鉴定97种VOCs，包括7种挥发性酸、29种醇、20种羰基化合物、21种酯、5种烃、4种酚、6种萜烯和6种"其他"化合物。醇类为最丰富化学组，其次为酚、酯和"其他"。ANOVA显示F系统整体醇、酯、酚水平显著更高，而G系统酸、羰基、烃更高。发酵过程中酸、醇、酯、萜烯显著累积，烃、"其他"和酚下降。共有化合物呈现三类时间模式：(i) 发酵初期即存在并保持稳定；(ii) 发酵中上升（发酵来源）；(iii) 随时间下降（提示被消耗或转化）。癸醛、2,4-二甲基苯甲醛、甲基己基醚和芳樟醇不受系统、时间及其交互影响，推测源自果实或早期加工。乙醇、异丁醇、苯乙醇、乙酸乙酯、甲酚和2-甲基丁酸多在发酵中上升，而异丁醇、4-乙基苯酚在第9天达峰后下降，表明乳酸发酵伴随大量醇生成及后续酯化，尤其在F系统中更显著。
3.2 共有VOCs的交互作用与一般趋势
26种共有VOCs存在显著的系统×时间交互。乙酸、2-甲基丁酸、苯乙醇、乙酸甲酯、2-甲基丁酸乙酯、乳酸乙酯、氢化肉桂酸乙酯和甲酚在两种系统中均随发酵上升但速率不同；乙醇、异丁醇、异戊醇、2-乙基己醇、乙酸乙酯主要在F系统上升；香豆素和4-乙基苯酚则随时间下降。异戊醇和4-乙基苯酚在F系统中浓度明显更高，可作为该工艺的标志物。18种最丰富VOCs（乙醇、异丁醇、苯乙醇、乙酸乙酯、甲酚、2-甲基丁酸等）的变化共同表明乳酸发酵伴随大量醇生成和后续酯形成。
3.3 系统特异性VOCs趋势
F系统独有的16种VOCs多数仅在发酵55天后出现，表明其在真空互联条件下形成，浓度普遍较低。其中仅异戊基乙酸酯呈清晰、持续上升趋势，可作为F工艺特征。G系统独有的15种VOCs（如o-甲氧基苯酚、苯酚、4-甲基-3-戊烯-2-酮、苯乙酮、乳酸甲酯、二氢大马酮II等）多源于脱苦处理，部分（如苯乙酮、乳酸甲酯、二氢大马酮II）在55天才出现，提示发酵来源。这些低丰度但特异的VOCs有助于表征传统G工艺。
3.4 多变量分析（MFA）
仅使用共有VOCs进行多因子分析（MFA），发酵系统和采样期为补充变量。前两维投影显示Dim1主要与发酵周期以及酸、酯、羰基、烃、"其他"相关，Dim2主要与发酵系统及醇相关。个体样本与VOCs投影呈现按发酵周期和系统清晰分离：Dim1正贡献物包括2-甲基丁酸、己酸、乳酸乙酯、氢化肉桂酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯等（发酵后期富集），苯甲醛为负贡献（早期主导）；Dim2中3-戊醇、prenol、(Z)-3-己烯酸丁酯、1-戊醇与G系统关联，而苯甲醛、氢化肉桂酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、己酸、异丁醇更贴近F系统。
3.5 微生物种群与VOC谱图的关系
通过偏最小二乘回归（PLS-R）与Pearson相关网络分析微生物–VOC关系。
F系统：PLS-R模型（R2X = 0.667,
