引言
东北酸菜通常是用中国白菜（Brassica rapa L. subsp. pekinensis (Lour.) Hanelt）制成的。这种白菜经过腌制后，在原材料上自然存在的微生物作用下进行自发发酵。它是中国北方常见的发酵蔬菜（Wu et al., 2015; X. Yang et al., 2020a）。在商业生产中，不同品种的酸菜在脆度、酸度和风味上往往存在差异。这些差异可能源于原材料的组成。不同中国白菜品种在类胡萝卜素、糖分、有机酸、氨基酸、酚类化合物等成分上存在差异（Yeo et al., 2023）。更具体地说，硫代葡萄糖苷（glucosinolate）的组成及其相关代谢物在不同白菜基因型之间存在差异（Kim et al., 2010; Sajjad et al., 2024）。果糖和葡萄糖为乳酸菌产生酸提供了底物。不同白菜基因型的硫代葡萄糖苷含量也有所不同（D. Wang et al., 2022; Zhou et al., 2022）。对中国白菜进行腌制和发酵后，检测到了硫化物、异硫氰酸盐、腈类化合物以及C6醛和醇类的变化。这表明原材料中的风味前体被带入发酵过程中并经历了进一步转化（Seo, You, & Baek, 2024）。
在腌制发酵过程中，随原材料引入的微生物以及可用的底物会影响乳酸菌（LAB）的数量、群落组成和代谢产物的积累（Lee, Jung, & Jeon, 2015）。Song等人通过分别研究泡菜成分的微生物来源发现，中国白菜和大蒜携带的微生物都能驱动发酵过程，但它们产生了不同的优势菌群并改变了代谢产物的特征（H. S. Song et al., 2020）。Song等人还研究了使用不同主要蔬菜制作的泡菜。Leuconostoc gelidum、Weissella kandleri和Lactobacillus sakei的分布随主要蔬菜的不同而变化，游离糖、有机酸、乙醇和氨基酸的组成也有所不同（H. S. Song et al., 2021）。原材料的采后处理也会影响发酵过程。Min等人比较了用新鲜和储存的春采中国白菜制作的泡菜，发现使用储存的白菜改变了发酵速率、乳酸菌群落以及果糖、甘露醇和乳酸的含量，同时也影响了甜度和质地评分（Min, Kim, Jeon, Kim, & Han, 2022）。在关于泡菜和朝鲜泡菜（paocai）的研究中，乳酸菌的演替与有机酸、氨基酸和挥发性风味化合物的积累也有关（D. Wang et al., 2022; Xiao et al., 2018）。具体来说，Lactobacillus vermolensis中的酚酸脱羧酶可以将阿魏酸转化为4-乙烯基桂醇，将特定的乳酸菌种类与挥发性酚类化合物的形成联系起来（Y. Zhao, Zhu, Zhou, Wu, & Zhang, 2023）。Leuconostoc mesenteroides的碳源依赖性代谢也会影响乙醇、乙酰丙酮和二乙酰的产生，这些化合物与发酵食品的香气发展密切相关（Hye Baek, Min Han, Gyu Choi, & Ok Jeon, 2024）。
传统的欧洲酸菜主要由白白菜（Brassica oleracea）制成。Satora等人使用八个晚熟的白白菜品种制作了酸菜，发现不同品种在乳酸菌和酵母的数量、糖分、有机酸、生物胺、挥发性化合物以及感官特性上存在差异（Satora, Skotniczny, Strnad, & Piechowicz, 2021）。Major等人也表明，白白菜品种和储存条件会影响酸菜的酚类化合物、抗氧化能力、挥发性成分和感官特性（Major et al., 2022）。中国白菜也被广泛用作泡菜的主要原材料。Bae等人使用不同季节收获的中国白菜制作了泡菜，发现收获季节影响了发酵过程中Latilactobacillus和Weissella的优势地位，同时也改变了谷氨酸、丝氨酸和胞嘧啶等代谢产物的特征（Bae et al., 2024）。酸菜、泡菜和东北酸菜都是通过腌制发酵的蔬菜，但它们的原材料和制作方法不同。因此，东北酸菜在品质、菌群、非挥发性代谢物和挥发性风味化合物方面的品种差异仍有待系统评估（Xiao et al., 2020）。
自发发酵食品的品质变化通常涉及微生物群落、非挥发性代谢物和挥发性化合物的变化。单独分析微生物群落或代谢物往往不足以阐明优势微生物的变化与酸度、鲜味、风味前体及挥发性风味化合物的形成之间的关系。综合微生物组学（microbiome）、代谢组学（metabolome）和挥发组学（volatilome）分析可以同时揭示微生物组成、代谢产物积累和香气产生的变化。在泡菜的研究中，Zhao等人结合了风味组学（flavoromics）、扩增子测序（amplicon sequencing）和宏基因组学（metagenomics）来研究微生物演替和风味代谢产物的形成（M. Zhao et al., 2025）。Li等人也对康普茶（kombucha）进行了类似的综合分析，比较了不同地区或含有特定微生物群落的系统中的发酵特性（S. Li et al., 2023; S. Li et al., 2025）。总体而言，这些研究表明多组学方法为阐明发酵产品品质形成过程提供了有效的框架。
在这项研究中，选择了六个B. rapa subsp. pekinensis品种：YK-3、Bi’ao 70、Jinhui × Long、Lüsun 40、Yafei No. 4和Huangjiuniang。所有品种都在相同的条件下进行发酵：1.5%的NaCl盐浓度、10–12℃的温度和30天的时间来制作东北酸菜。然后我们评估了白菜品种对最终产品质量的影响。我们使用了全长PacBio 16S rRNA基因测序、非目标液体色谱-质谱（untargeted liquid chromatography–mass spectrometry）代谢组学以及顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（headspace solid-phase microextraction coupled with gas chromatography–mass spectrometry）方法来比较不同品种制成的酸菜之间的细菌群落结构、非挥发性代谢物特征和挥发性化合物组成。为了解决在商业生产中使用不同中国白菜品种时保持产品一致性的实际问题，我们从23个商业品种中选择了六个品种，并在相同的发酵条件下比较了它们的品质和风味特征。进一步研究了品种差异与优势细菌、非挥发性代谢物和挥发性化合物之间的关联。这些发现可能为原材料选择和提高东北酸菜产品一致性提供参考。
章节片段
酸菜样品的制备和发酵
选择了六个具有不同园艺特性的中国白菜品种作为发酵材料，这些品种都属于B. rapa subsp. pekinensis，分别为YK-3（田地编号Br14）、Bi’ao 70（Br17）、Jinhui × Long（Br12）、Lüsun 40（Br5）、Yafei No. 4（Br20）和Huangjiuniang（Br8），代码分别为YK、BA、JH、LS、YF和HJ。这些商业名称是田地标记。有关它们标准化英文名称和分类学的详细信息……
不同品种酸菜的品质差异
所有六个中国白菜品种都在相同的自发发酵条件下经历了典型的乳酸发酵。实验流程如图1A所示。15天后，pH值介于3.22至3.54之间，亚硝酸盐含量介于7.78至9.73 mg/kg之间。此时样品仍在酸化过程中。30天后，pH值进一步降至2.88–3.11，总可滴定酸度达到6.58–7.24 g/kg（以乳酸计）。
结论
本研究揭示了不同中国白菜品种制成的酸菜在风味特征上的显著差异，并通过整合微生物组学（microbiome）、代谢组学（metabolome）和风味组学（flavoromics）分析提供了潜在的形成机制。细菌群落分析显示，乳杆菌（Lactiplantibacillus）在所有品种组中占主导地位，相对丰度为75.2%–91.2%。Leuconostoc和Weissella被确定为关键差异菌属。总计有22种关键差异挥发性物质……
手稿准备过程中生成式人工智能（generative AI）和人工智能辅助技术的声明
在准备这项工作时，作者使用了ChatGPT来润色语言和提高可读性。使用该工具后，作者根据需要审查和编辑了内容，并对发表文章的内容负全责。
CRediT作者贡献声明
Jiayi Cao：撰写 – 初始草稿、可视化、方法论、正式分析。Yuanlong Chen：验证、方法论、正式分析。Shuang Zhou：调查、数据管理。Huan Meng：软件。Yushuai Wei：可视化、软件。Chuanzhen Ma：软件、调查。Jianan Du：验证、数据管理。Haiyan Fu：撰写 – 审稿与编辑、项目管理。Chunguang Liu：概念化。Xinyu Song：监督。Fengshan Yang：撰写 – 审稿与编辑、监督。
伦理声明
感官评估涉及成年志愿者，使用的发酵蔬菜样品符合GB 2762–2022标准中规定的亚硝酸盐限值。未收集任何可识别或敏感的个人信息。所有参与者都是自愿参加的，并在了解评估程序、数据保密性以及随时撤回的权利后提供了书面同意书。根据研究时的机构指南，遵循了正式的伦理要求。利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文报告工作的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了黑龙江省现代农业工业技术创新与推广系统（Grant No. 2025-866）的支持。``````Jiayi CaoYuanlong ChenShuang ZhouHuan MengYushuai WeiChuanzhen MaJianan DuHaiyan FuChunguang LiuXinyu SongFengshan Yang```
