《Food Chemistry》：Key flavor compounds in cheese fermented with infant-qualified probiotics: comparison of single strain and multi strain culture
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摘要奶酪是益生菌的载体，但单菌株与混合菌株发酵如何影响风味和代谢仍不明确。本研究对分别或联合使用罗伊氏乳杆菌DSM 17938以及动物双歧杆菌乳亚种BB-12和Bi-07菌株发酵的奶酪，通过挥发性与非挥发性代谢物谱分析、感官评价及胃肠消化实验进行了评估。单菌株奶酪中检测到的醛
摘要
奶酪是益生菌的载体，但单菌株与混合菌株发酵如何影响风味和代谢仍不明确。本研究对分别或联合使用罗伊氏乳杆菌DSM 17938以及动物双歧杆菌乳亚种BB-12和Bi-07菌株发酵的奶酪，通过挥发性与非挥发性代谢物谱分析、感官评价及胃肠消化实验进行了评估。单菌株奶酪中检测到的醛类和酯类化合物分别为20种和6种，而混合发酵奶酪中分别增加至47种和12种；检测到的酸类化合物数量则从55种减少至42种。混合发酵奶酪的果香评分达到8.2–8.9，而单菌株奶酪为5.0–6.0；含硫/洋葱气味评分从6.5–7.2降至3.5–5.3。代谢物谱显示，不同菌株存在肽类及游离氨基酸富集的差异，特定混合发酵体系中生物胺信号较低且鲜味潜力更大。三菌株混合奶酪的体外消化率与DSM 17938奶酪相当（82.41%）。定向共发酵提高了面向婴幼儿应用的奶酪品质。
引言
奶酪被广泛认为是营养丰富的食品，天然提供高品质蛋白质、钙及维持健康发育所必需的维生素（López-Expósito, Amigo, & Recio, 2012）。这些特性对婴幼儿食品尤为重要，婴幼儿食品需要易消化的蛋白质和适当的营养成分以支持快速生长发育以及代谢和免疫功能的成熟（van Neerven, 2025）。婴幼儿喂养研究表明，婴儿表现出先天性的味觉偏好，对甜味和鲜味反应积极，而排斥苦味和酸味（Forestell, 2017）。尽管断奶期间反复暴露于某种食物可提高对不太偏好风味的接受度，但常规奶酪可能因其强烈的气味、高盐高脂含量及有限的消化性而在面向婴幼儿的应用中受到限制（López-Expósito et al., 2012）。因此，定向发酵可通过解决这些感官和营养方面的局限性来提高奶酪在面向婴幼儿应用中的适宜性。
益生菌是提高奶酪营养和感官特性的有前景的策略。在发酵和成熟过程中，酪蛋白被水解为肽类，可能对奶酪的营养和功能特性有所贡献（López-Expósito et al., 2012）。益生菌副乳培养物还可能影响蛋白水解和氨基酸的生物利用度。例如，据报道用丙酸杆菌和干酪乳杆菌发酵的奶酪中游离赖氨酸、甘氨酸和甲硫氨酸的含量高于常规对照（Ziarno, Bry?, Kowalska, & Cichońska, 2023）。然而，单菌株发酵可能存在局限性，混合培养方法可提供额外好处。例如，副干酪乳杆菌与罗伊氏乳杆菌共发酵可重塑风味相关代谢并改善蛋白消化性，优于单菌株培养（Ziarno et al., 2023）。此外，共培养菌株之间的交叉营养相互作用可加速酸化并抑制不良微生物，从而提高发酵一致性和产品安全性（Zheng, Shi, & Wang, 2021）。因此，混合培养发酵可能比单菌株发酵为奶酪品质提供更广泛的好处。
尽管奶酪越来越被视为益生菌的有效载体，但特定菌株组合对感官质量、非挥发性代谢、生物胺相关信号及消化性的影响仍未得到充分表征。此外，奶酪发酵的安全性需更为审慎地审视，因为成熟奶酪品种容易积累组胺和酪胺等生物胺，这些物质与毒性或过敏反应有关（Ferrante & Mercogliano, 2023）。关于奶酪微生物组的研究主要聚焦于群落组成和技术条件，微生物活性、风味形成与蛋白质利用之间的生化联系尚未被完全理解（Louw, Lele, Ye, Edwards, & Wolfe, 2023）。因此，需要对面向婴幼儿的合格益生菌菌株在奶酪发酵中的应用进行系统评估，采用风味活性挥发性化合物与代谢谱的整合分析，以支持面向婴幼儿需求的产品设计。
为填补上述空白，本研究考察了三种用于婴幼儿产品的益生菌菌株，包括罗伊氏乳杆菌DSM 17938、动物双歧杆菌乳亚种BB-12和动物双歧杆菌乳亚种Bi-07。这些菌株已被广泛添加到婴幼儿配方食品、膳食补充剂和功能性乳制品中，为它们在奶酪发酵体系中的进一步评估提供了支持（Jungersen et al., 2014; Lima et al., 2025; Rasinkangas et al., 2022）。假设混合菌株发酵会产生与单菌株发酵不同的挥发性化合物和代谢物谱，从而有助于改善奶酪的风味特性和消化性能。本研究整合了挥发性组学和代谢组学谱分析、感官评价及消化性评估，比较了单菌株与混合菌株发酵的奶酪。研究结果为益生菌奶酪开发中定向混合发酵的进一步评估提供了依据。
章节摘要
化学品与材料
脱脂奶粉购自恒天然有限公司（新西兰奥克兰）。实验全程使用同一批次脱脂奶粉，以最大限度减少各发酵组之间的原料差异。该脱脂奶粉为食品级，含有54.5%乳糖、32.9%蛋白质、7.9%矿物质、3.8%水分和0.9%脂肪。胃蛋白酶（猪胃黏膜，250 U/mg，P7000）、胰蛋白酶（猪胰腺，1000–2000 BAEE单位/mg，T4799）及液相色谱-质谱分析
顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法（HS-SPME-GC-MS）对单菌株和混合菌株奶酪发酵中挥发性化合物的谱分析与分类
HS-SPME-GC-MS揭示了七个发酵体系中不同的挥发性化合物谱。各组分别为：S1，罗伊氏乳杆菌DSM 17938；S2，动物双歧杆菌乳亚种BB-12；S3，动物双歧杆菌乳亚种Bi-07；S4，DSM 17938 + BB-12；S5，DSM 17938 + Bi-07；S6，BB-12 + Bi-07；以及S7，DSM 17938 + BB-12 + Bi-07。鉴定出了多种挥发性化合物，包括醇类、酯类、醛类、酮类、脂肪酸、含硫化合物和酚类化合物。主成分
结论
本研究表明，婴幼儿合格益生菌的共培养重塑了奶酪的风味和代谢。混合培养使检测到的醛类和酯类化合物数量分别从20种和6种增加至47种和12种，而酸类化合物数量则从55种减少至42种。更具体地说，三菌株混合培养S7表现出最高的果香评分，达到8.9 ± 0.6，而单菌株组S1和S2分别为5.0 ± 0.9和5.3 ± 0.8。在S7中，含硫/洋葱气味以及
CRediT作者贡献声明
李红叶：写作-审阅与编辑、写作-初稿撰写、软件、资源、数据整理。林生钱：软件。王一凡：方法学。吴仪：调查研究。李立：资源、项目管理。赵伟：资源、项目管理、基金获取。冷俊才：写作-审阅与编辑、数据整理、概念构思。
伦理审批与知情同意
感官评价方案经江南大学附属医院医学伦理委员会批准（批准号：JNU202505RB0152）。评价小组成员提供了书面知情同意，并使用匿名数据以保护隐私。
利益冲突声明
作者声明，他们不存在可能影响本文所述工作的已知竞争经济利益或个人关系。
致谢
本工作得到国家重点研发计划（2024YFF1106800；2022YFF1100300）、国家高层次人才特殊支持计划（20241223KYY0001）、宁夏回族自治区重点研发计划（2024BBF02009）、江南大学食品科学与资源国家重点实验室研究计划（SKLF-ZZA-202505；SKLF-ZZB-202402）以及中央高校基本科研业务费（JUSRP622014）的资助，W.Z.致谢。
知情同意与受试者信息
所有参与者或其法定代表均已提供参与本研究及发表本文的书面知情同意。参与者隐私权得到了尊重和保护。
人体研究
本研究按照研究所在地相关法律法规、监管框架和指南进行。
本研究经江南大学附属医院医学伦理委员会批准。
（批准号：JNU202505RB0152）
李红叶|林生钱|王一凡|吴仪|李立|赵伟|冷俊才
