《Food Chemistry: X》：Effects of a novel salt-tolerance
Lactiplantibacillus plantarum on the physicochemical properties and volatile profiles of broad-bean paste
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本研究针对传统豆瓣酱自然发酵品质不稳定、安全性低的问题，分离出一株耐高盐（18% NaCl）的植物乳杆菌YQ1作为发酵剂。通过基因组学分析和发酵实验，发现该菌株能显著提升豆瓣酱中有益有机酸（如乳酸、酒石酸）和风味氨基酸（如苏氨酸）含量，并通过苯丙氨酸代谢通路促进苯乙醇（增加436.37%）等芳香物质生成，同时降低苯甲醛（减少87%）等不良风味。该研究为高盐发酵食品的标准化生产和风味调控提供了新策略。
豆瓣酱作为中国传统调味品，以其独特的风味和丰富的营养价值深受喜爱。然而，其传统的“日晒夜露”自然发酵方式依赖环境中复杂的微生物群落，虽然能形成独特风味，但也导致产品质量不稳定、易受杂菌污染，存在安全风险。特别是高盐环境下的发酵过程难以精准控制，制约了工业化标准化生产。因此，筛选具有优良耐受性和特定代谢功能的发酵剂菌株，对于提升豆瓣酱品质和安全性具有重要意义。
近期发表于《Food Chemistry: X》的一项研究，从云南楚雄的豆瓣酱样品中成功分离出一株具有卓越耐盐性的植物乳杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）YQ1，并系统评估了其作为发酵剂对豆瓣酱理化特性和风味轮廓的调控作用。该菌株能在18% NaCl的高盐环境中生长，并具备良好的胃酸和胆汁盐耐受性，基因组分析揭示了其耐盐、产酸及风味代谢相关的关键基因。研究通过模拟发酵实验，结合有机酸（OA）、游离氨基酸（FAA）和挥发性化合物分析，发现接种YQ1能显著重塑豆瓣酱的代谢物组成，提升有益风味物质，抑制不良气味生成，为高盐发酵食品的品质改良提供了新思路。
研究采用了几项关键技术方法：首先通过选择性培养基和16S rRNA（核糖体RNA）测序从豆瓣酱中分离鉴定菌株；利用全基因组测序解析菌株的耐盐、酸耐受及风味代谢相关基因；通过高效液相色谱（HPLC）和超高效液相色谱-串联质谱（UHPLC-MS/MS）分别定量有机酸和游离氨基酸；采用电子鼻和顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC/MS）分析挥发性风味成分；并通过体外实验评估菌株的溶血活性和抗生素敏感性以确保生物安全性。
3.1. 菌株YQ1的耐盐性、酸和胆汁盐耐受性鉴定与分析
研究显示，YQ1在18% NaCl条件下仍能存活，其基因组中鉴定出10个Na+/H+逆向转运蛋白基因（如napA、nhaK）及钾离子摄取基因（kup、trkA），这些基因共同维持细胞内离子稳态。在模拟胃肠环境中，YQ1在pH 2.5和3.0下存活率超过92%，在3 g/L胆汁盐中处理4小时后存活率为40.47%，基因组中存在的cbh、ppaC等胆汁盐耐受基因为其胃肠道适应性提供了分子基础。
3.2. 菌株YQ1的生物安全性评估
YQ1无溶血活性（γ-溶血），且对青霉素、氨苄西林等常用抗生素敏感，但对万古霉素、链霉素和多粘菌素B具有天然耐药性，基因组检测到相应耐药基因（如vanT、rpsL），这些特性符合植物乳杆菌的固有特征，安全性良好。
3.3. 发酵豆瓣酱汁中的有机酸含量
接种YQ1后，豆瓣酱汁中有机酸谱发生显著变化。在非灭菌条件下（LPI组），酒石酸、乳酸含量上升，而灭菌 monoculture（SLPI组）中苹果酸、乳酸含量降低。基因组分析显示YQ1编码苹果酸脱氢酶（EC 1.1.1.38）、L-乳酸脱氢酶（EC 1.1.1.27）等双向代谢酶，其净代谢流向受发酵微环境（如微生物互作、pH）调控，表明YQ1能动态调节酸度，影响产品风味和保鲜性。
3.4. 发酵豆瓣酱汁中的游离氨基酸组成
YQ1接种后，甜味和苦味氨基酸总量减少，而苏氨酸含量显著积累。基因组中存在苏氨酸合成酶基因（thrC），但缺乏降解关键酶（如SDS），导致苏氨酸净积累。这些变化不仅直接影响滋味，还通过斯特克勒降解（Strecker degradation）等反应调控醛类、醇类等香气前体物的生成。
3.5. 发酵豆瓣酱汁中的挥发性化合物分析
电子鼻和GC-MS结果表明，YQ1接种组（LPI）的挥发性轮廓与自然发酵组（NF）明显分离。YQ1促进了苯乙醇（增加436.37%）、苯甲醇（增加553.67%）等花果香物质的积累，同时降低了苯甲醛（减少87%）、3-甲基丁酸（减少81%）等不良气味。值得注意的是，YQ1在灭菌 monoculture 中反而增加苯甲醛，表明其代谢方向受微生物群落互作调控。基因组中鉴定出的芳基醇脱氢酶（EC 1.1.1.90）基因，可催化苯丙氨酸代谢途径中苯乙醛向苯乙醇的转化，以及苯甲醇与苯甲醛的可逆反应，是风味调控的关键酶。
综上所述，植物乳杆菌YQ1是一株具有应用潜力的耐盐发酵剂，能够通过调控有机酸、氨基酸代谢和挥发性化合物合成，显著提升豆瓣酱的风味品质和发酵稳定性。其基因组中丰富的耐盐和风味代谢基因为其在高压环境下的功能提供了理论依据。未来需通过中试验证和消费者感官评价进一步推动其产业化应用。该研究不仅为高盐发酵食品的提质增效提供了菌种资源，也为理解乳酸菌在复杂微生物群落中的代谢互作提供了新视角。
