《Food Chemistry: X》：Key flavor compounds driven by microbiota in fermented cowpeas: Correlation analysis based on GC–MS/GC-IMS and amplicon sequencing
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本研究针对传统发酵豇豆风味形成机制不明确的问题，通过整合GC–MS/GC-IMS挥发性成分分析与微生物群落动态监测，系统解析了发酵过程中风味化合物与核心功能微生物（如Debaryomyces、Companilactobacillus等）的代谢关联。研究发现12种关键香气活性物质（VIP>1且OAV>1）及5类核心微生物群，揭示了乳酸菌与酵母协同调控有机酸、氨基酸代谢及酯类合成的分子基础，为发酵蔬菜风味定向调控提供了理论依据。
泡菜作为中国传统发酵蔬菜的代表，其独特风味深受消费者喜爱。发酵豇豆因富含植物蛋白、膳食纤维和多酚等营养成分，成为泡菜家族中的重要成员。然而，其风味形成机制长期未被阐明，特别是微生物代谢如何驱动关键风味化合物的合成仍不明确，这直接制约了产品质量提升和工艺标准化进程。
为破解这一难题，西南大学食品科学学院的研究团队在《Food Chemistry: X》发表论文，通过多组学联用技术揭示了发酵豇豆风味演变的微生物驱动机制。研究团队采用气相色谱-质谱联用（GC–MS）和气相色谱-离子迁移谱（GC-IMS）双平台检测挥发性成分，结合高通量测序分析微生物群落动态，并利用正交偏最小二乘法判别分析（OPLS-DA）和气味活性值（OAV）筛选关键风味物质。
关键技术方法概述
研究以重庆涪陵榨菜集团提供的发酵豇豆为样本，分三个阶段（原料、发酵30天、发酵后储存1年）进行检测。通过pH计和盐度计测定理化指标，高效液相色谱（HPLC）分析有机酸和游离氨基酸，固相微萃取-气相色谱（SPME-GC）结合GC-IMS检测挥发性化合物，Illumina MiSeq平台进行16S rRNA和ITS扩增子测序，并利用Pearson相关性分析构建微生物-风味化合物关联网络。
研究结果
3.1 理化参数分析
发酵过程中滴定酸度从0.37 g/kg显著上升至9.36 g/kg，pH由5.50降至3.56，盐度从0.01 g/100g增至15.07 g/100g。这种变化与乳酸菌主导的产酸代谢和盐分抑制腐败菌的作用密切相关。
3.2 非挥发性化合物分析
有机酸中乳酸、柠檬酸在发酵阶段富集，而储存1年后部分酸类被微生物进一步转化。游离氨基酸总量增加56.96%，以甜味氨基酸（如丙氨酸）和鲜味氨基酸（谷氨酸、天冬氨酸）为主。生物胺和亚硝酸盐含量均低于食品安全限值。
3.3 挥发性风味化合物解析
GC–MS鉴定出95种挥发性物质，GC-IMS检测到65种。OPLS-DA模型筛选出21种（GC–MS）和18种（GC-IMS）关键差异化合物（VIP>1）。进一步通过OAV>1筛选出12种关键香气活性物质，包括具有蘑菇香的1-辛烯-3-醇、花果香的芳樟醇、菠萝甜香的辛酸乙酯等。
3.4 微生物群落动态与功能关联
发酵过程中细菌群落从变形菌门主导转为厚壁菌门优势（如Companilactobacillus、Levilactobacillus），真菌中以Debaryomyces为核心。LEfSe分析和VIP评分确定Debaryomyces、Companilactobacillus、Levilactobacillus、Chromohalobacter和Microbacterium为五大核心功能微生物。相关性网络显示这些微生物与乳酸、鲜味氨基酸及酯类化合物呈正相关，而与苦味物质呈负相关。
结论与意义
本研究首次系统阐明了发酵豇豆风味形成的微生物驱动机制：核心功能微生物通过代谢途径协同调控有机酸积累、氨基酸转化和酯类合成，最终塑造了产品的特征风味。GC–MS与GC-IMS的联用策略突破了单一技术局限，为发酵食品风味研究提供了方法学范本。研究成果不仅为发酵豇豆工艺优化提供了靶向调控依据，也为传统发酵蔬菜产业的标准化和品质提升奠定了理论基础。
