茄子发酵过程中初始微生物群对微生物演替的影响

Shibazuke是一种传统的日本茄子泡菜，采用乳酸菌（LAB）发酵生产。常见于蔬菜中的乳酸菌会导致蔬菜自发发酵，从而产生泡菜独特的酸性风味

虽然乳酸菌有益，但食物来源中可能存在的其他细菌和微生物会影响食品质量和安全。食品技术和营养领域的进步使得通过工业发酵罐对泡菜进行大规模发酵成为可能，在工业发酵罐中，温度、pH值、酸度和盐含量等影响发酵的条件受到密切监测

特定微生物种群在自发发酵中的重要作用及其影响发酵产品整体质量的相互作用已得到广泛研究。然而，涉及无菌原料和人工构建的微生物群的复制自发发酵的研究是有限的

为了揭示复杂的微生物序列——自发发酵过程中微生物种群的变化及其对最终产品的影响，日本东京工业大学生命科学与技术学院的Takuji Yamada副教授和日本股份有限公司古鲁纳维创新部的Kazunori Sawada博士利用工业生产的shibazuke进行了一项新的研究。他们的研究结果发表在《微生物学光谱》杂志上

山田的团队分享了目前研究工作的灵感和理论基础，他们说：“调查茄子发酵过程中微生物种群的变化，了解它们之间的动态，可以提供关键的见解。此外，可以揭示影响石坝子代谢物组成的重要因素和潜在机制。”

研究人员最初对商业生产的石坝子样本进行了微生物群分析，采用16S rRNA基因测序技术研究微生物种群的特征。他们在石坝子样本中观察到两种不同的微生物演替模式：一种模式是LAB种群被需氧细菌取代，而另一种模式则显示LAB在发酵结束前占据主导地位

发现两种不同的微生物演替模式促使研究人员使用创新的研究方法对shibazuke的生产进行建模

随后，他们用人工构建的微生物群接种了过滤消毒的茄子汁，该微生物群含有在石巴祖克生产早期观察到的六种细菌。茄子汁发酵的微生物群落分析表明，存在以LAB为主的单一微生物演替模式，其特征是植物乳杆菌在整个发酵过程中呈偏斜生长

此外，研究人员还进行了相关性分析，以研究石巴祖克生产和茄子汁发酵之间的相似程度。溶解氧和pH值的发酵曲线与发酵过程中的微生物种群相关，发现这两种方法相似。此外，他们发现植物乳杆菌在石巴祖克生产和茄子发酵过程中参与了乳酸、丙氨酸和谷氨酸的生产

“我们开发的茄子汁发酵创新模型可以很容易地扩展到其他自发发酵过程。此外，它可以揭示特定初始微生物群在发酵及其最终产品中的作用，”山田团队说，强调了这项研究工作的潜在应用。

这项研究可以帮助开发具有增强营养特性的超级食品和含有植物乳杆菌等有益细菌的益生菌产品 More information: Kazunori Sawada et al, Influence of the initial microbiota on eggplant shibazuke pickle and eggplant juice fermentation, Microbiology Spectrum (2024). DOI: 10.1128/spectrum.00464-24