芥菜和野酸枣均为具有鲜明地域特色的农产品，其中芥菜在我国北方广泛用于腌制蔬菜加工。然而，二者共发酵在开发风味和品质更优的新型食品中的潜力仍缺乏系统研究。本研究旨在探讨芥菜与野酸枣粉混合发酵过程中理化性质、挥发性化合物以及微生物群落结构动态与相互作用之间的关系。发酵过程中，持续监测了 pH、总滴定酸和亚硝酸盐含量的变化，并对挥发性化合物进行分析以识别关键风味组分，同时采用高通量测序追踪微生物群落演替，进一步通过相关性分析考察环境因子、细菌动态和风味形成之间的关联。结果表明，混合发酵芥菜在发酵过程中表现出更快的 pH 下降、更高的总滴定酸以及更低的亚硝酸盐含量。风味分析显示，共发酵使含硫化合物含量降低了 28%，并在整个发酵过程中鉴定出 13 种关键挥发性化合物。在门水平上，优势微生物群落由发酵早期的 Proteobacteria 转变为后期的 Firmicutes；在属水平上，Stenotrophomonas 的丰度增加，而 Pseudomonas 和 Micrococcus 的丰度下降。相关性分析表明，pH、总酸、亚硝酸盐以及 Pseudomonas 与细菌群落结构及多种挥发性化合物的形成密切相关。该研究为芥菜—野酸枣混合发酵产品的风味与微生物特征提供了新的认识，也为开发风味更优的发酵蔬菜产品提供了科学依据。

创新性

为解决芥菜与野酸枣粉共发酵体系研究相对缺乏的问题，研究围绕 mustard tuber with wild jujube powder (ZFBJ) 展开，综合采用电子鼻、氨基酸分析仪和顶空气相色谱-质谱联用技术，对风味化合物的动态变化进行了系统表征；同时，通过 Illumina MiSeq 高通量测序对细菌群落演替进行了描绘，并结合相关性分析进一步识别了与关键风味形成相关的核心微生物类群，从而对 ZFBJ 发酵生态系统形成了较为完整的认识。

思路启发

研究指出，野酸枣粉对微生物群落与香气形成的影响，可归因于其较高的糖含量和生物活性成分。丰富的糖为乳酸菌生长提供了可发酵底物，并为风味化合物形成提供了物质基础；这种由糖介导的调控使 ZFBJ 与传统芥菜发酵表现出不同的发酵轨迹与风味特征。

发酵蔬菜是一类重要的加工与保藏食品，具有延长货架期、减少经济损失、改善产品品质等优势。芥菜（Brassica juncea var. napiformis）作为十字花科蔬菜，具有适应性强、产量高、营养成分丰富等特点，其发酵制品因独特风味、脆爽质地和适口性而广受欢迎。野酸枣作为鼠李科植物，具有独特风味及潜在的发酵应用价值，将其粉末用于芥菜发酵，有望改善传统发酵芥菜产品同质化的问题。已有研究表明，水果或辅料的加入能够通过提供额外碳源和生物活性成分，影响微生物群落演替及代谢途径，但野酸枣粉，尤其是其原有微生物群、膳食纤维及独特植物化学成分在芥菜发酵过程中对菌群组装与风味代谢的调控作用，仍缺乏系统研究。

1. 共发酵体系的构建

研究以芥菜瘤茎为原料，将新鲜芥菜洗净后切成细条，在试验组中与 4%（w/w）食盐和 5%（w/w）野酸枣粉充分混合，对照组则不添加野酸枣粉。混合样品装入灭菌 4 L 发酵罐后，加入 1 L 冷却煮沸水，在 18 ℃ 条件下密封厌氧发酵 30 d。样品于发酵第 0、2、4、6、9、12、15、20、25 和 30 天采集，用于后续理化、风味及微生物分析。

2. 理化指标变化分析

发酵过程中，作者重点监测了 pH、总滴定酸（TTA）和亚硝酸盐含量的动态变化。结果显示，ZFBJ 在发酵初期 pH 迅速由 4.28 降至 3.99，而对照组在同阶段仅由 5.31 降至 5.00。整个发酵结束时，ZFBJ 的 pH 由 4.28 显著降至 3.92，总滴定酸则在前 15 d 由 5.25 g/kg 增加至 7.45 g/kg，并于第 9 天达到 “TTA > 3 g/kg and pH < 4.0” 的成熟条件。亚硝酸盐方面，ZFBJ 在前 25 d 呈上升趋势，于第 25 天达到约 1.60 mg/kg 的峰值，随后下降至 1.33 mg/kg；而对照组峰值则达到 3.17 mg/kg。结果表明，野酸枣粉的加入显著增强了体系酸化能力，并降低了亚硝酸盐积累水平。

3. 游离氨基酸与电子鼻响应特征

研究对发酵过程中游离氨基酸进行了系统分析。结果表明，总游离氨基酸在发酵早期逐步积累，随后下降，至发酵结束时为 608.75 mg/kg。Aspartic acid、serine 和 glutamic acid 为发酵过程中最丰富的游离氨基酸，其中 serine 赋予甜味，aspartic acid 和 glutamic acid 主要贡献鲜味。进一步按感官属性分类发现，甜味氨基酸由发酵初期的 344.76 mg/kg 显著下降至第 30 天的 261.83 mg/kg，而苦味氨基酸和鲜味氨基酸整体变化相对平稳。电子鼻分析结果显示，发酵时间显著影响 ZFBJ 的风味轮廓，W1S、W1W 和 W2W 等传感器响应变化明显，尤其在第 9–12 天波动较为突出，提示该阶段可能是风味物质形成较为活跃的时期。

4. 挥发性风味物质解析

经预处理后，研究保留了 34 种挥发性化合物用于后续分析。在全部检测到的 142 种挥发性成分中，这 34 种包括 4 种含硫化合物、4 种羧酸和酯类、6 种醛类、10 种醇类、9 种含氮化合物以及 1 种杂环及其他化合物。含硫化合物为最主要的一类，其中 allyl isothiocyanate 和 2-phenylethyl isothiocyanate 尤为突出，二者合计占总挥发性化合物的 76.73%。随着发酵进行，挥发性化合物总含量下降，但风味物质种类由 32 种增加至 36 种；其中含硫化合物、含氮化合物及杂环/其他化合物含量下降，而醇类、醛类、羧酸和酯类含量上升。与对照组相比，ZFBJ 显著抑制了关键异味化合物的形成，2-phenylethyl isothiocyanate 降低 84.9%，allyl isothiocyanate 降低 25.4%。基于 PCA、HCA 及 OPLS-DA 分析，研究进一步筛选出 13 种 VIP > 1.0 的潜在差异标志物，包括醇类、醛类、羧酸和酯类、含氮化合物及含硫化合物。

5. 细菌群落演替及相关性分析

通过 16S rRNA 高通量测序，研究获得了 40 个样品共 2,362,576 条高质量序列，平均每个样品 59,064 条，Good’s coverage 为 0.9995–1.0000，说明测序深度足以覆盖绝大多数菌群多样性。ASV 分析显示，发酵过程中菌群由稳定的核心群落和动态变化的特有类群共同构成，其中共有核心 ASV 92 个。Alpha 多样性分析表明，Chao1、Shannon 和 Simpson 指数均表现为先下降后回升，提示发酵初期酸化和厌氧环境造成较强筛选压力，而后期随着环境趋于稳定，群落丰富度和均匀度逐步恢复。群落组成分析显示，在门水平上，ZFBJ 中 Proteobacteria 在初期占优势，随后逐渐下降，Firmicutes 则在后期显著增加并成为核心优势菌门；而在属水平上，Stenotrophomonas、Pseudomonas 和 Microbacterium 在发酵初期占主导地位，随着发酵推进，Stenotrophomonas 相对丰度进一步升高，Pseudomonas 和 Microbacterium 则逐渐下降。进一步相关性分析表明，pH、TTA 和 nitrite 对菌群结构具有显著影响，Pseudomonas 与多种挥发性化合物和氨基酸之间存在直接且多样的相关关系，被识别为 ZFBJ 发酵中与风味形成密切相关的关键属之一。

本研究系统阐明了芥菜与野酸枣粉共发酵过程中理化性质、风味化合物与微生物群落的结构动态及其相互作用机制。结果表明，该混合发酵策略有效抑制了含硫异味化合物的形成，并促进了甜味氨基酸相关风味特征的建立，从而有助于形成区别于传统芥菜发酵的特征风味。菌群演替表现出由 Proteobacteria 向 Firmicutes 转变的规律，pH、TTA 和亚硝酸盐被识别为驱动群落变化的关键环境因子，其中 Pseudomonas 被认为是与多种风味物质相关的潜在关键菌属。该研究为发酵蔬菜风味的精准调控提供了重要参考，也为野酸枣参与的复合发酵产品开发提供了科学基础。

https://doi.org/10.1016/j.fochx.2026.103751

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