一株降解亞硝酸鹽的乳酸乳球菌對辣白菜風味品質(zhì)的影響

摘要：辣白菜是北方常見的傳統(tǒng)發(fā)酵蔬菜，其發(fā)酵過程中會產(chǎn)生亞硝酸鹽，危害人體健康。該研究從120株泡菜乳酸菌中篩選出一株能夠高效降解亞硝酸鹽的乳酸菌PG2-8（降解率為96.13%），經(jīng)16S rRNA基因序列分析，鑒定為乳酸乳球菌。將該菌株應(yīng)用于辣白菜發(fā)酵，分析其對辣白菜風味品質(zhì)的影響。采用固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法對辣白菜中的揮發(fā)性風味物質(zhì)進行分析，共檢測出56種風味物質(zhì)，確定其中8種風味物質(zhì)為乳酸乳球菌PG2-8發(fā)酵辣白菜區(qū)別于自然發(fā)酵辣白菜的潛在標記物質(zhì)。經(jīng)乳酸乳球菌PG2-8發(fā)酵后，辣白菜的硫化物濃度降低，風味品質(zhì)得到明顯改善，發(fā)酵周期縮短。該研究結(jié)果表明，乳酸乳球菌PG2-8有作為發(fā)酵辣白菜啟動菌株的潛力。

關(guān)鍵詞：乳酸乳球菌；亞硝酸鹽；辣白菜；風味物質(zhì)；啟動菌株

中圖分類號：TS201.3 """""文獻標志碼：A """"文章編號：1000-9973（2024）12-0042-11

Effect of a Nitrite-Degrading Lactococcus lactis Strain

on Flavor and Quality of Kimchi

ZHAO Qiang1， GU Yun-jing1， CHENG Wei-ye1， LI Zi-fan1， ZHANG Bao-xin1，

ZHAO Shi-hao1， LIU Wen-li1，2，3*， LI Hua-min1，2，3*

（1.School of Food Engineering， Ludong University， Yantai 264025， China; 2.Yantai Key Laboratory of

Nanoscience and Technology for Prepared Food， Ludong University， Yantai 264025， China;

3.Yantai Engineering Research Center for Food Green Processing and Quality

Control， Ludong University， Yantai 264025， China）

Abstract： Kimchi is a common traditional fermented vegetable in northern China. Nitrite can be produced during the fermentation of kimchi， which is harmful to human health. In this study， a strain of Lactobacillus PG2-8 which can efficiently degrade nitrite （degradation rate of 96.13%） is screened from 120 strains of kimchi lactic acid bacteria. After 16S rRNA gene sequence analysis， it is identified as Lactococcus lactis. The strain is applied to the fermentation of kimchi， and its effect on the flavor and quality of kimchi is analyzed. Solid phase microextraction combined with gas chromatography-mass spectrometry （HS-SPME-GC-MS） is used to analyze the volatile flavor substances of kimchi. A total of 56 flavor substances are determined， among which， eight flavor substances are identified as the potential marker substances that distinguish kimchi fermented by Lactococcus lactis PG2-8 from naturally fermented kimchi. After" fermentation by

收稿日期：2024-07-02

基金項目：煙臺市科技創(chuàng)新發(fā)展計劃項目（2022XDRH013）；山東省自然科學基金面上項目（ZR2021MC153）

作者簡介：趙強（1998—），男，碩士，研究方向：食品加工與安全。

*通信作者：劉文麗（1982—），女，副教授，博士，研究方向：食品微生物；

李華敏（1982—），男，副教授，博士，研究方向：食品微生物。

Lactococcus lactis PG2-8， the sulfide concentration of kimchi decreases， the flavor and quality are significantly improved， and the fermentation period is shortened.The research results show that Lactococcus lactis PG2-8 has the potential to serve as a starter strain for fermenting kimchi.

Key words： Lactococcus lactis; nitrite; kimchi; flavor substances; starter strain

辣白菜是我國極具民族特色的傳統(tǒng)發(fā)酵食品之一，以大白菜為主料，添加蘋果、梨、洋蔥、大蔥、生姜、大蒜、辣椒粉、鹽、綿白糖等輔料，在低溫條件下由乳酸菌發(fā)酵制成［1］。辣白菜不僅風味獨特，而且具有調(diào)節(jié)腸道菌群、降膽固醇［2］、降血糖［3］和抗過敏［4］等功效。

大白菜是辣白菜的主要原料，辣白菜中含有一定濃度的硝酸鹽和亞硝酸鹽［5］。亞硝酸鹽主要由硝酸鹽通過硝酸還原酶的催化作用轉(zhuǎn)化而來，在辣白菜發(fā)酵過程中亞硝酸鹽的含量一般先上升后下降，在發(fā)酵第2～4天出現(xiàn)亞硝峰［6-7］。大量攝入亞硝酸鹽會導致急性中毒，使人缺氧窒息［8］；少量攝入亞硝酸鹽可以與機體內(nèi)的胺類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，合成具有極強致癌性的亞硝胺，亞硝胺在體內(nèi)逐漸積累會增加人體患胃癌、食道癌的風險［9］。

研究表明，可以利用乳酸菌等微生物產(chǎn)生的亞硝酸還原酶將亞硝酸鹽還原成硝酸鹽或銨鹽［10-11］。忻曉庭等［12］從傳統(tǒng)泡菜中篩選出一株植物乳桿菌，其亞硝酸鹽降解率達99.3％，將該菌株用于泡菜發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)與自然發(fā)酵產(chǎn)生的亞硝峰（87.37 mg/kg，36 h）相比，接種發(fā)酵泡菜中的亞硝酸鹽含量在36 h時為2.37 mg/kg。Kim等［5］利用Leuconostoc carnosum、Leuconostoc mesenteroides、Lactobacillus plantarum 、Lactobacillus sakei等乳酸菌發(fā)酵辣白菜，發(fā)現(xiàn)辣白菜中的N-亞硝基二甲胺含量與自然發(fā)酵相比降低了54.0%～77.6%，且亞硝酸鹽、二甲胺和生物胺的含量都有所降低。利用發(fā)酵蔬菜中篩選的具有降解亞硝酸鹽能力的乳酸菌作為啟動菌株發(fā)酵蔬菜，成為降低發(fā)酵蔬菜中亞硝酸鹽含量的有效方法［13-14］。然而，關(guān)于乳酸乳球菌降解亞硝酸鹽的能力及其對發(fā)酵蔬菜風味品質(zhì)影響的研究不足。

本研究從傳統(tǒng)泡菜中分離篩選出一株能夠高效降解亞硝酸鹽的乳酸乳球菌，將其作為啟動菌株發(fā)酵辣白菜，通過監(jiān)測辣白菜的發(fā)酵動力學和揮發(fā)性風味物質(zhì)的變化，分析其對辣白菜發(fā)酵品質(zhì)的影響，為研究乳酸乳球菌作為蔬菜發(fā)酵啟動菌株提供了參考。

1 材料與方法

1.1 菌種與材料

本研究中120株乳酸菌均分離自傳統(tǒng)泡菜。大白菜、生姜、大蔥、辣椒粉、蘋果、蝦醬、魚露、梨、大蒜、白砂糖、食用鹽：煙臺本地市售。

1.2 試劑

細菌基因組DNA提取試劑盒、Taq DNA聚合酶、dNTPs、6×Loading Buffer、500 bp DNA Ladder Marker：天根生化科技（北京）有限公司；16S rRNA基因PCR擴增引物：27F（5′-AACTGAGTTTGATCCTGGCTC-3′）、1492R（5′-TACGGTTACCTTGTTACGACTT-3′）：生工生物工程（上海）股份有限公司；對氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺、亞硝酸鈉、氫氧化鈉、鄰苯二甲酸氫鉀：國藥集團化學試劑有限公司；2-甲基-3-庚酮（色譜純）：上海源葉生物科技有限公司；蛋白胨、牛肉膏、胰蛋白胨、酵母粉、瓊脂粉（均為生物試劑）：北京奧博星生物技術(shù)有限責任公司；其他試劑均為分析純。

1.3 培養(yǎng)基

改良MRS培養(yǎng)基（1 L）：蛋白胨5 g，牛肉膏5 g，胰蛋白胨10 g，酵母粉5 g，Tween 80 1 g，葡萄糖20 g，乙酸鈉5 g，硫酸鎂0.58 g，硫酸錳0.25 g，磷酸氫二鉀2 g，檸檬酸氫二銨2 g，pH 6.8，121 ℃滅菌20 min。

1.4 儀器與設(shè)備

PB-10型pH計 賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；721G型分光光度計 上海精密科學儀器有限公司；HNYC-202T智能恒溫培養(yǎng)振蕩器 天津歐諾儀器股份有限公司；HH-S4數(shù)顯恒溫水浴鍋 上海雙捷實驗設(shè)備有限公司；TC-96梯度基因擴增儀 杭州博日科技股份有限公司；iBright CL750凝膠成像系統(tǒng) 深圳市德誠儀器科技有限公司；GCMS-QP2020 NX氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 日本島津公司；50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭 美國Supelco公司。

1.5 方法

1.5.1 降解亞硝酸鹽菌株的篩選

將乳酸菌于MRS液體培養(yǎng)基中30 ℃活化18 h，按照10%的接種量接種于10 mL含有125 mg/L NaNO2的MRS培養(yǎng)基中，30 ℃培養(yǎng)48 h。將培養(yǎng)液以8 000 r/min離心5 min，取上清液加入2 mL對氨基苯磺酸溶液，避光靜置5 min，加入1 mL鹽酸萘乙二胺溶液，避光靜置15 min，選出溶液顏色較淺的菌株進行復(fù)篩［15］。

菌株活化后，按5%的接種量接種于含有125 mg/L NaNO2 的MRS液體培養(yǎng)基中，30 ℃培養(yǎng)48 h，每隔12 h取適量培養(yǎng)液測定亞硝酸鹽含量，同時以含有NaNO2的培養(yǎng)基作空白對照，計算菌株的亞硝酸鹽降解率，篩選高效降解亞硝酸鹽的菌株。亞硝酸鹽降解率計算公式如下：

亞硝酸鹽降解率（%）=初始亞硝酸鹽含量（μg/mL）－樣液中亞硝酸鹽含量（μg/mL）初始亞硝酸鹽含量（μg/mL）×100%。

1.5.2 菌種的鑒定

按照細菌基因組DNA提取試劑盒說明書上的步驟提取乳酸菌的基因組DNA，以其為模板，擴增16S rRNA基因序列。

PCR體系為20 μL：雙蒸水（ddH2O）14.9 μL，10×Taq Buffer 2 μL，dNTPs 0.3 μL，Taq DNA聚合酶 0.3 μL，上游引物27F 1 μL，下游引物1492R 1 μL，DNA模板 0.5 μL。

PCR反應(yīng)條件：95 ℃預(yù)變性5 min；95 ℃變性1 min；54 ℃退火1 min；72 ℃延伸90 s；30個循環(huán)；72 ℃延伸10 min；4 ℃保存。

PCR產(chǎn)物由生工生物工程（上海）股份有限公司完成測序，使用MEGA 7.0軟件的鄰接法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，初步確定菌株分類地位。

1.5.3 辣白菜的制備

將新鮮白菜清洗、切分，按照1∶1浸泡于6%的食鹽水中過夜，撈出過一次清水后瀝水2 h待用。將大蒜（1.8%）、生姜（0.4%）、蘋果（4%）、梨（4%）、蘿卜絲（13.3%）、魚露（0.9%）、鹽水蝦（1.1%）、白砂糖（1.3%）、辣椒粉（3.6%）混合制成醬料，均勻涂抹在白菜葉上，裝入泡菜壇中，于10 ℃發(fā)酵。一組按照原料質(zhì)量的1%接入乳酸乳球菌PG2-8（PG組）；另一組為自然發(fā)酵（SF組），每組3個平行。每天取樣一次，按照1∶1加入無菌水，打漿后用于各項指標的檢測。

1.5.4 乳酸菌數(shù)的測定

參照GB 4789.35—2023《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 乳酸菌檢驗》進行乳酸菌數(shù)的測定［16］。

1.5.5 pH值和可滴定酸度的測定

采用PB-10型pH計進行pH值的測定；參照GB 12456—2021《食品安全國家標準 食品中總酸的測定》進行可滴定酸度的測定［17］。

1.5.6 泡菜中亞硝酸鹽含量的測定

參照GB 5009.33—2016《食品安全國家標準 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》中的鹽酸萘乙二胺法，使用分光光度計進行亞硝酸鹽含量的測定［18］。

1.5.7 感官評定

參照Zhang等［19］的方法，辣白菜的色澤、硬度、風味（酸味、辣味、甜味、異味、咸味、蒜味）由13名經(jīng)過訓練的小組成員（6男7女）使用1～9分制進行評分，其強度評級隨著分值的增大而增強。

1.5.8 揮發(fā)性風味物質(zhì)的測定

參照Zhang等［19］的方法，使用GC-MS系統(tǒng)對樣品進行揮發(fā)性風味物質(zhì)的測定。

固相微萃取：稱取2.00 g樣品于15 mL頂空進樣瓶中，加入10 μL 2-甲基-3-庚酮（0.1 mg/mL）作為內(nèi)標物，于70 ℃以300 r/min攪拌孵育10 min，將SPME萃取頭插入頂空瓶中，吸附20 min，取出萃取頭插入GC-MS進樣口，250 ℃下解吸5 min。

GC-MS條件：SH-Stabilwax色譜柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣為He，流速為1 mL/min，不分流；進樣口溫度250 ℃；升溫程序：40 ℃保持3 min，然后以5 ℃/min升溫至115 ℃，再以2 ℃/min升溫至150 ℃，最后以7 ℃/min升溫至230 ℃，保持10 min。電子碰撞電離能70 eV；質(zhì)量掃描范圍（m/z）：50～550 u。

物質(zhì)的定性和半定量分析：利用NIST 17譜庫對質(zhì)譜數(shù)據(jù)進行檢索比對，保留匹配度大于80%的鑒定結(jié)果；采用C7～C30正構(gòu)烷烴對各組分的保留指數(shù)（retention index，RI）進行計算，參考文獻中的RI值進行物質(zhì)定性。將各組分的峰面積與內(nèi)標物的峰面積相關(guān)聯(lián)并使用下式求得各組分的含量。

Ci=AiAs×Cs。

式中：Ci為樣品中待測物質(zhì)的質(zhì)量濃度（μg/kg）；Cs為2-甲基-3-庚酮的濃度（μg/kg）；Ai為樣品中待測物質(zhì)的色譜峰面積；As為內(nèi)標物的色譜峰面積。

氣味活度值（odor activity value，OAV）計算公式如下：

OAV=C/OT。

式中：C為單個揮發(fā)性風味物質(zhì)的濃度（μg/kg）；OT（odor threshold）為該風味物質(zhì)在水中的香氣閾值。

1.5.9 數(shù)據(jù)處理

試驗重復(fù)3次，采用Microsoft Excel 2016對試驗數(shù)據(jù)進行分析；利用SPSS 24.0進行單因素方差分析（ANOVA），并進行Duncan多重檢驗以確定樣品間的顯著性差異；使用SIMCA-P 14.1軟件進行主成分分析（principal component analysis，PCA）和偏最小二乘法判別分析（partial least squares discriminant analysis，PLS-DA）；使用TBtools 2.3.0繪制熱圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 降解亞硝酸鹽乳酸菌的篩選與鑒定

對120株乳酸菌根據(jù)亞硝酸鹽降解能力進行初篩，篩選得到5株亞硝酸鹽降解能力較強的乳酸菌，分別為PC1-2、PG2-8、PH5-1、PJ3-2和PY9-1，對這5株乳酸菌根據(jù)亞硝酸鹽降解能力進行復(fù)篩，結(jié)果見圖1。

由圖1可知，在第24 h時，5株乳酸菌的亞硝酸鹽降解率均達到60%以上，其中菌株P(guān)G2-8、PH5-1的亞硝酸鹽降解率較高，分別為77.72%和71.61%。5株乳酸菌的亞硝酸鹽降解率在第36 h時均達到90.00%以上，且逐漸趨于穩(wěn)定。整個發(fā)酵過程中，菌株P(guān)G2-8對亞硝酸鹽的降解率最高，且在第48 h時可達96.13%。

對菌株P(guān)G2-8的16S rRNA基因序列進行測定，構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，見圖2。

由圖2可知，菌株P(guān)G2-8與乳酸乳球菌NCDO 604的親緣關(guān)系最近，經(jīng)鑒定，菌株P(guān)G2-8為乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）。

2.2 泡菜發(fā)酵動力學分析

由圖3可知，PG組和SF組泡菜中的乳酸菌數(shù)分別在第3天和第4天時達到最大值，分別為9.28，8.44 lg CFU/g，接種發(fā)酵的乳酸菌數(shù)增長快，且乳酸菌數(shù)顯著高于自然發(fā)酵組。乳酸菌數(shù)達到最大值后開始緩慢下降，推測是因為蔬菜中的碳水化合物在發(fā)酵過程中被代謝為有機酸，乳酸菌生長所需營養(yǎng)物質(zhì)減少，且產(chǎn)生的有機酸抑制了乳酸菌的生長繁殖［20］。同時，發(fā)酵初期PG組泡菜的pH值下降速度和可滴定酸度上升速度均高于SF組，這是因為PG組的起始乳酸菌數(shù)較高，同時說明乳酸乳球菌PG2-8可以快速利用碳水化合物生成有機酸。發(fā)酵第9天時，兩組泡菜的pH值均穩(wěn)定在4.1左右，總酸含量均升高至0.6%～0.8%之間，達到泡菜的最佳食用時期［21］。

2.3 辣白菜中亞硝酸鹽含量的變化

由圖4可知，辣白菜中亞硝酸鹽含量隨著發(fā)酵時間的延長呈先上升后下降的趨勢，這主要是因為發(fā)酵前期原材料中的硝酸鹽在硝酸還原酶的作用下轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽，而乳酸菌可以產(chǎn)生亞硝酸還原酶或通過代謝生成乳酸抑制硝酸還原酶，從而有效降低亞硝酸鹽含量［10，22］。SF組中亞硝酸鹽含量在發(fā)酵第3天時達到峰值（27.22 mg/kg）；而PG組的亞硝峰出現(xiàn)在第2天，為4.84 mg/kg，隨后在第9天降低至1.98 mg/kg。利用乳酸乳球菌PG2-8在辣白菜發(fā)酵過程中降解亞硝酸鹽的效果顯著，整個發(fā)酵過程中亞硝酸鹽含量低于國家標準限量（20 mg/kg），表明乳酸乳球菌PG2-8可以有效降低亞硝酸鹽含量［23］。

2.4 辣白菜中的揮發(fā)性風味物質(zhì)分析

由表1可知，在0 d（未發(fā)酵的辣白菜）、PG（9 d）（接種乳酸乳球菌PG2-8發(fā)酵第9天的辣白菜）和SF（9 d）（自然發(fā)酵第9天的辣白菜）3組辣白菜樣品中共檢測出56種揮發(fā)性風味物質(zhì)，其中硫化物22種、醛類物質(zhì)12種、醇類物質(zhì)10種、酸類物質(zhì)1種、酮類物質(zhì)4種、酚類物質(zhì)1種、烯烴類物質(zhì)5種和呋喃類物質(zhì)1種。

由圖5可知，接種乳酸乳球菌PG2-8對辣白菜揮發(fā)性風味物質(zhì)的組成和濃度均有較大影響。由圖5中A可知，0 d、PG（9 d）和SF（9 d）3組樣品中分別檢測到35，43，38種揮發(fā)性風味物質(zhì)，其中有20種揮發(fā)性風味物質(zhì)相同。由圖5中B可知，與0 d組樣品相比，PG（9 d）組的揮發(fā)性風味物質(zhì)總量降低了34.07%，SF（9 d）組增加了14.53%。接種乳酸乳球菌PG2-8降低了揮發(fā)性風味物質(zhì)的總量，其中硫化物濃度的降低最明顯，PG（9 d）和SF（9 d）辣白菜中硫化物的濃度分別為1 179.53，1 997.66 μg/kg，與0 d樣品相比，PG（9 d）組硫化物濃度降低了25.09%，SF（9 d）組升高了26.86%。然而，接種乳酸乳球菌PG2-8增加了揮發(fā)性風味物質(zhì)的種類，主要是烯烴類和酮類物質(zhì)。

辣白菜的風味不僅取決于揮發(fā)性風味物質(zhì)的種類和濃度，還與香氣閾值密切相關(guān)，而香氣閾值決定了揮發(fā)性風味物質(zhì)的OAV。OAVgt;1的化合物通常被認為是香氣的主要貢獻者，且隨著OAV的增加，風味物質(zhì)對香氣的貢獻和重要性也隨之增強［19］。各組樣品中揮發(fā)性風味物質(zhì)的閾值、濃度和OAV見表2。

由表2可知，在0 d、PG（9 d）和SF（9 d）3組樣品中OAVgt;1的揮發(fā)性風味物質(zhì)分別有15，16，21種。

由表1和表2可知，硫化物是被檢測到的濃度最高且種類最多的揮發(fā)性風味物質(zhì)，主要為辣白菜帶來洋蔥味、大蒜味和辛辣味。硫化物主要來源于原料中的大白菜、蘿卜、辣椒、大蒜、大蔥和生姜［37］，由于硫化物的閾值較低，被認為是辣白菜中的關(guān)鍵揮發(fā)性風味物質(zhì)。根據(jù)OAV，烯丙基甲基二硫、二甲基二硫、二烯丙基二硫、二丙基二硫和二甲基三硫是PG（9 d）和SF（9 d）兩組辣白菜的關(guān)鍵硫化物，且大部分硫化物在SF（9 d）樣品中的濃度顯著高于PG（9 d）組。同時，二烯丙基三硫和二烯丙基硫醚對SF（9 d）組樣品的風味也有較大影響。另外，SF（9 d）組樣品中的3-丁烯基異硫氰酸酯、異硫氰酸環(huán)戊酯和苯乙基異硫氰酸酯濃度顯著高于PG（9 d）組樣品，而它們都具有一定的硫磺味和辛辣味。雖然硫化物有利于形成泡菜特有的大蒜味、洋蔥味和辛辣味，但是其濃度過高會導致泡菜的接受度降低［38］，經(jīng)乳酸乳球菌PG2-8發(fā)酵后硫化物濃度降低的辣白菜可能更容易被大眾所接受。

醛類化合物的香氣閾值也較低，同樣對發(fā)酵蔬菜風味的形成具有較大貢獻，其生成途徑通常與氨基酸分解代謝和不飽和脂肪酸氧化有關(guān)［39-40］。在PG（9 d）和SF（9 d）兩組樣品中共檢測到12種醛類化合物，由OAV可以看出正己醛、（E，E）-2，4-庚二烯醛、壬醛和（E，E）-2，4-癸二烯醛對辣白菜風味的形成具有較大貢獻，且PG（9 d）組樣品生成了具有黃瓜味的（E）-2-壬醛，分解了自然發(fā)酵條件下產(chǎn)生的具有泥土味和油脂味的（E）-2-癸烯醛［28］。

在PG（9 d）和SF（9 d）兩組樣品中，OAVgt;1的醇類化合物主要有1-辛烯-3-醇和1-壬醇，可以為辣白菜帶來蘑菇味、花香和柑橘味。具有樟腦味的桉葉油醇在PG（9 d）組樣品中完全分解，而SF（9 d）組中桉葉油醇的OAV為8.69，這可能是自然發(fā)酵泡菜中產(chǎn)生異味的原因之一。

另外，還有一些酸類、酮類、酚類、烯烴類和呋喃類物質(zhì)在辣白菜中被檢測到，其中β-紫羅酮對辣白菜特征風味的形成有較大貢獻，其他化合物因香氣閾值較高，對辣白菜的風味貢獻較小。β-紫羅酮是一種萜烯衍生物，主要由紅辣椒富含的類胡蘿卜素降解形成，具有木質(zhì)香、紫羅蘭香和水果香［35］。PG（9 d）組樣品中β-紫羅酮濃度與SF（9 d）組樣品相比有所增加，故前者的花香和水果香更濃厚一些。

2.5 辣白菜中的關(guān)鍵差異風味物質(zhì)分析

采用主成分分析法對0 d、PG（9 d）和SF（9 d）3組樣品中揮發(fā)性風味物質(zhì)的差異性進行比較，由圖6中A可知，3組樣品可明顯分開，分別位于第四、第三和第二象限，表明它們之間存在顯著性差異。為了更清晰地分析3組樣品中揮發(fā)性風味物質(zhì)的差異性，采用熱圖進行聚類分析，由圖6中B可知，3組樣品可明顯分為三類，與主成分分析結(jié)果一致，說明接種乳酸乳球菌PG2-8發(fā)酵辣白菜的風味與自然發(fā)酵辣白菜相比有明顯差異。

為了更好地區(qū)分PG（9 d）和SF（9 d）兩組樣品中揮發(fā)性風味物質(zhì)的變化，通過PLS-DA計算變量投影重要性（variable importance in projection，VIP），得出VIPgt;1的物質(zhì)總計38種，結(jié)合兩組物質(zhì)之間的差異倍數(shù)（fold change，F(xiàn)C）gt;2或lt;0.5進行分析，結(jié)果見圖7。

由圖7可知，與SF（9 d）組樣品相比，PG（9 d）組樣品中共有15種揮發(fā)性風味物質(zhì)變化幅度超過2倍、6種揮發(fā)性風味物質(zhì)消失以及新生成11種揮發(fā)性風味物質(zhì)。其中，新生成且OAVgt;1的揮發(fā)性風味物質(zhì)只有（E）-2-壬醛，增強了PG（9 d）組樣品的青草味和黃瓜味。消失和下降超過2倍且OAVgt;1的揮發(fā)性風味物質(zhì)有（E）-2-癸烯醛、桉葉油醇、二烯丙基三硫、烯丙基甲基二硫、二烯丙基硫醚、二甲基二硫、二甲基三硫、1-辛烯-3-醇、異硫氰酸環(huán)戊酯、2-苯基乙基異硫代氰酸酯、硫氰酸甲酯和3-丁烯基異硫氰酸酯，顯著降低了PG（9 d）組樣品的泥土味、樟腦味、辛辣味、大蒜味、硫磺味、蘿卜味、蘑菇味、水果味和洋蔥味，說明接種乳酸乳球菌PG2-8發(fā)酵辣白菜產(chǎn)生的風味更加清新柔和。

由圖8可知，以O(shè)AVgt;1、VIPgt;1及FCgt;2或FClt;0.5作為標準，篩選出可以區(qū)分PG（9 d）和SF（9 d）兩組樣品風味差異的８種特征性潛在標記物質(zhì)，分別是硫氰酸甲酯（硫化物）、二甲基二硫（硫化物）、3-丁烯基異硫氰酸酯（硫化物）、二烯丙基硫醚（硫化物）、烯丙基甲基二硫（硫化物）、二甲基三硫（硫化物）、苯乙基異硫氰酸酯（硫化物）和1-辛烯-3-醇（醇類）。

2.6 辣白菜感官評價

由圖9可知，PG組辣白菜和SF組辣白菜的硬度、酸味、甜味、異味和咸味較相似，而色澤、辣味和蒜味有顯著性差異。PG組辣白菜外觀上更鮮亮，辣味和蒜味主要是硫化物的特征風味，其感官強度的減弱可能是接種發(fā)酵辣白菜中硫化物的降低導致的。感官評價結(jié)果表明乳酸乳球菌PG2-8可以明顯改善自然發(fā)酵辣白菜的風味。

3 結(jié)論

本研究從120株乳酸菌中篩選出5株可高效降解亞硝酸鹽的乳酸菌，經(jīng)鑒定，其中降解能力最強的一株為乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）PG2-8。接種乳酸乳球菌PG2-8發(fā)酵辣白菜，發(fā)現(xiàn)乳酸乳球菌PG2-8在發(fā)酵初期可以快速利用糖產(chǎn)酸，更早啟動辣白菜發(fā)酵，縮短發(fā)酵周期，且發(fā)酵過程中亞硝酸鹽含量遠低于國家標準限量。另外，接種發(fā)酵后辣白菜樣品中揮發(fā)性風味物質(zhì)的組成和濃度與自然發(fā)酵相比都有顯著性差異，經(jīng)乳酸乳球菌PG2-8發(fā)酵后揮發(fā)性風味物質(zhì)種類增加但總量降低，其中濃度明顯降低的是硫化物，大大降低了辣白菜的洋蔥味、蒜味和辛辣味。分析發(fā)現(xiàn)硫氰酸甲酯、二甲基二硫、3-丁烯基異硫氰酸酯、二烯丙基硫醚、烯丙基甲基二硫、二甲基三硫、苯乙基異硫氰酸酯和1-辛烯-3-醇8種揮發(fā)性風味物質(zhì)可能是造成兩組辣白菜香氣區(qū)分的關(guān)鍵差異風味物質(zhì)。本研究可為泡菜乳酸菌啟動菌株的篩選及應(yīng)用提供理論參考，但乳酸乳球菌對辣白菜風味物質(zhì)的具體代謝途徑有待進一步研究。

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