《Food Research International》：Exploring the effects of different ratio of
Lactococcus lactis M10 and
Weissella cibaria M3 on the microbial community, quality and safety of fermented fish
编辑推荐：
本研究探究不同比例乳酸乳球菌M10与肠膜酵母菌M3接种对中华鲟发酵品质的影响，通过三组测序分析发现嗜盐硫杆菌主导发酵过程，促进游离氨基酸积累，最佳发酵周期为6天，显著提升产品风味与安全性。
季长雷|裴启轩|王世淼|赵宁|张思琪|张素芳|季朝阳|戴一伟|林新平
中国辽宁省大连市大连理工大学食品科学与技术学院，国家海洋食品加工与安全控制重点实验室，海鲜国家工程研究中心，邮编116034
摘要
本研究探讨了不同比例的乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）M10和魏氏乳杆菌（Weissella cibaria）M3接种对鳜鱼的影响，重点关注其对鱼肉理化性质、微生物群落动态、TVB-N值、生物胺、游离氨基酸及挥发性风味化合物的影响。实验中发现，巴尔蒂克沙雷菌（Shewanella baltica）是发酵过程中的优势菌种，可能参与多种氨基酸代谢途径，并与鲜味氨基酸（如谷氨酸、丙氨酸和甘氨酸）呈正相关。与自然发酵组（33.44%）相比，接种组中巴尔蒂克沙雷菌的丰度显著增加（41.58%至50.11%），从而加速了发酵过程。此外，外源添加剂的加入显著增强了微生物的生长活性，改善了目标风味化合物的积累，并降低了TVB-N的含量。结果表明，不同的接种比例可能会导致不同的发酵结果。例如，D组以2:1的比例接种乳酸乳球菌M10和魏氏乳杆菌M3后，微生物群落更为活跃，风味化合物（如(Z)-4-庚烯醛和(E)-2-辛烯醛）的积累量更高。然而，在发酵后期（6-9天），起始菌的丰度下降，部分不良细菌的增殖导致巴尔蒂克沙雷菌数量减少，进而增加了生物胺和TVB-N的含量。六天的发酵周期能够提高鳜鱼的质量并增强其安全性。本研究为提升鳜鱼的发酵质量和安全性提供了有益的见解。
引言
鳜鱼（Siniperca chuatsi）是中国广泛养殖的水产品（Bao等，2018）。与其他水产品类似，鳜鱼富含营养且水分含量高，容易变质。发酵是一种常用的延长保质期和赋予独特风味的方法，在食品保存中有着悠久的历史（Wen等，2024）。中国安徽省的传统发酵产品“臭鳜鱼”就是一个典型例子，这种产品以其独特的气味而闻名。臭鳜鱼以其鲜美的口感、富有弹性的质地和独特风味受到青睐（Shen等，2021）。
臭鳜鱼的发酵主要依靠自然发酵，通常采用湿发酵（Yang等，2020）和干发酵（Yang等，2022）两种方法。在发酵过程中，鱼肉中的蛋白质和其他营养物质在自然存在的微生物和酶的作用下转化为赋予鱼独特香气和风味的化合物（Yun等，2019；Wang等，2019）。这种转化最终形成了臭鳜鱼独特的风味特征。
在小规模生产中，发酵系统极易受到环境因素的影响。Yang等（2020）利用第二代测序技术发现了自然发酵过程中微生物群落的动态变化。近年来，人们开始采用接种法来维持发酵系统的稳定性。例如，Bao等（2018）使用乳酸乳球菌M10和魏氏乳杆菌M3对臭鳜鱼进行发酵，显著提升了产品的质量和风味，并增强了发酵的稳定性。此外，通过MALDI-TOF MS技术鉴定出了乳酸乳球菌、魏氏乳杆菌和假单胞菌等优势菌种。然而，MALDI-TOF MS的技术局限性在于培养基的选择可能影响检测结果。我们想知道是起始菌主导了发酵过程，还是它们对其他菌种产生了影响。第三代测序技术能够在物种水平上进行精确鉴定，解决了这一问题。近期研究表明，第三代测序技术在监测强风味大曲储存过程中的微生物群落变化时比第二代测序更准确（Guo等，2026）。但目前尚无研究探讨起始菌对发酵鱼体内微生物群落的影响及其与产品质量的相关性，这一领域仍有待进一步探索。
Bao等（2018）的研究发现，同时接种乳酸乳球菌M10和魏氏乳杆菌M3的鳜鱼具有更优的风味。他们观察到，在自然发酵过程中，这两种菌的比例趋于稳定在2:1左右。为了验证这一比例是否代表最佳发酵状态，并研究这两种菌之间的竞争关系，我们分别以1:1、1:2和2:1的比例接种这两种菌进行发酵实验，同时设置自然发酵组作为对照。通过第三代测序技术，我们分析了整个发酵过程中微生物群落在物种水平上的变化，同时监测了理化性质、营养成分和风味成分的变化，以探讨微生物群落结构与这些指标之间的关系，以及外源起始菌对微生物群落演化的影响。本研究有望为优化发酵过程和生产高质量发酵鱼提供有益的启示。
实验部分
臭鳜鱼的制备
乳酸乳球菌M10（CGMCC 16612）和魏氏乳杆菌M3（CGMCC 16611）最初是从发酵鱼中分离得到的（Bao等，2018），目前保存在中国普通微生物菌种保藏中心（CGMCC）的普通微生物资源库中。将单菌落接种到MRS液体培养基（青岛Hope生物技术有限公司）中，37°C下培养20小时。活性菌株经过离心处理（5000 g，12分钟）后收集沉淀的细菌细胞以供后续使用。
新鲜鱼料
pH值和总细菌计数的分析
在发酵过程中，测量了臭鳜鱼的pH值和总菌数变化，结果见表1。发酵过程中pH值在6.59至7.20之间波动。Bao等（2018）的研究也得出了类似的结果，臭鳜鱼的pH值在6.48至6.97之间变化。所有组的pH值均显著下降（p<0.05），这可能是由于酸性代谢产物的积累所致。
结论
研究表明，在控制发酵时间的条件下，混合起始菌对发酵臭鳜鱼的质量和安全性有显著影响。外源发酵剂的添加促进了巴尔蒂克沙雷菌的生长。我们首次证实巴尔蒂克沙雷菌是参与氨基酸（如谷氨酸、天冬氨酸和丙氨酸）积累的关键微生物，并有助于释放独特的挥发性风味物质。
作者贡献声明
季长雷：撰写、审稿与编辑、方法验证、数据分析、概念构建。裴启轩：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据整理。王世淼：实验设计。赵宁：实验设计。张思琪：实验设计。张素芳：资源准备、方法学研究。季朝阳：资源准备、方法学研究。戴一伟：撰写、审稿与编辑、项目监督。林新平：撰写、审稿与编辑、项目监督。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了中国国家重点研发计划（2022YFD2100902）、国家自然科学基金（32372363）以及大连市优秀青年科学家与技术人才计划（2024RJ019）的资助。
