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Introduction

豆豉作为传统发酵豆制品，按发酵微生物可分为曲霉型（浏阳豆豉和阳江豆豉）、细菌型、毛霉型和根霉型4 类。曲霉型豆豉特有的半开放式发酵工艺虽赋予独特风味，但环境波动导致菌群演替与风味形成机制不稳定。针对当前市场需求增长趋势，解析阳江豆豉菌群结构、理化特性与风味物质的互作机制，对定向筛选功能菌株、提升产品稳定性及推动工业化生产具有关键科学价值。

因此，本研究旨在阐明微生物群落的变化对阳江豆豉发酵过程中理化特性和特征风味化合物产生的影响。采用Miseq测序和HS-SPME-GC-MS技术对阳江豆豉不同发酵阶段的7 份发酵样品的微生物群落和挥发性成分进行了分析。采用Spearman方法分析微生物群落与OAV≥1关键风味化合物的相关性，阐明不同阶段的优势微生物对豆豉风味的积极贡献作用。此外，利用RDA法和Mantel法分析了其理化性质与优势菌属的相关性。本研究为揭示阳江豆豉微生物群落结构和为后续新发酵剂的筛选及调控豆豉风味品质提供了理论支持。

Results

如图1A所示在门水平上共存在8 个细菌门，其中细菌以厚壁菌门、蓝藻门、变形菌门和放线菌门为主，与泡菜等发酵食品共性显著。真菌以子囊菌门为核心，其后发酵阶段丰度稳定（丰度均不低于88.88%），印证子囊菌主导豆豉发酵的特性（图1B）。

图1 阳江豆豉不同发酵阶段门水平和属水平微生物群落组成相对丰度

在属水平上，共鉴定出28 个突出的细菌属，芽孢杆菌属（Bacillus）、链菌属（Streptophyta）和魏斯氏菌属（Weissella）为优势菌（图1C）。芽孢杆菌随发酵进程取代链菌成为主导，魏斯氏菌初期丰度高，后期因竞争被抑制。图1D显示了豆豉中存在的前10 个真菌属，其中优势真菌属主要为曲霉属（Aspergillus）、米勒酵母属（Millerozyma）和根霉属（Rhizopus）。根据相对丰度结果表明，豆豉发酵中曲霉属在前发酵阶段处于绝对优势地位，后发酵阶段米勒酵母属占优。

本研究采用HS-SPME-GC-MS检测了阳江豆豉7 个不同发酵阶段的挥发性风味物质的变化。结果显示，共鉴定出141 种不同的挥发性物质，其中包括酯类38 种、酸类7 种、醇类29 种、酮类13 种、醛类8 种、吡嗪类9 种、呋喃类4 种、酚类5 种和其他化合物28 种。此外，由图2A、B可知，前期（F1、F3、F5和F6）以醇类、酮类和醛类。相反，酯类、醇类、酚类和酮类是后期（F10、F20和F30）的主要挥发性风味化合物。

图2 阳江豆豉挥发性风味物质的动态变化

基于OAV≥1筛选出33 种关键风味物质（图2C）。酯类（如乙酸异戊酯、2-甲基丁酸乙酯）因较低阈值主导果香与酒香；苯乙醇（花香）后期OAV渐增。值得注意，后发酵特有的2-壬酮（奶油香）、4-乙基愈创木酚（烟熏香）及苯乙醛（花香）等，赋予豆豉复合风味。前期的蘑菇味物质（如1-辛烯-3-醇）被后期酯类取代，最终形成以果香、花香及烟熏香为主的风味特征。

利用OPLS-DA分析可知，模型（R²Y=0.997，Q²=0.994）有效区分豆豉发酵阶段，制曲与洗曲阶段风味相似，后发酵阶段风味渐趋稳定（图2D）。此外，置换检验验证模型可靠性（图2E）。通过VIP筛选出18种差异特征物质，如苯乙醇（花香）、4-乙基愈创木酚（烟熏）、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪（坚果香），后发酵阶段含量显著提升，主导豆豉独特果香、花香及烟熏风味（图2F）。

利用Spearman分析微生物互作与理化关联，结果显示（图3A），阳江豆豉发酵中前10 菌属间存在23对正相关与17 对负相关。魏氏菌（Weissella）与根霉属（Rhizopus）、酵母属显著正相关，而与曲霉属（Aspergillus）无关；酵母属（如Starmerella）与短杆菌属（Brevibacterium）协同作用。RDA分析表明，总酸和氨基酸氮对菌群影响最显著，盐度次之（图3D、E）。Mantel检验揭示米勒酵母（Millerozyma）等与总酸、盐度呈正相关，曲霉属与蛋白质呈正相关，魏氏菌则与蛋白质负相关（图3B～E）。因此，推测微生物互作网络通过调控代谢活动驱动豆豉理化特性与风味形成。

图3 微生物群落之间的互作关系以及微生物与理化性质的相关性

基于 Spearman 分析微生物与风味关联网络，阳江豆豉发酵中 6 个细菌属和 9 个真菌属与 33 种关键风味物质显著相关（图 4 ）。短杆菌、芽孢杆菌和变形杆菌与苯乙醛（花香）、 2- 癸酮（奶油香）及酯类（果香）呈高度正相关（ P ＜ 0.001 ）；魏斯氏菌与己醛（果香）关联，凸显其在初期风味形成中的作用。真菌中，假丝酵母、米勒酵母等与酯类（如异戊酸乙酯）、 4- 乙基 -2- 甲氧基苯酚（烟熏香）显著正相关。然而，曲霉与大部分酯类呈负相关，但与蘑菇味物质（ 1- 辛烯 -3- 醇）呈正相关。因此可推测，多种酵母属通过酶促反应主导酯类生成，是后发酵阶段核心风味驱动菌群，印证其在豆豉复合风味形成中的关键地位。

图4 阳江豆豉细菌和真菌群落与挥发物性化合物的Spearman相关性分析

Conclusion

本研究阐明了阳江豆豉发酵过程中微生物群落、挥发性风味物质和理化性质的动态关联。结果表明，核心菌群（如Millerozyma、Candida和Kodamaea）与总酸、氨基酸态氮及盐度呈正相关，与蛋白质呈负相关。关键的微生物菌群代谢活动驱动果香、奶油香、花香及烟熏香等特征风味物质的合成，其中多种酵母是改变豆豉风味的主要关键微生物群落，显著提升酯类物质的含量。因此，本研究为微生物对阳江豆豉理化性质和风味成分的影响提供了新的认识，并为其质量控制和后续新发酵剂的筛选提供了理论指导。

第一作者

蒋小丽，广东海洋大学食品科技学院食品加工与安全专业硕士，主要研究方向为食品加工。

通信作者

罗东辉，博士，校聘教授，硕士生导师，广东海洋大学阳江研究院副院长，调味品团队负责人，阳江市味都调味品重点实验室负责人，阳江市味都调味品工程技术研究中心负责人，阳江市人大代表，广东省农村科技特派员，化学与精细化工广东省实验室潮州分中心（韩江实验室）主任助理兼食品科学与技术研究室常务副主任，中国食品工业协会第五届调味品专家委员会专家。研究方向为调味品、农产品加工及食品安全。主持科研项目15 项，到账经费超过850 万，4 项成果省级鉴定达到国际先进水平，1 项成果广东省食品学会鉴定达到国际领先水平，发表科研论文逾100 篇（SCI收录论文28 篇，EI收录24 篇），授权国家发明专利12 件，参编国际教材1 部。获得广东省科技进步三等奖2 项、广州市科技进步二等奖1 项，中国商业联合会科技进步二等奖1 项，中国食品工业协会科技进步一等奖1 项。具有“政产学研用”全链式经历，拥有技术攻关和产业策划落地的能力。

Correlation between microbial community, physicochemical properties, and characteristic flavor compounds of Yangjiang douchi

Xiaoli Jiangabcd1, Huiyan Zhaoabcd1, Meizhen Xubcd, Xingzhou Xiaab, Gaofeng Fenge, Jianxu Chenf,Jinying Dengf, Guixian Wub, Chunxia Zhouadf, Donghui Luoabcdf*

aCollege of Food Science and Technology, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, China

bCollege of Food Science and Engineering, Guangdong Ocean University, Yangjiang 529500, China

cBranch of Chemistry and Chemical Engineering Guangdong Laboratory (Hanjiang Laboratory), Chaozhou 521000, China

dGuangdong Provincial Key Laboratory of Aquatic Product Processing and Safety, Zhanjiang 524088, China

eGuangdong Yang Fan Food Co., Ltd., Yangjiang 529500, China

fGuangdong Mei Wei Yuan Flavours Co., Ltd., Yangjiang 529500, China

1These authors contributed equally to the work.

*Corresponding authors.

Abstract

Douchi is a fermented food, which has a unique flavor after natural fermentation. However, the correlation between the microbial community and volatile flavor compounds is poorly studied. This study used MiSeq sequencing and headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry techniques to detect the dynamic changes of microbial succession and volatile compounds during fermented douchi and spearman correlation analysis. The results revealed that a total of 33 key flavor compounds were identified, among which the esters contributing to fruity and floral aromas were the main ones. The dominant strains included Bacillus spp., Millerozyma spp., and Aspergillus spp. Further analysis showed that in the post-fermentation stage, various yeast species were highly positively correlated with key flavor compounds such as 2-ethyl-methylbutanoate (fruity) and phenylacetaldehyde (floral). Furthermore, Aspergillus spp. Showed a positive correlation with 1-octen-3-one (mushroom). This study provides new insights into the analysis of microbial community succession and the characteristic flavor of Yangjiang douchi, which also offers valuable guidance for quality control and the subsequent screening of potential new starter cultures.

Reference:

LI D N, ZHANG T M, WANG Y, et al. Correlation between microbial community, physicochemical properties, and characteristic flavor compounds of Yangjiang douchi[J]. Journal of Future Foods, 2026, 6(4): 617-630. DOI:10.1016/j.jfutfo.2024.10.003.

文章翻译由作者团队提供

编辑：龚艺；责任编辑：梁安琪

封面图片来源：摄图网

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