Promising ingredients used for kimchi fermentation: Effects of Cordyceps militaris fermentation products on the over-acidification and quality of kimchi

文章信息:Chen T, Jiao D, Wang Z, et al. Promising ingredients used for kimchi fermentation: Effects of Cordyceps militaris fermentation products on the over-acidification and quality of kimchi[J]. Food Bioscience, 2024: 104941.

原文链接:https:///10.1016/j.fbio.2024.104941

研究要点

本文研究了冬虫夏草(Cordyceps militaris)发酵产物(CMFP)作为天然抗菌剂在泡菜发酵中的应用,以解决泡菜在储存和分销过程中因乳酸菌(LAB)持续发酵导致的过度酸化问题。研究发现,CMFP的添加能够显著改变泡菜中的微生物群落结构,并有效抑制后期发酵过程中导致过度酸化的LAB的生长。此外,CMFP对泡菜的感官质量、理化性质和消费者接受度几乎没有负面影响。研究结果表明,CMFP可以作为一种有效的天然抗菌剂,用于控制泡菜发酵过程,提高泡菜的保质期和质量。

图表解读

图1:不同分子量的大豆肽(A)、大豆肽浓度(B)和发酵时间(C)对冬虫夏草液体发酵中虫草素含量的影响。图表显示,小于1 kDa的大豆肽、1.0%的大豆肽添加量和第9天的发酵时间对虫草素含量的影响最大,表明这些条件是获得高含量虫草素的最佳条件。

图3:过度酸化泡菜在不同阶段的细菌群落组成分析,包括门(phylum)级别(A)和属(genus)级别(B)。揭示了泡菜在发酵过程中微生物群落的变化情况,尤其是优势菌群的变化。

图4:从泡菜中分离出的8种细菌的革兰氏染色和个体形态观察。这些图像帮助识别和区分不同的细菌菌株。

图5:基于16S rDNA序列的系统发育树,展示了泡菜中分离出的细菌菌株SPC1至SPC8与其他已知菌株的关系,这有助于了解这些菌株的分类地位。

图6:CMFP对泡菜酸败细菌SPC1至SPC8的抗菌活性,以及不同浓度下抑制区直径。这表明CMFP对这些细菌具有不同程度的抗菌效果。

图7:泡菜发酵过程中OTU分析和α多样性指数。A图显示了DZ组(未添加CMFP的泡菜)和YP组(添加CMFP的泡菜)的OTU数量;B和C图显示了两组在不同发酵阶段的OTU分布和多样性指数。

图8:泡菜在发酵过程中的细菌群落组成分析,包括门(A1和A2)和属(B1和B2)级别的相对丰度,揭示了添加CMFP对泡菜微生物群落组成的影响。

图9:泡菜发酵过程中的质量分析,包括DZ组和YP组的α*值、总酸含量、LAB数量和总菌落计数等指标的变化,反映了CMFP对泡菜发酵过程中质量指标的影响。

图10:泡菜质量分析的雷达图,比较了DZ组和YP组在形态、质地、颜色、香气和口感等方面的差异,提供了对泡菜感官质量的直观比较。

启示与思考

文献研读丨(Food Biosci) 冬虫夏草发酵产物对泡菜过度酸化和质量的影响

天然抗菌剂的开发与应用:本文研究了冬虫夏草发酵产物作为天然抗菌剂在泡菜中的应用,这为开发新型天然食品防腐剂提供了新的思路。未来的研究可以探索更多具有抗菌特性的天然物质,并评估其在不同食品发酵过程中的应用潜力。

微生物群落调控:通过CMFP对泡菜微生物群落的调控,本文展示了微生物多样性与发酵食品质量之间的关联。未来的研究可以进一步探索如何精确调控微生物群落结构,以优化发酵过程和提高产品品质。

发酵过程优化:本文对冬虫夏草发酵条件进行了优化,提高了虫草素的产量。未来研究可以继续探索不同发酵条件对其他活性物质生产的影响,以及这些物质在食品加工和保藏中的应用。

消费者接受度研究:虽然本文提到CMFP的使用不会影响消费者对泡菜的接受度,但不同文化背景和消费者偏好可能有所不同。未来的研究可以更深入地探讨消费者对新型食品添加剂的接受度和感知。

长期健康影响评估:CMFP作为一种新型添加剂,其长期的健康影响尚未明确。未来的研究需要评估长期摄入含有CMFP的发酵食品对人体健康的影响。

抗菌活性的广谱性与特异性:虽然CMFP显示出对泡菜中LAB的抗菌活性,但其对其他有益微生物的影响如何尚不清楚。未来的研究需要评估CMFP对整个微生物生态系统的影响,避免破坏微生物多样性。

剂量效应关系:CMFP的添加量对泡菜发酵和品质的影响需要更细致的研究。确定最佳添加量,既能有效抑制过度酸化,又不会对泡菜的风味和营养产生负面影响。

经济可行性与法规标准:虽然CMFP在实验室规模显示出潜力,但其在工业规模应用中的经济可行性尚未评估。研究需要考虑生产成本、市场接受度和经济效益。同时,使用CMFP作为食品添加剂可能需要符合特定法规和安全标准。未来的研究和应用需要与监管机构合作,确保符合食品安全法规。

概念学习

泡菜发酵:泡菜是一种传统的发酵蔬菜食品,其发酵过程主要依赖于乳酸菌(LAB)的代谢活动,这些微生物能够将蔬菜中的糖分转化为乳酸,从而降低pH值并抑制有害微生物的生长。发酵不仅有助于食品的保存,还能增加食品的营养价值和风味。

乳酸菌(LAB):乳酸菌是一类能够通过发酵糖类物质产生乳酸的细菌,它们在食品工业中具有重要的应用价值,尤其是在乳制品和发酵蔬菜(如泡菜、酸菜)的生产中。LAB的代谢活动不仅影响食品的酸度,还与食品的风味、质地和保质期密切相关。

过度酸化:在泡菜的储存和分销过程中,持续的LAB发酵可能导致过度酸化,这会影响泡菜的口感和品质,降低消费者的接受度。控制过度酸化是泡菜工业中的一个重要挑战。

天然抗菌剂:随着消费者对健康和食品安全的关注增加,天然抗菌剂的开发和应用越来越受到重视。这些物质通常来源于植物、动物或微生物,具有抑制或杀死有害微生物的能力,同时具有较低的副作用和更好的消费者接受度。

冬虫夏草(Cordyceps militaris):冬虫夏草是一种具有高药用价值的真菌,其发酵产物富含多种生物活性成分,如虫草素、虫草酸、虫草多糖等。这些成分具有抗炎、抗氧化、抗菌和免疫调节等多种生物活性。

微生物群落结构:食品发酵过程中的微生物群落结构对最终产品的品质具有重要影响。通过分析微生物群落的多样性和组成,可以更好地理解发酵过程中微生物之间的相互作用以及它们对食品品质的贡献。

食品保藏:食品保藏技术旨在延长食品的保质期,减少食品腐败和浪费。通过控制发酵条件、使用天然抗菌剂和优化包装技术,可以有效地保持食品的新鲜度和安全性。