CO2调控榨菜低盐化加工中亚硝酸盐降解及风味形成的作用机制

Mustard is a famous pickled product in China. The traditional pickled is relied on high salt and high osmotic pressure, which result in nutrition loss, waste of resources, environment pollution, and high nitrite content, etc. Low-salt pickle will inevitably become the development trend of the whole process. Previous studies have focused on microecological structure and nitrite in the process of traditional pickled, as well as product quality control. Applicants pickled mustard at CO2 regulation and found that the total number of microbial colonies, nitrite decreased significantly. However, the distribution of lactic acid bacteria population and the metabolic pathways are still not clear, the mechanism of nitrite degradation and flavor formation are poorly understood. In this study, the microecological structure of pickled mustard at CO2 regulation will be analysed with 16S rDNA technology, the mechanism of nitrite degradation and flavor formation will be investigated. Results from this study will enrich the new theory of the pickle at CO2 regulation, and will found a new way to change the traditional mode for high salt mustard, providing a reference for the processing of other low-salt pickled vegetable at CO2 regulation.

榨菜是我国的著名腌制品，其传统腌制是依靠高盐的高渗透压进行的。高盐存在营养易流失、耗工费时以及污染大、亚硝酸盐含量高等弊端，低盐化必然成为榨菜加工的发展趋势。以往对榨菜的研究多集中在传统高盐腌制过程中微生态结构、亚硝酸盐生成和成品品质控制等方面。申请者前期通过CO2调控腌制低盐榨菜，发现腌制期间微生物菌落总数和亚硝酸盐明显下降，但CO2调控下榨菜低盐腌制过程中乳酸菌种群结构和分布及其代谢途径尚不清楚，亚硝酸盐降解及风味形成的作用机制知之甚少。本项目结合16S rDNA技术拟解析CO2调控下低盐榨菜中微生态结构，探讨CO2调控下榨菜低盐腌制过程中乳酸菌的代谢途径，以及亚硝酸盐降解和风味形成的作用机制。研究结果可丰富CO2调控榨菜低盐化加工的新理论，以期为变革传统榨菜长久不变的高盐模式开辟一条新途径，为其他渍菜CO2调控低盐化加工提供借鉴。

榨菜是我国特有的传统腌制蔬菜。目前，我国榨菜的工业化生产主要采用传统的高盐腌制方法进行，高盐腌制存在营养与风味物质易流失、耗工费时、污染大、亚硝酸盐含量高、影响健康等弊端，严重制约了我国榨菜产业的发展。本项目采用低盐CO2调控腌制体系，以十字花科芸薹属榨菜等为原料，对CO2调控低盐腌制过程中的微生物群落结构及其对亚硝酸盐降解和风味形成的作用机制进行深入研究。研究结果表明，不同地域、不同盐量榨菜等腌制蔬菜之间的菌群结构存在较大差异，但Proteobacteria和Firmicutes是腌制蔬菜微生物主要的两个门，14%盐量腌制的榨菜坯料中嗜盐菌Chromohalobacter为优势菌属，7%盐量的榨菜坯料中嗜盐菌Halomonas和乳酸菌Lactobacillus为优势菌属；低盐CO2调控腌制体系对榨菜等腌制蔬菜微生物菌群结构和品质具有积极的影响，随着腌制发酵的进行Lactobacillus、Weissella等乳酸菌逐渐成为优势菌属；乳酸菌通过脱氢酶和合成酶2大类酶催化生成有机酸（乳酸、乙酸等）、氨基酸（谷氨酸、天冬氨酸、苏氨酸等）、乙醇等风味物质，进而明确了有机酸和氨基酸等乳酸菌代谢产物形成榨菜风味的机理；此外，低盐CO2调控的可滴定酸度和亚硝酸盐含量显著降低，相关性分析表明低盐CO2调控腌制体系中乳酸菌属Lactobacillus与亚硝酸盐含量呈负相关，是潜在降亚硝酸盐关联菌株；进一步地，分离筛选得到一株植物乳杆菌JLSC2-6，研究表明其可作为一种高效安全的发酵菌株应用于发酵蔬菜。项目明确了不同腌制条件下榨菜等发酵蔬菜的种群结构和分布以及不同腌制阶段起主导作用的微生物，明确了乳酸菌对榨菜等发酵蔬菜中亚硝酸盐的降解和清除作用及其与风味形成的机制。本项目研究结果可为我国腌制蔬菜的低盐工业化生产提供理论基础。