东京工业大学生命理工学院生命理工学系副教授山田拓司与株式会社GURUNAVI组成的联合研究团队，明确了京都传统发酵腌菜“柴渍”的发酵过程中源自蔬菜等原材料的微生物群落的变化及其作用。这一发现有望为开发和生产高品质、高功能的发酵食品做出贡献。相关研究成果已发表在期刊《Microbiology Spectrum》上。
图1 京都传统发酵腌菜“柴渍”
发酵腌菜无人为添加的特定微生物，而是利用天然附着在原材料上的微生物实现的自然发酵。在这种自然发酵过程中，由于繁殖的微生物种类会随着原材料的种类和腌制的环境变化而变化，因此很难保持产品品质的高度可重复性。而且要弄清哪些环境因素以及会在多大程度上影响微生物的繁殖和代谢也很困难。
此前的研究大多侧重于涉及自然发酵腌菜相关生物群落，但详细阐述腌菜中复杂生态系统中微生物之间的相互作用及其影响因子的研究却很少。然而，发酵腌菜的味道和香气正是因发酵而形成，了解发酵腌菜的微生物生态系统对于提高产品质量非常重要。
此次，研究团队以自然发酵方式制作的“柴渍”腌菜为研究对象，通过开发的可再现模型，阐明了源自原材料的微生物群落是如何变化的，以及这种变化对腌菜的成分有何影响。
图2对此前凭经验观察的现象，本研究提出了更精密的机理解释。（供图：东京工业大学，图中中文由JST客观日本编辑部翻译）
【上部】柴渍腌菜为自然发酵工艺，每次发酵涉及的微生物群落不一定相同，因此很难详细了解发酵机制是如何进行的。研究团队通过实际分析后证实，不同厂商、不同生产批次的柴渍腌菜之间存在微生物群落的差异。
【下部】为了解决这一问题，研究团队使用无菌茄子汁，利用人工构建的微生物群落使之发酵，成功阐明了微生物群落与发酵产物之间的关系，以及导致微生物群落变化的因素。
研究团队此次首先分析了商业生产的柴渍腌菜的微生物群落变化，结果证实，不同生产批次的微生物群落存在差异。对此，研究团队根据柴渍发酵初期观察到的微生物群落的平均值人工构建了微生物群落，并对无菌处理后的压榨茄子汁进行发酵。
在发酵过程中，研究团队详细分析了微生物群落的变化、环境因子的影响以及代谢产物的变化。结果表明，虽然微生物群落的变化存在高度再现性，但发酵腌菜与使用人工菌群的模型实验结果并不完全一致。研究团队认为差异出自原材料为固体蔬菜还是液体蔬菜汁，但还需要进一步研究才能得出结论。
此外，本次的研究结果表明，耐盐性乳酸菌Lactiplantibacillus plantarum重点参与了谷氨酸和丙氨酸的增加过程，这个发现进一步提高了对腌菜美味来源的认识。
研究人员认为，此次研究中所使用的研究方法也可以应用于其他通过自然发酵制作的发酵食品的过程，提高传统发酵食品的商业生产品控标准。具体来说，准确掌握发酵过程中微生物的动态，可以抑制有害微生物的繁殖，从而进一步提高食品的安全性。此外，从现象上理解和应用各种细菌集合体所产生的自然发酵，或将有助于开发新的发酵食品。
虽然采用自然发酵的发酵食品很难每次都再现出相同的味道，但研究人员认为，通过本次研究，消费者将更有可能稳定地享受到“熟悉的味道”。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Microbiology Spectrum
论文：Influence of the initial microbiota on eggplant shibazuke pickle and eggplant juice fermentation
DOI：10.1128/spectrum.00464-24
