课题组前期着重研究自然酸菜发酵生态系统中的菌群演替情况，并对菌体进行分离鉴定。黑龙江大学生命科学学院，微生物黑龙江省高校重点实验室的赵 丹、杜仁鹏、宋 刚、葛菁萍*等人以此作为基础，以分离自自然酸菜发酵液中高产乳酸的L. casei11MZ-5-1为发酵剂，构建酸菜发酵微生物生态系统研究模型，对比分析L. casei11MZ-5-1酸菜发酵过程中有机酸、总酸、亚硝酸盐、VC、甘油、乙醇、甘露醇、2,3-丁二醇等关键代谢产物，挥发性风味物质及细菌多样性的差异。研究结果有助于酸菜工艺的监控和质量标准的建立，对加菌酸菜质量稳定性的提高和产业发展水平的提升具有实践指导意义。
1、pH值和总酸含量变化结果
在发酵起始阶段（1 d），pH 5.5～5.7，随着发酵时间的延长，pH值呈现先急速下降后趋于稳定的趋势，且BA中pH值下降速率快于CK。在发酵末期，BA的pH值略低于CK，分别为3.32±0.02和3.37±0.04。一般来说，酸菜发酵液的pH值达到3.5～3.8，认为酸菜已成熟，风味品质最佳，即可食用。
2、亚硝酸盐含量和VC含量的变化
CK中亚硝酸盐的含量呈先升高后降低的趋势，在发酵第7天时出现一个明显的亚硝酸盐峰，峰值为（18.35±0.27）mg/kg，直至第17天几乎消失。因为发酵初期，LAB含量较少，杂菌含量较多，尤其是含硝酸盐还原酶的杂菌能够将硝酸盐还原成亚硝酸盐，导致形成亚硝酸盐峰。而BA中始终没有出现亚硝酸盐峰，含量维持在1.00 mg /kg以下，在发酵末期为（0. 27±0.04）mg/kg，远低于国家卫生标准（20.00 mg/kg）。
3、风味物质的含量变化
乳酸在2 个发酵系统中都随着发酵时间的延长，呈现先急速上升后缓慢上升最后趋于平稳的趋势，在发酵末期质量浓度达到最高，分别为（7.02±0.11）g/L（CK）和（8.98±0.46）g/L（BA）。
乳酸是代表酸菜营养程度的指标，一般在乳酸含量不明显增加的时间结束发酵，获取酸菜产品。本研究发现BA中乳酸的含量始终高于CK并先于CK达到最高值趋于稳定。此趋势与前人研究酸菜发酵过程中乳酸变化情况相同。乙酸在两种发酵系统中的变化趋势与乳酸相一致，在发酵末期，质量浓度分别为（0.53±0.02）g/L（CK）和（0.50±0.03）g/L（BA）。
4、酸菜感官评价结果
对比2 种酸菜样品，BA样品整体感官评分为（2.33±0.12）分，高于CK样品（（1.87±0.06）分）。从色泽、香气、口味、脆度等指标进行评价，BA的分数均高于CK（P＜0.05）。由此看出，L. casei11MZ-5-1作为发酵剂可显着改善酸菜的感官品质。
5、L. casei11MZ-5-1酸菜发酵过程中菌体的多样性及演替分析
在整个发酵过程中共分离得到6 类菌体，分别为LAB、好氧菌、Saccharomyces、Enterobacter、Enterococcus和E. coli，并未分离得到S. aureus、B. cereus、Clostridium difficile、L. monocytogenes和Salmonella。LAB作为优势菌在数量上呈现先增加后保持不变的趋势，好氧菌则呈平稳生长趋势；Saccharomycetes、Enterobacter、Enterococcus和E. coli的菌体数量则呈现不断降低的趋势。在发酵末期，未检测到Enterobacter、Enterococcus和E. coli。
6、L. casei11MZ-5-1酸菜发酵过程中菌体种类鉴定结果
经生理生化鉴定及16S rDNA鉴定，结果显示1号为L. casei，NCBI序列比对结果与菌株NC014334.1具有较高的相似度，且结果与先前的研究一致；3、4号为L. brevis，且NCBI序列比对结果与菌株AP012167.1具有较高的相似度，因此将这2 株菌统一分类为同一株L. brevis；7和13号为未培养细菌；2号为Lactobacillus；5号为L. plantarum；6号为Acinetobacter sp.，8号为Enterobacter sp.，9号为Klebsiella pneumoniae，10号为C. albicaus；11号为Saccharomyces，12号为E. coli，14号为Staphylococcus sp.。
结 论
本研究以分离自酸菜发酵液的L. casei11MZ-5-1为发酵剂，对比分析L. casei11MZ-5-1发酵酸菜和自然发酵酸菜样品重要代谢物、挥发性风味物质的含量及菌群分布情况。总酸含量与VC含量呈正相关，与亚硝酸盐含量呈负相关。其中L. casei11MZ-5-1发酵酸菜中，总酸含量较高，VC含量最大，亚硝酸盐含量最低，甘油、甘露醇、2,3-丁二醇等有益代谢产物及挥发性风味物质的含量高于自然酸菜发酵微生物生态系统。此外，随着发酵的进行，两体系中细菌大量繁殖。自然酸菜发酵微生物生态系统微生物种类高于L. casei11MZ-5-1发酵酸菜微生物生态系统，且在整个发酵过程中，L. casei始终保持优势地位。由此可以看出，L. casei11MZ-5-1作为酸菜发酵剂，可以增加酸菜的总酸含量，降低亚硝酸盐含量，防止VC降解，加强风味物质含量，防止腐败菌的生长，从而提高酸菜安全性和营养价值。
