南昌大学熊涛教授、关倩倩博士等Food Bioscience发文：探究酱油发酵期间与生物胺产生有关的核心微生物及机制

近日，南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室Linli Zhang(第一作者)、关倩倩博士(通讯作者)和熊涛教授(通讯作者)等在国际食品期刊《Food Bioscience》(中科院一区，IF：5.2）发表了题为“Exploring the core microorganisms and mechanisms responsible for biogenic amines production during soy sauce fermentation”的研究论文。

氨基酸的丰富能够赋予酱油独特风味，但是也提供了产生有毒化合物生物胺(BAs)的可能。生物胺作为低分子量含氮有机化合物，主要来源于氨基酸的脱羧作用。含有高BAs的食物能够引起一些症状例如过敏、头痛、胃肠道不舒服，甚至严重的中毒。BAs的有害水平经常在酱油中被检测到。然而，在酱油中，与BAs产生相关的微生物和机制还没有被很好地了解。

在该研究中，研究人员通过代谢组和宏基因组分析来探究酱油发酵期间BAs的动态改变和代谢通路。在制曲过程中，检测到的主要BAs为亚精胺和腐胺；而在醪发酵期间，主要的BAs为腐胺、酪胺、苯基乙胺和组胺。PCA分析揭示基于BAs的动态水平，酱油发酵过程被分为5个代表性阶段。宏基因组分析揭示15种微生物属主要参与BAs的形成，特别是组胺主要由Klebsiella产生，而Bacillus是主要的产酪胺的细菌。相关性分析显示pH增加抑制制曲期间亚精胺的产生，然而提高NaCl浓度有助于醪发酵期间苯基乙胺的形成。共现网络分析揭示产BA微生物和其他属之间的关联。

总之，这些结果有助于我们提升对酱油发酵期间BAs产生机理的理解，指导开发能够降解工业生产酱油中BA的发酵剂。

Fig. 1. Dynamic changes of biogenic amines during koji making ((a) tryptamine; (b) spermidine; (c) spermine; (d) cadaverine; (e) tyramine; (f) phenylethylamine; (g) histamine; (h) putrescine; (i) Total BAs; (j) PCA analysis of BAs during koji making; K0, K12, K24, K36, K44 represent the koji making at 0, 12, 24, 36, 44 h respectively).

Fig. 2. Dynamic changes of biogenic amines during moromi fermentation ((a) tryptamine; (b) spermidine; (c) spermine; (d) cadaverine; (e) putrescine; (f) tyramine; (g) phenylethylamine; (h) histamine; (i) Total BAs; (j) PCA analysis of BAs during moromi fermentation; Day 1, Day 30 and Day 90 represent the moromi fermentation at Day 1, 30, and 90 respectively).

Fig. 3. Microbial community succession during soy sauce fermentation. Changes in alpha diversity indices (a); The Venn diagram revealed the unique OTUs and shared OTUs in different fermentation stages of soy sauce (b); Composition of the microbial community at phylum (c) and genus (d) level during soy sauce fermentation; The linear discriminant analysis effect size (LEfSe) determined the biomarker in different fermentation stages of soy sauce (e) (KJ0h and KJ36 represent the koji making at 0 and 36 h respectively; Day 1, Day 30 and Day 90 represent the moromi fermentation at Day 1, 30, and 90 respectively).

Fig. 4. Taxonomic distribution and abundances of enzymes involved in biogenic amines formation during soy sauce fermentation (KJ 0 h and KJ 36 represent the koji making at 0 and 36 h respectively).

Fig. 5. Biosynthesis pathways of biogenic amines in soy sauce and the expression of genes encoding amine-producing enzymes.

Fig. 6. Correlation of biogenic amines with precursors and physicochemical parameters during koji making (a, b) and moromi fermentation (c, d) (TA: Total acid; TN: Total nitrogen; RS: Reducing sugar; AN: Amino acid nitrogen). Co-occurrence network of microbial community during soy sauce fermentation (r > 0.6, p < 0.05) (e).

https://doi.org/10.1016/j.fbio.2024.104236

作者简介

熊涛，博士，二级教授，博士生导师。主要从事益生菌及大宗果蔬高值化利用研究。1992年9月在南昌大学参加工作；2006年12月任南昌大学食品学院教授，2015年9月任南昌大学食品学院副院长。现任南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室常务副主任。

在国内外核心期刊上发表学术论文160余篇，其中SCI收录68篇，高被引论文1篇。授权发明专利24项，其中国际发明专利2项。主持完成国家863计划等科研课题50多项。获国家科技进步二等奖、江西省技术发明一等奖、中国侨界贡献奖（创新成果）、中国产学研创新合作成果一等奖、江西省科学技术进步一等奖、中国食品科学技术学会科技创新奖一等奖、国家级教学成果奖二等奖、江西省教学成果一等奖、宝钢优秀教师奖等荣誉。

来源：食品放大镜