近日，来自华南理工大学罗立新教授团队在国际一区Top期刊Food Research International（IF=8.0，一区Top）发表研究论文。该研究基于昊为泰提供的Accu16S^®细菌与AccuITS™真菌绝对定量测序专利技术，系统评估了S. carnosus DG06不同接种策略对酱油发酵中微生物生态、代谢产物以及风味形成的影响，揭示其在构建智能化酿造中合成菌群的功能价值，为传统发酵食品的现代化、可控化生产提供了新路径。

英文题目： Impact of Staphylococcus carnosus DG06 inoculation on microbial and metabolic profiles during Cantonese soy sauce fermentation

中文题目：Staphylococcus carnosus DG06接种对广式酱油发酵中微生物和代谢特征的影响

发表期刊： Food Research International 

影响因子： 8.0（一区Top）

发表时间： 2025年6月

本研究内容概要图

1. 利用昊为泰微生物绝对定量测序技术，实现对酱油发酵过程中关键微生物动态的精确追踪。

2. 首次明确不同时间与剂量接种S.      carnosus DG06对酱油风味物质的调控作用。

3. 发现S. carnosus 与Starmerella、Wickerhamiella等之间存在正向协同作用，促进挥发性风味物质生成。

4. 构建多维分析网络，揭示特定微生物与酱油理化指标、风味成分之间的显著相关性。

5. 通过优化接种策略显著提升酱油中酯类、醇类等典型风味物质含量。

微生物接种策略优化促进酱油理化性质提升

研究者首先构建了5个发酵组，包括自然发酵对照组（TF）与4个不同接种策略组（IF1（第1天接种6.0 log CFU/g）、5IF1（第1天接种6.7 log CFU/g）、IF7（第7天接种6.0 log CFU/g）和5IF7（第7天接种6.7 log CFU/g）），从氨基酸态氮、还原糖、pH、盐度等多个理化指标评估发酵效果。结果显示，第7天高剂量接种（5IF7）在60天后具有更高的氨基酸态氮（AN）与更平衡的酸碱环境（pH），同时保持适中盐度，显著优于早期接种组（图1F-O）。

图1. 广式酱油制备过程中理化性质的变化。柱状图和折线图展示了氨基酸态氮（A、F、G）、总酸（B、H、I）、还原糖（C、J、K）、pH值（D、L、M）和盐度（E、N、O）的动态变化。不同接种策略包括：IF1（第1天接种6.0 log CFU/g）、5IF1（第1天接种6.7 log CFU/g）、IF7（第7天接种6.0 log CFU/g）和5IF7（第7天接种6.7 log CFU/g），TF组为未接种自然发酵对照组。

在酶活性方面，第14天5IF7组的酸性与碱性蛋白酶活性分别为109.86与213.77 U/mL，显著高于TF组（图2A-C）。此外，5IF7组的淀粉酶活性也显著升高（图2D），为氨基酸释放提供了酶学基础。PCA结果显示，酶活性与AN是区分不同发酵策略的关键变量（图2F）。

图2. 广式酱油制备过程中酶活性的动态变化。柱状图显示了酸性蛋白酶（A）、中性蛋白酶（B）、碱性蛋白酶（C）、淀粉酶（D）和纤维素酶（E）的活性变化；F图为所有理化性质的主坐标分析（PCoA）得分图。5IF7组表示第7天接种6.7 log CFU/g，TF组为未接种自然发酵对照组。

靶向与非靶向风味分析揭示接种优势

通过HPLC与GC-MS检测，研究者对发酵过程中游离氨基酸（FAAs）、有机酸（OAs）与挥发性风味物质（VFCs）进行动态分析。结果显示，FAAs在前14天迅速累积，以谷氨酸和天冬氨酸为主，呈现典型鲜味特征。尤其是5IF7组在45天即达TF组60天水平，说明接种S. carnosus DG06可加快发酵进程（图3D）。OAs方面，早期接种组（IF1、5IF1）有助于乳酸和醋酸等积累，晚期接种组则促进了柠檬酸和丙酸等芳香性有机酸形成（图3E）。VFCs结果尤为显著，5IF7组在60天时酯类、醇类显著提升，乙酸乙酯、乙酸苯乙酯等香气增强成分显著高于对照（图3F-G）。5IF7的VFCs总量达到了TF组的3倍以上，表现出更佳的香气特征。

图3. 广式酱油制备过程中风味化合物的汇总分析。自由氨基酸（A）、有机酸（B）和挥发性风味化合物（C）的主成分分析图；自由氨基酸的堆叠柱状图与热图（D）和有机酸热图（E）；挥发性风味化合物的聚类热图（F）与分类堆叠柱状图（G）。其中，5IF7组为第7天接种6.7 log CFU/g，TF组为自然发酵对照组。本图直观反映了不同接种策略对风味物质积累路径和模式的影响。

微生物绝对定量揭示群落结构演替

通过昊为泰提供的Accu16S^®细菌（V3-V4区）与AccuITS™真菌（ITS1区）绝对定量测序，研究者对发酵过程中的细菌与真菌群落进行了绝对定量分析。在菌属水平上，Staphylococcus在第7天后迅速占据主导地位，5IF7组在30天时其绝对丰度达到6.30×10⁶ copies/g，是TF组的两倍（图4G）。真菌方面，酵母属如Starmerella、Wickerhamiella和Zygosaccharomyces在发酵后期优势增强，特别是Starmerella在45天时在5IF7组显著高于TF组（图4F、H）。LEfSe分析进一步明确了两组之间关键菌群的差异，验证了S. carnosus接种对微生物结构的重塑作用（图4I-J）。

图4. 广式酱油传统发酵与接种发酵阶段微生物多样性与群落结构分析。细菌（A）和真菌（B）在门水平的相对丰度；细菌（C）和真菌（D）在门水平的绝对丰度；细菌（E）和真菌（F）在属水平的相对丰度；细菌（G）和真菌（H）在属水平的绝对丰度；细菌（I）和真菌（J）的LEfSe系统发育树状图及LDA得分图（仅展示LDA值>3的分类群，柱状图长度表示各显著差异物种在各组中的影响力）。TF组为自然发酵对照，5IF7组为第7天接种6.7 log CFU/g实验组。

微生物与风味/理化因子的相关性分析

研究者通过冗余分析（RDA）和Pearson相关性分析系统解析了微生物与理化性质、风味物质之间的关系。RDA结果显示，在接种组（5IF7）中，Staphylococcus的丰度主要受到pH和盐度调控，而TF组中则表现出Staphylococcus 与盐度的显著正相关，说明自然发酵中盐分可能促进了耐盐菌株的富集。在风味相关性方面，图5F的Pearson网络图揭示了特定微生物与挥发性风味化合物（VFCs）之间的联系，其中Starmerella、Wickerhamiella和Zygosaccharomyces与多种酯类、醇类及有机酸显著正相关，表明它们是后期风味形成的关键真菌；而Aspergillus、Weissella和Limosilactobacillus则与VFCs呈负相关，提示其丰度下降可能与香气积累有关。

图5. 广式酱油传统发酵与接种发酵过程中微生物与理化及风味指标的相关性分析。细菌（A）和真菌（B）与理化指标的冗余分析（RDA）；传统发酵（C）与接种发酵（D）中风味化合物的重要性指标（VIP）分析图；传统发酵（E）与接种发酵（F）中微生物与风味化合物的Pearson相关网络图。该图节点越大表示权重越高，边越粗表示相关性越强，橙色曲线表示正相关，蓝色曲线表示负相关。该图全面揭示了微生物与风味生成之间的潜在关联及机制差异。

本研究利用昊为泰微生物绝对定量测序技术，系统评估了Staphylococcus carnosus DG06在广式酱油发酵过程中的作用机制。研究表明，第7天高剂量接种S. carnosus DG06能够提升关键风味物质积累，促进蛋白酶活性维持，并通过与芳香酵母的协同作用，重塑微生物群落结构，终实现风味显著提升。这为构建以功能菌株为核心的智能化微生物联合体提供理论依据和技术路径，推动传统发酵食品的现代化和标准化发展。

在本研究中，昊为泰扩增子绝对定量测序技术揭示了微生物在发酵过程中真实的丰度变化，弥补了相对定量在群落动态解析和微生物–风味关联分析中的局限，尤其突出体现了Staphylococcus与芳香酵母协同增香机制的真实生态基础。

具体来说，本研究利用昊为泰扩增子绝对定量测序技术通过对Staphylococcus、Starmerella和Wickerhamiella等关键微生物在整个发酵过程中拷贝数在数量级上的变化进行了精准量化，揭示了这些菌种在接种组（5IF7）中存在真实且显著的丰度提升，而这一变化在传统的相对丰度分析中往往被其他菌种比例掩盖。此外，结合风味物质的网络分析发现，只有在绝对定量基础上，才能更准确构建微生物与风味化合物之间的正向协同关系，明确接种后S. carnosus如何促进芳香酵母增殖并驱动酱油风味增强。

昊为泰微生物绝对定量测序系列

技术介绍

“专注绝对定量微生物组，成就精准科研新高度！”。昊为泰生物多年来持续专注于微生物绝对定量测序技术研发与推广，目前已经成为国内基于添加Spike-in内标的微生物绝对定量测序技术研发早、绝对定量产品线服务全、合作项目多、发表文章数量及水平高，并且唯一获得国家专利授权的公司。

• 昊为泰微生物扩增子绝对定量六周年特刊 |  【绝对定量选昊为泰】专注微生物绝对定量技术创新，做定量微生物组学开创者！；

• 基于Spike-in内标法 | 昊为泰首创微生物AccuMetaG宏基因组绝对定量测序专利技术服务，火热进行中！；

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• 综述聚焦发酵食品中的微生物组组装，总结了“扩散-选择-多样化-漂移”框架和群落丰度及多样性的重要作用；

• 多篇Nature强烈建议：微生物真实差异、疾病标记物、核心菌群筛选、模型预测、动态变化、菌群互作网络、群落组装要用“绝对定量”；

• Nature：要想真正研究宿主-肠道微生物的相互作用，必须将相对定量变成绝对定量；

• Nature文章发现微生物群落动态研究绝对定量是关键，内标法比qPCR法定量更好（特异性、灵敏度和一致性更高）；

• Nature Biotechnology强烈建议微生物组要用“绝对定量”，指出当前研究未普及微生物组绝对定量检测是“不幸的”；

• The ISME Journal：为什么微生物相对定量不能代替绝对定量；

• Microbiome文章强调利用内标法进行扩增子绝对定量测序可以更好揭示微生物组动力学中突出的核心物种和相互作用；

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