解万翠教授团队在微生物代谢工程研究领域取得新进展
作者:李昊恩、秦洪庆 时间:2026-05-07 点击数:
随着“健康中国2030”战略和“减盐行动”的深入推进,传统高盐发酵食品的绿色化、标准化升级已成为食品产业的重要课题,推动传统发酵水产调味品向“低盐、速酿、可控、健康”方向转型,对保障国民营养健康、提升产业竞争力具有重要意义。围绕这一目标,williamhill中国解万翠教授团队,集成微生物代谢工程与多模态风味组学技术体系,通过功能菌株定向筛选与代谢网络重构、贮藏过程风味动态解析以及精准脱腥调控,为传统发酵调味品的绿色制造和水产品加工的品质保鲜与提升提供了系统性解决方案。
挖掘功能菌株,驱动传统发酵食品“减盐速酿”
传统高盐发酵食品普遍存在发酵周期长、风味批次不稳定等瓶颈。团队借助ARTP等离子体诱变与高通量筛选策略,从我国传统发酵体系中获得一株兼具高支链氨基转移酶(BCAT)活性和优良安全性的贝莱斯芽孢杆菌突变株BV‑T11。通过全基因组测序与非靶向代谢组学,系统构建了“BCAT‑Ehrlich”风味代谢网络,证实该菌株能高效驱动支链氨基酸向特征香气物质的定向转化。规模发酵验证表明,该菌株可显著提升发酵产品中酯类、醛类等关键香气成分的含量,同时使腥味相关物质三甲胺锐减93%;脑电图(EEG)分析进一步从神经感知层面证实了风味改善效果。研究为传统发酵调味品的低盐化、速酿化和风味精准调控提供了菌种资源和代谢调控新思路,以《Multi‑omics and neurophysiological insights into flavor enhancement of low‑salt shrimp paste fermented by Bacillus velezensis BV‑T11》发表于 《Chemical Engineering Journal》(中科院一区,IF=13.2),第一作者为化工学院博士生卢宽,通讯作者为解万翠教授。

图1.贝莱斯芽孢杆菌BV-T11介导的“BCAT-Ehrlich”风味代谢网络
解码风味陈化演变,服务传统发酵调味品品质控制
传统发酵调味品从出厂到消费的贮藏过程往往伴随复杂的香气重组,明确其风味动态变化对于指导最佳食用期和品质维护至关重要。研究团队采用感官评价、电子鼻、GC‑IMS及HS‑SPME‑GC‑MS等多维风味分析技术,首次系统绘制了不同贮藏时间下发酵水产调味品的香气动态图谱,鉴定出数十种挥发性成分,并基于相对气味活度值筛选出22种关键香气物质。通过相关性分析揭示了贮藏过程中果香、焙烤香等正向香气逐渐向鱼腥味、酱味转变的分子基础,为发酵调味品的贮藏品质控制和消费指导提供了科学依据。成果以《Characterization of the aroma profile and dynamic changes in shrimp sauce with different storage time based on E‑nose, GC‑IMS and GC‑MS》发表于 《LWT - Food Science and Technology》(中科院一区,IF=7.0),第一作者为williamhill威廉希尔硕士生李昊恩,通讯作者为解万翠教授。

图2.虾酱储藏过程中关键挥发性风味物质的代谢通路
建立微生物脱腥策略,助力水产品风味改善
养殖和加工过程中脂质氧化、蛋白质降解引发的腥味问题严重制约水产品消费体验和产业附加值。团队系统比较了乙酸浸泡与四种微生物发酵对水产原料的脱腥效能,利用电子鼻、GC‑IMS和HS‑SPME‑GC‑MS等多技术联用,共鉴定出超过90种挥发性成分。通过相对香气活性值和变量投影重要性双重筛选,锁定了12种关键腥味物质,并发现尼泊尔葡萄球菌发酵能够显著削减1‑辛烯‑3‑醇、己醛等核心腥味成分,其机制涉及微生物对多不饱和脂肪酸氧化途径的干预。该研究为水产品加工领域的精准脱腥和风味提升提供了可产业化的微生物解决方案。成果以《Effects of different deodorization methods on eel flavor quality: A multidimensional volatile analysis》发表于 《Food Research International》(中科院一区,IF=8.1),第一作者为化工学院博士生杨傲林,通讯作者为解万翠教授。

图3.不同脱腥处理后鳗鱼挥发性成分的GC-IMS指纹图谱
上述系列研究构建了从菌株挖掘与代谢工程、数字化风味解析到加工工艺优化的全链条技术框架,为传统发酵调味品的现代化升级及水产品风味品质的精准调控提供了理论支撑与技术路径。
相关工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助。