微生物与鱼露风味的形成关系研究进展

马昊鑫 陈秋月 曾庆 陈桂斌 贾溅琳 王林果 彭海川 张崟

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2024.03.035

引文格式：马昊鑫，陈秋月，曾庆，等.微生物与鱼露风味的形成关系研究进展[J].中国调味品，2024，49（3）：209-213.

MA H X， CHEN Q Y， ZENG Q， et al. Research progress on relationship between microorganisms and flavor formation of fish sauce[J].China Condiment，2024，49（3）：209-213.

摘要：微生物是鱼露风味形成的关键因素，可以利用其自身代谢和其中的酶水解对鱼肉中的蛋白质、脂肪进行分解，产生系列风味物质。为了促进鱼露产品制作工艺的改进，文章在总结鱼露中风味物质来源的基础上，从鱼露的新发酵工艺、发酵微生物种类以及外源酶与其风味形成关系的几个方面，总结分析了近年来国内外有关微生物发酵与鱼露风味形成关系的研究进展，发现酵母菌、乳酸菌、葡萄球菌、芽孢杆菌、微球菌等是促进鱼露风味形成的主要微生物，其中酵母菌能够促进具有蔬菜清香味的醇类以及具有水果香味的酯类物质形成，乳酸菌能够促进具有酸味和乳香味的酸类以及具有肉香味和坚果味的醛类物质形成，这些微生物的存在赋予了鱼露独特的风味，是当前鱼露发酵微生物的研究重点。

关键词：鱼露；风味；微生物；发酵；酶

中图分类号：TS264.9      文献标志码：A      文章编号：1000-9973（2024）03-0209-05

Research Progress on Relationship Between Microorganisms and Flavor Formation of Fish Sauce

MA Hao-xin， CHEN Qiu-yue， ZENG Qing， CHEN Gui-bin， JIA Jian-lin， WANG Lin-guo，

PENG Hai-chuan， ZHANG Yin*

（School of Food and Bioengineering， Chengdu University， Chengdu 610106， China）

Abstract： Microorganisms are a key factor in the flavor formation of fish sauce， which can utilize their own metabolism and enzymatic hydrolysis to decompose proteins and fat in fish to produce a series of flavor substances. To promote the improvement of the production process of fish sauce products， based on summarizing the sources of flavor substances in fish sauce， the research progress on the relationship between microbial fermentation and flavor formation of fish sauce at home and abroad in recent years is summarized and analyzed from several aspects such as new fermentation processes， types of fermentation microorganisms and the relationship between exogenous enzymes and flavor formation. It is found that yeasts， lactic acid bacteria， Staphylococcus， Bacillus and Micrococcus are the main microorganisms that promote the formation of flavor in fish sauce. Among them， yeast can promote the formation of alcohols with vegetable fragrance and esters with fruit fragrance， while lactic acid bacteria can promote the formation of acids with sourness and milk flavor， as well as aldehydes with meat and nut flavors. The presence of these microorganisms gives fish sauce a unique flavor， which is currently the research focus of fish sauce fermentation microorganisms.

Key words： fish sauce; flavor; microorganism; fermentation; enzyme

收稿日期：2023-10-10

基金項目：四川省科技计划项目（2021YFN0033）；国家现代农业产业技术体系四川创新团队项目（sccxtd-2023-15）；四川省科技厅苗子工程项目（MZGC20230123）

作者简介：马昊鑫（1999—），男，硕士研究生，研究方向：农畜产品加工与保藏。

*通信作者：张崟（1981—），男，教授，博士，研究方向：农产品加工与保藏。

鱼露是将低值鱼虾及其加工副产物盐渍发酵而成的调味品，尤其适合多刺及体型较小的鱼类的深加工。鱼露风味独特且营养丰富，具有抗氧化、降血压、抗癌和抗凝血等功能[1]，鱼露中含有的牛磺酸不仅能促进婴幼儿脑组织发育和智力开发，而且具有提高神经传导和视觉机能、预防心血管疾病等有益功效[2]。除此之外，鱼露含有18种氨基酸（包含人体所需的全部8种必需氨基酸）以及多种矿物质和维生素，常期食用对人体有益。

鱼露风味化合物的形成与其中的蛋白酶或外源酶以及耐盐微生物密切相关，主要通过对蛋白质、脂肪和碳水化合物的代谢形成鱼露特殊的风味。在鱼露的整个发酵过程中存在着大量微生物菌群，经过无氧高盐环境的驯化，各发酵阶段呈现出不同的优势菌群，如我国传统鱼露发酵前期优势菌种多以酵母菌属为主，发酵中后期以乳酸菌属为主[3]。为了获得更高品质的鱼露，明确鱼露中的微生物与其风味形成的关系至关重要。因此，本文总结比较了微生物与鱼露风味形成的关系，以期为鱼露产品的风味改进提供参考。

1  鱼露中的风味物质的来源

鱼露中的风味物质主要包括醇类、醛类、酮类、酸类、酯类、碳氢化合物、芳香族化合物、含硫化合物等[4]，其中醇类物质主要是由脂肪氧化分解或氨基酸和碳水化合物氧化形成的，酮类和醛类物质主要来源于脂肪氧化和氨基酸的Strecker降解，酯类物质来源于醇类通过酸的酯化反应，酸类物质主要依靠TCA循环产生。各种风味物质的产生途径见图1。Udomsil等[5]研究发现微生物代谢决定了鱼露发酵过程中化学成分的类型和含量，提供了传统鱼露的感官特征。另外，不同微生物参与代谢形成的风味物质不尽相同。

2  鱼露的新发酵工艺

鱼露的传统制作工艺是将低值鱼虾等原料，与一定浓度的盐充分混合后暴露在日光下，利用鱼体自带蛋白酶和微生物作用对鱼肉蛋白质和脂质进行分解，经过时间沉淀产生风味物质[6-7]，这一过程耗时长，导致鱼露的制作成本居高不下。为了改进这一缺陷，近年来快速发酵工艺得到广泛研究，即在传统发酵工艺基础上，通过外加酶或曲、控制发酵温度或盐浓度等方式缩短发酵周期，常见的鱼露快速发酵法有低盐保温法、外加酶法、外加曲法及复合法。几种快速发酵法的对比分析见表1。

由表1可知，相较于传统发酵法，快速发酵法具有一定优势，但也存在一些问题。总的来说，快速发酵法缩短了鱼露的发酵周期，降低了盐分含量，使其处于一个既能维持发酵进行，又足以抑制危害微生物生长繁殖的浓度水平，但也正是由于发酵时间短、发酵不充分，一些有益的风味物质及色素未充分形成，导致产品存在色泽淡、风味差等问题。另外，快速发酵法操作过程较复杂，产品安全性有待改进。

3  鱼露中的微生物与其风味形成的关系

3.1  不同发酵时期的优势菌对鱼露风味形成的影响

鱼露发酵前期的核心微生物主要是酵母菌、葡萄球菌、微球菌，发酵中后期的核心微生物主要是乳酸菌、芽孢杆菌，这些微生物的存在对风味物质的形成同样起着不可或缺的作用。葡萄球菌中存在蛋白酶和脂肪酶，能够成为鱼露发酵前期的优势菌种，促进其产酯增香。Hans等[8]研究证明木葡萄球菌能在发酵中促进支链氨基酸亮氨酸、缬氨酸和异亮氨酸产生，这些支链氨基酸不仅能促进支链脂肪酸生物合成，而且可以通过分解代谢形成醛类和酸类物质。Gao等[9]在关于酸鱼鱼露中优势菌株生物合成乙酸酯的研究中发现，葡萄球菌135在乙醇和支链/直链脂肪酸的存在下可以合成乙基酯，并在低pH条件下利用游离脂肪酸通过酯化反应合成酯类化合物如乙酸乙酯、乙酸异戊酯和醋酸酯。此外，王永霞[10]研究发现微球菌具有脂肪酶活性和一定的蛋白酶活性，能够在发酵前期极短的有氧时间段水解甘油三酯中的长链脂肪酸和蛋白质。目前关于微球菌参与发酵鱼露风味形成的研究相对缺乏，且一般是与葡萄球菌或芽孢杆菌等共同作用，难以精确阐明其对风味形成的影响。

3.2  霉菌对鱼露风味形成的影响

在中国传统鱼露的发酵中，鱼盐混合初期，由于盐分还没有充分浸入鱼体以及环境中还存在空气，霉菌大量生长繁殖，它主要参与蛋白质的初步降解，其所含蛋白酶能将蛋白质分解为氨基酸和多肽等风味前体物质，为后续风味形成做准备[11]。

3.3  酵母菌对鱼露风味形成的影响

酵母菌作为一种天然的发酵剂，被广泛应用于食品发酵中，如香肠[12]、酿酒[13]等。在鱼露发酵前期，待盐分逐渐浸入鱼体以及发酵环境中氧气消耗，霉菌数量减少至无，酵母菌和乳酸菌开始竞争，引起酒精发酵生成醇类物质如乙醇[14]。此外，有研究表明它不仅参与碳水化合物的发酵和芳香族化合物的产生，而且具有蛋白酶和脂肪酶活性。Gao等[9]利用酿酒酵母单一发酵为鱼露风味改性的研究中发现酵母菌参与了6种有机酸（柠檬酸、丙酮酸、苹果酸、琥珀酸、乳酸、乙酸）的形成，且酵母菌对甜味氨基酸（苏氨酸、丝氨酸等）和鲜味氨基酸（谷氨酸、天冬氨酸等）具有积极影响。Song等[15]研究证明从鲭鱼鱼露中分离出的增香酵母有助于醛类（辛醛、3-甲硫基丙醛、3-甲基丁醛等）、酮类（丙酮、丁酮、戊酮等）、醇类（2-甲基-1-丁醇、乙醇、苯甲醇等）、酯类（乙酸乙酯、氨基甲酸酯等）、烃类（戊烷、苯甲烷等）、酸类（苯甲酸、3-甲基丁酸、有机酸等）和杂环类（2-乙基呋喃、2-乙烷基吡啶等）物质的形成。由此可见，酵母菌是鱼露风味形成过程中必不可少的发酵微生物。

3.4  乳酸菌对鱼露风味形成的影响

乳酸菌是传统鱼露发酵中后期的优势菌种，对其风味形成有着重要的影响。乳酸菌主要参与酸类物质的形成，如乳酸、柠檬酸和苹果酸等有机酸以及乙酸、丁酸、丙酸和戊酸等挥发性酸，而乳酸、乙酸可以在发酵过程中与乙醇形成乙酸乙酯、乳酸乙酯等特征香味物质。在周玥琦[16]的研究中，乳酸菌参与了蛋白质代谢和脂质代谢，促进了游离氨基酸和游离脂肪酸的形成，且接种乳酸菌发酵的鯖鱼鱼露中醇类（1-辛烯-3-醇、辛醇等）、醛类（正己醛、糠醛等）物质含量增加。嗜盐四联球菌是一类耐高渗和嗜盐的乳酸菌，是重要的食品腐败性细菌。闫文华等[17]研究发现，添加四联球菌的三文鱼鱼露相较于未添加组，氨基酸态氮、总酸含量和游离氨基酸总量更高，鲜味氨基酸如谷氨酸和天冬氨酸含量也高于未添加组，表明四联球菌的加入改善了鱼露的风味。

3.5  芽孢杆菌对鱼露风味形成的影响

芽孢杆菌含有蛋白酶，主要参与蛋白质代谢，对鱼露中醇类、醛类、酯类、呋喃类、含硫化合物的形成具有积极影响。Lapsongphon等[18]的研究证明芽孢杆菌属Virgibacillus sp.SK37分解出大量蛋白酶，加快了蛋白质水解，增加了芳香活性化合物2-甲基丁醛和3-甲基丁醛的含量。杨海宁等[19]研究发现接种了贝莱斯芽孢杆菌SW5的鱼露中醇类（苯乙醇、正己醇等）、醛类（苯甲醛、2-甲基丙醛、3-甲基丁醛、2-甲基丁醛等）、酯类（戊酸甲酯、甲酸庚酯等）、呋喃类（2-乙基呋喃、2-戊基-呋喃等）、含硫化合物（三甲胺、羟胺、2-甲基-吡啶、2-乙酰基吡嗪等）含量显著增加。

除了上述几种常见微生物外，国内外已有学者在研究中发现了其他影响鱼露风味的微生物，杜方敏[20]根据鱼露样品的不同发酵时期，研究细菌群落与代谢产物之间的相关性时发现弧菌、假单胞菌、假交替单胞菌等均对氨基酸积累产生正向作用，其中假单胞菌和假交替单胞菌的相关性较高，说明这些微生物对鱼露风味的形成具有积极影响，但其中的风味形成机理仍有待探究。鱼露发酵中参与风味形成的核心微生物及其与风味形成的关系见表2。

4  外源酶与风味物质的形成

发酵鱼露风味的形成也离不开酶。一方面是鱼体内自带的酶，Zhu等[21]研究发现，通过调节pH、温度等能够提高鱼体内自带蛋白酶的活性，从而增加鳀鱼鱼露中游离氨基酸、有机酸（乳酸、琥珀酸、苹果酸和柠檬酸等）以及风味核苷酸（5'-GMP、5'-IMP、5'-AMP等）的含量。另一方面是外加酶，添加商业酶可以缩短发酵周期[22-23]。目前鱼露中常用外加酶主要有木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶和脂肪酶等。

4.1  木瓜蛋白酶

木瓜蛋白酶是存在于番木瓜中的一种低特异性蛋白水解酶，属于巯基蛋白酶，具有酶活好、热稳定性高、卫生安全等特点。贺晓丽等[24]研究贝莱斯芽孢杆菌与外加酶协同作用发酵鱼露时发现木瓜蛋白酶的加入不仅缩短了发酵周期，而且极大程度地增加了氨基酸态氮含量。Xu等[25]研究发现在发酵鲈鱼的过程中添加木瓜蛋白酶有助于游离氨基酸的释放，并增加了天冬氨酸和谷氨酸等鲜味氨基酸的含量，这对于鱼露后期风味物质（醛类、酮类和醇类）的形成具有积极影响。此外，根据不同含量木瓜蛋白酶添加组的脂肪酸组成对比发现，添加木瓜蛋白酶有助于脂肪氧化，从而促进醛类（戊醛、己醛、庚醛等）或醇类（1-辛烯-3-醇、1-己醇、1-戊醇等）等挥发性风味物质的产生。

4.2  菠萝蛋白酶

菠萝蛋白酶是一种从菠萝中提取的巯基蛋白酶，具有天然、无毒、无副作用等特点，当前已在食品、药品、化妆品等领域广泛应用。Mohamed等[26]外加菠萝蛋白酶发酵鲭鱼鱼露，发现样品中风味前体物质（游离氨基酸与脂肪酸）含量显著增加，提高了鱼露的营养价值与风味。

4.3  其他外加酶

近年来，研究人员发现一些其他蛋白酶能够参与鱼露发酵，并对其风味产生积极影响。王正云等[27]通过复合蛋白酶（风味酶+中性蛋白酶）发酵草鱼下脚料得到的鱼露氨基酸态氮含量高，且具有鱼露固有的香气。Xu等[28]外加中性蛋白酶发酵鳗鱼鱼头，所得鱼露氨基酸态氮含量增加，达到国家二级鱼露标准。此外，一些富含蛋白酶的鱼内脏（如脾蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等）有助于鱼露风味的形成，Sappasith等[29]利用金枪鱼脾脏发酵沙丁鱼鱼露，所得产品游离氨基酸和核苷酸含量提高，这有助于鱼露形成特定的香气和风味。Asbjrn[30]在发酵北极毛鳞鱼鱼露过程中外加大西洋鳕鱼盲肠，提高了鱼肉中蛋白质的利用率，促进了游离氨基酸和多肽的形成，有助于鱼露中风味物质的产生。

4.4  外加脂肪酶与风味物质形成

脂肪酶能够促进甘油三酯水解生成甘油和脂肪酸，同时它具有多种催化能力，可以催化三酰甘油酯及其他一些水不溶性酯类的水解、醇解、酯化、转酯化以及酯类的逆向合成反应。目前国内外关于外加脂肪酶发酵鱼露的研究还比较缺乏。根据桑胜旺[31]关于外源脂肪酶对发酵鲢鱼品质影响的研究，脂肪酶在催化酯类水解生成FFA等风味前体后，FFA与醇类（甲醇、乙醇）物质反应生成酯类（乙酸乙酯等），其代谢物SFA经β氧化后主要与β-酮酰基CoA反应生成甲基酮，而UFA逐步分解为醛类（3-甲基丁醛、2-甲基丁醛等）、酸类（乙酸、丁酸、苯甲酸、柠檬酸等）和醇类（乙醇、苯甲醇等）物质。

4.5  其他与风味物质形成相关的酶

淀粉酶是参与碳水化合物代谢的主要酶，它的主要作用是催化鱼肉中极少量的碳水化合物水解生成糖类，糖类经糖酵解后产生丙酮酸，然后经美拉德反应和Strecker反应产生醇类、醛类、酸类等多种风味物质。

目前关于外加酶对发酵鱼露风味影响的研究中，外加酶主要以蛋白酶为主，这也是因为鱼类蛋白质含量较高，并且随着外加蛋白酶的加入，鱼肉中蛋白质利用率增加，游离氨基酸和多肽等风味前体物质含量提高，最终使得鱼露中的风味物质种类和含量增加，而脂肪酶、淀粉酶等则以原料自带或微生物所含为主，外加发酵鱼露的研究相对较少，未来可以拓展这方面的研究。可以预见，随着研究的深入，将来一定会有新的外源酶能够在鱼露发酵中脱颖而出，如何高效且安全地利用它们是值得思考的问题。与鱼露风味形成相关的外加酶见表3。

5  结语

通过分析比较微生物与鱼露风味形成的关系发现，酵母菌、乳酸菌、葡萄球菌、芽孢杆菌、微球菌等是促进鱼露风味形成的主要微生物，其中酵母菌能够促进具有蔬菜清香味的醇類以及具有水果香味的酯类物质形成，乳酸菌能够促进具有酸味和乳香味的酸类以及具有肉香味和坚果味的醛类物质形成。尽管目前国内外已经在微生物与其风味形成关系的研究方面取得了一定研究进展，但是通过外加微生物得到的鱼露风味仍然与传统发酵鱼露的风味存在差距。因此，鱼露快速发酵工艺还有待进一步改进和完善。

参考文献：

[1]HAN J R， KONG T， WANG Q， et al. Regulation of microbial metabolism on the formation of characteristic flavor and quality formation in the traditional fish sauce during fermentation： a review[J].Critical Reviews in Food Science and Nutrition，2022，63（25）：7564-7583.

[2]陈丽丽，白春清，袁美兰，等.高效液相色谱法测定鱼露中章鱼胺和牛磺酸[J].食品与发酵工业，2020，46（2）：261-265.

[3]柯欢.花骨鱼鱼露产品开发及其品质评价[D].成都：成都大学，2021.

[4]韩冰，侯晨，徐英楠，等.鱼露风味品质变化规律及改良技术的研究进展[J].中国调味品，2023，48（3）：216-220.

[5]UDOMSIL N， CHEN S， RODTONG S， et al.Quantification of viable bacterial starter cultures of Virgibacillus sp.and Tetragenococcus halophilus in fish sauce fermentation by real-time quantitative PCR[J].Food Microbiology，2016，57：54-62.

[6]柯欢，张崟，陈平平，等.鱼露加工工艺研究进展[J].中国调味品，2020，45（4）：136-140.

[7]郭思亚，张龙翼，廖秀清，等.国内外水产品加工技术研究进展[J].四川农业科技，2018（1）：61-63.

[8]HANS B， HANSEN A， LAURITSEN F R. Catabolism of leucine to branched-chain fatty acids in Staphylococcus xylosus[J].Journal of Applied Microbiology，2004，96：1185-1193.

[9]GAO P， JIANG Q X， XU Y S， et al. Biosynthesis of acetate esters by dominate strains， isolated from Chinese traditional fermented fish （Suan yu）[J].Food Chemistry，2017，244：44-49.

[10]王永霞.肉品发酵剂的菌种筛选及在发酵香肠中的应用[D].北京：中国农业大学，2004.

[11]黄紫燕，朱志伟，曾庆孝，等.传统鱼露发酵的微生物动态分析[J].食品与发酵工业，2010，36（7）：18-22.

[12]WEN R X， YIN X Y， HU Y Y， et al. Technological properties and flavour formation potential of yeast strains isolated from traditional dry fermented sausages in Northeast China[J].LWT-Food Science and Technology，2022，154：112853.

[13]CHEN L H， WANG S X， LIU B， et al. Flavor characteristics of hulless barley wine fermented with mixed starters by molds and yeasts isolated from Jiuqu[J].Food Bioscience，2023，52：102349.

[14]白妞妞，白锴凯，何建林，等.鱼露发酵技术及风味研究进展[J].中国调味品，2021，46（2）：175-179.

[15]SONG M C， WU Y Y， LI L H， et al. Activities of endogenous lipase and lipolysis-oxidation of low-salt lactic acid-fermented fish （Decapterus maruadsi）[J].Journal of Oleo Science，2018，67（4）：445-453.

[16]周玥琦.乳酸菌發酵制备低盐鲭鱼调味品的研究[D].无锡：江南大学，2021.

[17]闫文华，欧杰.嗜盐四联球菌对三文鱼废弃物酿造鱼露的影响[J].山东农业大学学报（自然科学版），2018，49（6）：911-915.

[18]LAPSONGPHON N， CADWALLADER K R， RODTONG S， et al.Characterization of protein hydrolysis and odor-active compounds of fish sauce inoculated with Virgibacillus sp. SK37 under reduced salt content[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2013，61（27）：6604-6613.

[19]杨海宁，宁豫昌，王昌毓，等.接种贝莱斯芽孢杆菌SW5菌株对发酵鳀鱼鱼露品质的影响[J].核农学报，2019，33（10）：2013-2022.

[20]杜方敏.传统潮汕鱼露发酵的细菌群落演替及与其品质风味相关性研究[D].广州：华南农业大学，2020.

[21]ZHU W H， LUAN H W， BU Y， et al. Changes in taste substances during fermentation of fish sauce and the correlation with protease activity[J].Food Research International，2021，144：110349.

[22]GIYATMI， IRIANTO H E. Enzymes in fermented fish[J].Advances in Food and Nutrition Research，2017，80：199-216.

[23]李詠梅.水产品加工中蛋白酶的应用研究[J].畜牧与饲料科学，2011，32（7）：89-91.

[24]贺晓丽，翁佩芳，沈飚，等.贝莱斯芽孢杆菌SW5菌株与外源蛋白酶协同发酵对鳀鱼鱼露品质的影响[J].宁波大学学报（理工版），2023，36（2）：15-22.

[25]XU W H， JIANG C C， LIU A X， et al. Moderate papain addition improves the physicochemical， microbiological， flavor and sensorial properties of Chouguiyu， traditional Chinese fermented fish[J].Food Bioscience，2022，46：101587.

[26]MOHAMED A R， MOHAMMAD N， NOURHAN A R， et al. Acceleration of mackerel fish sauce fermentation via bromelain addition[J].Nutrition & Food Science，2019，49（1）：47-61.

[27]王正云，蒋慧亮，渠柳柳.草鱼下脚料制备鱼酱油的酶解工艺优化[J].中国调味品，2019，44（6）：88-91.

[28]XU D D， WU R F， ZHAO L， et al. Study on enzymatic fermentation of fish sauce by eel heads[J].Advanced Materials Research，2013，2203（634-638）：1548-1551.

[29]SAPPASITH K， BENJAKUL S， VISESSANGUAN W， et al. Effects of the addition of spleen of skipjack tuna （Katswonus pelamis） on the liquefaction and characteristics of fish sauce made from sardine （Sardinella gibbosa）[J].Food Chemistry，2006，98：440-452.

[30]ASBJRN G.Utilisation of male Arctic capelin and Atlantic cod intestines for fish sauce production-evaluation of fermentation conditions[J].Bioresource Technology，2001，76（2）：119-123.

[31]桑胜旺.外源脂肪酶对发酵鲢鱼品质的影响[D].雅安：四川农业大学，2020.