发酵蔬菜是我国传统发酵食品的重要组成部分,因其口感美味,营养丰富,而深受我国百姓的喜爱。本文主要对我国南方泡菜、西北浆水、南丰腌菜(有盐腌菜和无盐腌菜)、北方酸菜、东北辣白菜、江南梅干菜和糟菜中的微生物菌系结构进行系统性分析,对这些发酵蔬菜的理化性质进行比较,并对这些发酵蔬菜中微生物的功能进行预测等。这些研究能够为我国传统发酵蔬菜制品的标准化、品质改良和食品安全提供重要的理论依据,对挖掘和抢救我国各民族传统特色发酵蔬菜食品、弘扬中华民族食品文化具有重要意义。主要结论有以下几方面:1、本研究共收集96份泡菜、25份浆水、10份南丰有盐腌菜、8份南丰无盐腌菜、60份北方酸菜、42份辣白菜、47份梅干菜和9份糟菜。泡菜、浆水、南丰有盐腌菜、南丰无盐腌菜、北方酸菜、辣白菜、梅干菜和糟菜的p H平均值分别为3.98、3.73、4.04、4.68、4.19、3.89、4.65、4.10;泡菜、浆水、南丰有盐腌菜、南丰无盐腌菜、北方酸菜、辣白菜、梅干菜和糟菜酸度平均值分别为3.97 g/L、0.55 g/L、3.41 g/L、1.38 g/L、5.61 g/L、20.17 g/L、9.25 g/L、11.73 g/L;泡菜、浆水、南丰有盐腌菜、南丰无盐腌菜、北方酸菜、辣白菜、梅干菜和糟菜的盐度平均值分别为41.67‰、2.36‰、32.71‰、4.59‰、14.57‰、22.83‰、53.71‰、42.83‰;泡菜、浆水、南丰有盐腌菜、南丰无盐腌菜、北方酸菜、辣白菜、梅干菜和糟菜的亚硝酸盐平均值分别9.27 mg/kg、15.87 mg/kg、13.45 mg/kg、13.12mg/kg、8.63 mg/kg、5.42 mg/kg、8.50 mg/kg和13.31 mg/kg;泡菜、浆水、南丰有盐腌菜、南丰无盐腌菜、北方酸菜、辣白菜、梅干菜和糟菜的蔗糖平均值分别为9.37 g/L、0.16 g/L、0.04 g/L、0.13 g/L、0 g/L、0.01 g/L、13.20 g/kg和10.32 g/kg;泡菜、浆水、南丰有盐腌菜、南丰无盐腌菜、北方酸菜、辣白菜、梅干菜和糟菜的葡萄糖平均值分别为0.56g/L、0.14g/L、0.02g/L、0.08g/L、0.16g/L、0.66g/L、0.36 g/kg和0.26 g/kg;泡菜、浆水、南丰有盐腌菜、南丰无盐腌菜、北方酸菜、辣白菜、梅干菜和糟菜的果糖平均值分别为0.92 g/L、0.35 g/L、0.1 g/L、0.02 g/L、0.81 g/L、4.37 g/L、1.46 g/kg和0.48 g/kg;泡菜、浆水、南丰有盐腌菜、南丰无盐腌菜、北方酸菜、辣白菜、梅干菜和糟菜的草酸平均值分别为4.40 g/L、0.98 g/L、8.30 g/L、3.67 g/L、3.57 g/L、6.12 g/L、10.05 g/kg和7.11 g/kg;泡菜、浆水、南丰有盐腌菜、南丰无盐腌菜、北方酸菜、辣白菜、梅干菜和糟菜的乳酸平均值分别为8.12 g/L、2.55 g/L、9.43 g/L、3.26 g/L、7.54 g/L、22.19 g/L、1.70 g/kg和1.34 g/kg;泡菜、浆水、南丰有盐腌菜、南丰无盐腌菜、北方酸菜、辣白菜、梅干菜和糟菜的乙酸平均值分别为2.16 g/L、2.85 g/L、1.54 g/L、1.12 g/L、2.18 g/L、11.61 g/L、1.11 g/kg和0.20 g/kg。2、通过纯培养分离乳酸菌得出以下结论:泡菜中共计分离出33种267株乳酸菌,其中乳酸杆菌属、片球菌属和魏斯氏菌属是主要菌属,植物乳杆菌和短乳杆菌是主要菌种;西北浆水分离出18种138株乳酸菌,主要菌属为乳酸杆菌属,发酵乳杆菌、植物乳杆菌和乳酸杆菌亚种是主要菌种;南丰腌菜共分离出10种105株乳酸菌,其中南丰有盐腌菜55株,无盐腌菜50株,植物乳杆菌和戊糖片球菌是南丰有盐腌菜的主要菌种,发酵乳酸杆和乳酸杆菌亚种是南丰无盐腌菜的主要菌种;北方酸菜共分离出28种337株乳酸菌,其中乳酸杆菌属、片球菌属和魏斯氏菌属是主要菌属,植物乳杆菌、短乳杆菌、棒状亚乳杆菌和小片球菌等是主要菌种;从辣白菜中分离出27种197株乳酸菌,其中乳酸菌属主要为乳酸菌杆菌属、片球菌属、明串珠菌属和魏斯氏菌属,主要乳酸菌种为植物乳杆菌、肠膜明串珠菌、短乳杆菌、清酒乳杆菌、弯曲乳杆菌和乳酸杆菌亚种;梅干菜分离出14种110株乳酸菌,主要乳酸菌菌属为乳酸杆菌属和片球菌属,主要乳酸菌种为短乳杆菌和植物乳杆菌;糟菜分离9种乳酸菌,植物乳杆菌为主要乳酸杆菌。3、高通量测序分析结果表明发酵蔬菜中的微生物群落丰度和多样性随着地域和样品的变化而改变。测序深度指数表明测序数据是合理的。物种累积曲线表明发酵蔬菜测序样本量是充分的。泡菜中微生物的Alpla多样性指数的平均值如下:观测物种数为252.88,香农-威纳指数为3.28,辛普森指数为0.77,Chao1指数为328.44,ACE指数为339.35,测序深度指数0.998,系统发育多样性指数为51.26;浆水中微生物的Alpla多样性指数的平均值如下:观测物种数为433.05,香农-威纳指数为2.70,辛普森指数为0.69,Chao1指数为640.20,ACE指数为677.33,测序深度指数为0.9934,系统发育多样性指数为46.84;南丰腌菜中微生物的Alpla多样性指数的平均值如下:观测物种数为187.22,香农-威纳指数为2.34,辛普森指数为0.62,Chao1指数为206.54,ACE指数为209.51,测序深度指数为0.9993,系统发育多样性指数为19.78;酸菜中微生物的Alpla多样性指数的平均值如下:观测物种数为265.94,香农-威纳指数为4.22,辛普森指数0.88,Chao1指数为335.30,ACE指数为347.15,测序深度指数为0.9973,系统发育多样性指数47.71;辣白菜中微生物的Alpla多样性指数的平均值如下:观测物种数234.14,香农-威纳指数为3.77,辛普森指数0.85,Chao1指数为304.67,ACE指数为312.41,测序深度指数为0.9976,系统发育多样性指数为48.01;梅干菜中微生物的Alpla多样性指数的平均值如下:观测物种数为299.56,香农-威纳指数为3.24,辛普森指数为0.72,Chao1指数为399.37,ACE指数为425.51,测序深度指数为0.9974,系统发育多样性指数为28.12;糟菜中微生物的Alpla多样性指数的平均值如下:观测物种数为401.66,香农-威纳指数为3.77,辛普森指数为0.81,Chao1指数为560.41,ACE指数为571.65,测序深度指数为0.9962,系统发育多样性指数为33.99。4、高通量测序检测到泡菜中有28个门、47个纲、109个目、218个科、606个属、529个种和2367OTU;浆水中有31个门、79个纲、107个目、197个科、284个属、143个种和1328OTU;南丰腌菜中有19门、36个纲、75个目、139个科、339个属、204个种和713OTU;北方酸菜中有17个门、35个纲、77个目、145个科、408个属、283个种和1414OTU;辣白菜中有18个门、33个纲、75个目、143个科、362个属、248个种和1214OTU;梅干菜中有31个门、46个纲、112个目、225个科、556个属、422个种和2007OTU;糟菜中有23个门、39个纲、102个目、210个科、517个属、397个种和1711OTU。5、高通量测序结果表明:在门水平,厚壁菌和变形菌是泡菜、浆水、南丰腌菜、酸菜、辣白菜、梅干菜和糟菜中最主要的优势菌(相对丰度之和分别大于95%、96%、97%、89%、97%、96%、92%);在科水平,乳酸菌杆科是这些发酵蔬菜中最主要的科,乳酸菌科在浆水、无盐腌菜和辣白菜中的相对含量比较高,而肠杆菌科在泡菜、有盐腌菜、梅干菜和糟菜中的相对含量比较高;在属水平,乳酸杆菌属是所有发酵蔬菜中含量最高的菌属,沙雷菌属在泡菜、梅干菜和糟菜中的相对含量比较高,寡养单胞菌属在泡菜和酸菜中的相对含量比较高,片球菌属在有盐腌菜、酸菜和辣白菜中的相对含量比较高。在种水平,不同发酵蔬菜中观测到的优势菌种不同,戊糖乳杆菌是大部分蔬菜中的优势菌,耐酸乳杆菌在泡菜中的相对含量最高,发酵乳杆菌在浆水和无盐腌菜中的含量比较高,类短乳杆菌和小片球菌在酸菜和辣白菜中含量较高,解淀粉乳杆菌在浆水中含量最高,德氏乳杆菌在无盐腌菜和浆水中含量比较高,戊糖片球菌在有盐腌菜的含量最高,棒状乳杆菌在北方酸菜中的含量最高。6、通过对发酵蔬菜的理化性质、微生物菌系结构比较和功能预测分析得知,不同发酵蔬菜理化性质和微生物既有相似也有不同之处。结果表明辣白菜中乳酸和乙酸含量最高;相对于其他六种发酵蔬菜来讲,梅干菜和糟菜的盐度、草酸、酸度及蔗糖含量较高;这些发酵蔬菜中的亚硝酸盐含量的平均水平都小于国家腌制食品标准(20mg/kg),且葡萄糖和果糖含量都较低;辣白菜、梅干菜和糟菜中的草酸含量比其他几种发酵蔬菜高。此外,不同发酵蔬菜中分离纯化出来的主要乳酸菌不同。不同发酵蔬菜的Alpla多样性不同,样本测序数据合理,样本量充分。高通量测序结果表明:厚壁菌门和变形菌门是发酵蔬菜的主要菌门,但其相对含量各不相同;乳酸杆菌科和肠杆菌科是发酵蔬菜的主要优势菌科;乳酸杆菌属是发酵蔬菜主要菌属;在种水平,不同发酵蔬菜中的优势乳酸菌种类不一且其相对含量也存在较大差异。Lefse分析结果显示不同发酵蔬菜的差异菌种不同。NMDS结果表明糟菜和梅干菜中的菌群结构比较相似,浆水和南丰无盐腌菜中的微生物菌群结构比较相似,辣白菜和酸菜中的微生物菌群结构比较相似。CCA结果表明环境因子对发酵蔬菜中微生物优势菌群的影响程度不一样。Spearman分析表明,不同微生物与环境因子的相关性不一样,有些微生物与环境因子呈现正相关,而另外一些微生物与环境因子呈现负相关。Picrust结果表明不同发酵蔬菜中微生物主要功能的相对丰度不一样。代谢、遗传信息处理和环境信息处理是微生物的主要功能。二级预测功能表明膜运输、碳水化合物代谢、氨基酸代谢和微生物复制和修复功能发酵蔬菜微生中主要的功能。三级预测功能表明转运功能是发酵蔬菜微生物主要的功能。表型功能预测表明化能异养微生物和发酵微生物是发酵蔬菜中的主要微生物。