腌制蔬菜“生花”微生物研究进展

张　瑜，郑　伟，谢婷婷，江佳玲，石陆娥

(杭州师范大学生命与环境科学学院，浙江　杭州　310036)



腌制蔬菜“生花”微生物研究进展

张瑜，郑伟，谢婷婷，江佳玲，石陆娥

(杭州师范大学生命与环境科学学院，浙江杭州310036)

“生花”是蔬菜腌制过程中的一种常见现象，但是关于“生花”现象的研究还相对较少。为此，笔者结合国内外参考文献，综述了腌制蔬菜“生花”中的主要微生物及其潜在危害。结果表明，“生花”中的微生物主要为芽孢杆菌、假丝酵母、毕赤酵母和酿酒酵母等，同时，也存在少量有害微生物，当“生花”时间较长时，这些有害微生物会大量繁殖，并最终导致腌制蔬菜腐败和变质。因此，笔者希望人们能更加地关注和研究“生花”现象的安全性。

“生花”；腌制蔬菜；微生物；变质；致病性

腌制蔬菜以其独特的风味、丰富的营养价值和有益的生理功能，受到全世界人们的喜爱，但由于各种客观因素，蔬菜在腌制过程中容易出现“生花”现象。“生花”是指菜水或腌制蔬菜表面出现的那层白膜或白斑，通常认为，会对腌制蔬菜的风味、口感及整体感官带来不利影响，情况严重时则会导致腌制蔬菜整体变质，无法食用[1-2]。尽管如此，但关于“生花”现象的研究还相对较少，人们对它认识也比较零散，为此，本文从腌制蔬菜的历史及功能、“生花”现象的研究现状、“生花”中的主要微生物以及“生花”微生物的潜在危害四个方面来介绍“生花”现象，希望对“生花”现象和“生花”安全性方面的认识起到一定的帮助作用。

1　腌制蔬菜的历史及功能

中国是腌制蔬菜的起源国之一，其历史可追溯到商周时期，距今已有三千多年。在中国，关于腌制蔬菜最早的文字记载可在《诗经》中找到：“中田有庐，疆场有瓜，是剥是菹，献之皇祖”，其中庐和瓜指的是蔬菜，剥和菹是腌制加工的意思。在北魏时期，我国著名的农业科学家贾思勰曾对腌制蔬菜的加工工艺进行过详细地研究，并将其写入《齐民要术》一书中，这对腌制蔬菜的传播和推广起到了积极作用。到了明清时期，腌制蔬菜已有了很大的发展，其品种变的丰富多彩，在清朝袁枚的《随园食单》和李化楠的《醒园录》中都有详尽的记载。时至今日，腌制蔬菜已传承千年，仍受到广大人民群众的喜爱，尤其是在四川、江苏和浙江地区，各式各样的腌制蔬菜已成为人们餐桌上的必备美食[3]。由此可见，腌制蔬菜在中国不仅具有悠久的历史，而且已成为人们生活中的重要组成部分。

腌制蔬菜是一种发酵食品，通常是在低盐的条件下，利用蔬菜表面的有益微生物(主要是乳酸菌)进行发酵，使得蔬菜具有独特的风味和美妙的口感[4]。研究表明[4-7]，腌制蔬菜富含维生素C和胡萝卜素，在满足人体每日维生素C需求的同时，还能够起到抗癌作用，例如，蔬菜中的纤维素和乳酸菌，就能够对大肠癌的发生起到一定的抑制作用；同时，乳酸菌产生的有机酸不仅抑制肠道腐败微生物的生长，而且能增加食欲和帮助消化；此外，腌制蔬菜还具有抗肥胖、抗衰老和抗动脉硬化等保健功能。因此，腌制蔬菜被冠以“未来食品”的美名，并逐渐成为人们的研究热点。

2　腌制蔬菜“生花”现象研究现状

“生花”，也称产膜，是指微生物在菜水或腌制蔬菜表面形成的一层白膜或少数白斑。腌制蔬菜一旦“生花”，菜水表面会开始出现成片或成碎花状的白膜，蔬菜表面出现颗粒状的白斑。研究表明[2]，“生花”的出现会对腌制蔬菜的风味和口感产生较大影响，严重时，则会引发一系列的腐败现象，如蔬菜的褐变和软腐等。在工业上，一般通过低温和添加防腐剂的方式来防止“生花”现象的产生，但这种处理方式不仅会增加工业生产成本，而且会产生防腐剂含量超标等食品安全问题；在家庭制作方面，由于缺乏严格的灭菌过程，在温度较高的夏秋两季，90%的家庭腌制蔬菜会出现不同程度的“生花”[8]。然而，这些问题并没有引起人们的重视和研究，尤其是“生花”现象的安全性，国内外对此还没有明确的认识，唯一可以确定的是“生花”现象能给腌制蔬菜的风味和口感带来负面影响，如产生不愉快的酸臭味和软化有嚼劲的腌制蔬菜等。

3　腌制蔬菜“生花”中主要微生物

腌制蔬菜“生花”微生物主要分布在菜水或腌制蔬菜表面，是直接与空气接触的一类好氧或兼性厌氧菌。通常认为，“生花”现象的发生是由细菌和酵母引起的，并有部分霉菌参与其中。

大部分“生花”细菌属于厚壁菌门，常见的有枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌[9]。另外，Robertson和Paramithiotis等[10-11]在腌制蔬菜中发现了埃希氏菌、李斯特菌和沙门氏菌，McMahon等[12]发现了气单胞菌，主要有舒伯特气单胞菌、嗜水气单胞菌和易损气单胞菌等。这些细菌主要来自于原料蔬菜表面，在发酵早期虽受到乳酸菌发酵的影响，但到了发酵后期，随着pH的回升和食盐含量的下降，这些早期受到抑制的细菌会重新获得繁殖机会，并直接或间接地参与 “生花”现象的形成，最终导致腌制蔬菜的变质。

“生花”酵母菌主要有假丝酵母、毕氏酵母和酿酒酵母等。假丝酵母和毕氏酵母属于氧化性酵母，能够在菜水或腌制蔬菜表面产生白膜，同时附带产生不愉快的酸臭味，影响腌制蔬菜整体的感官和风味，如果不加以控制，则会进一步引发一系列的其他腐败现象，最终使得腌制蔬菜不能食用[13]。酿酒酵母是发酵型酵母，可以消耗碳水化合物用于产生酒精，酒精的大量产生，不仅影响腌制蔬菜正常的风味，而且会消耗大量的糖类物质，使得腌制蔬菜原有的营养性遭受破坏[14]。

“生花”霉菌方面，国内外学者的报道并不多见，目前可查到的霉菌主要有青霉、白地霉、交链孢霉和镰刀霉[2, 14]。这些霉菌在蔬菜腌制过程中属于有害菌，一般情况下，霉菌并不会出现在腌制蔬菜里，只有当氧气存在或者食盐含量较低时，这类霉菌才会生长，并产生霉菌毒素，对食用者造成直接伤害。

4　“生花”微生物潜在危害

4.1引起腌制蔬菜的变质

腌制蔬菜的变质主要是指腌制蔬菜口感和风味的变化，这些变化是由“生花”微生物的代谢活动和代谢产物引起的。“生花”细菌，尤其是芽孢杆菌，可以破坏蔬菜组织里的蛋白质和含氮化合物，生产生物胺、硫化氢、硫醇和吲哚等物质，从而导致腌制蔬菜的口感和风味变差[15]；“生花”酵母则会在菜水表面形成白膜，早期对腌制蔬菜的影响不大，发展到中后期，则会大量消耗腌制蔬菜里的有机物，如乳酸、糖类和乙醇等，同时影响腌制蔬菜的整体感官[13]；生长在菜水或腌制蔬菜表面的霉菌，则可以侵入植物组织，并破坏植物细胞壁进入细胞，利用自身产生的果胶酶和蛋白酶，将植物组织细胞里的果胶和蛋白质降解，最终导致蔬菜发生软化和腐败[14]。

4.2致病危害

“生花”微生物除了引起腌制蔬菜变质外，还可能导致人体的不适。这类微生物主要有单增李斯特菌、假丝酵母和青霉等。

4.2.1单增李斯特菌

单增李斯特菌是一种常见的食物腐败微生物，也是人类李氏杆菌病的主要病原体。当患者感染上李氏杆菌病时，主要症状表现为恶心、呕吐、发烧和腹泻等，病情严重时，可导致脑膜炎、肠胃炎和菌血症等高危疾病，其死亡率可达30%[16]。近年来，因单增李斯特菌引起的食物中毒事件频发，对食品安全和人类健康造成了极大危害。世界卫生组织(WHO)也将单增生李斯特菌定为四大食物病原菌之一。另一方面，据2009年欧盟统计数据表明[17]，由单增李斯特菌引起的食物中毒病例共1645例，相比2008年增加了19.1%。

有研究表明[18-19]，与单增李斯特菌毒性相关的基因主要有inlA、hly、prfA、plcA、plcB、mpl和actA。由inlA编码形成的内化蛋白A可以与上皮细胞E型钙粘蛋白结合，使得菌体牢固地黏附在宿主细胞上；hly编码的李斯特菌溶血素(LLO)使得单增李斯特菌具有溶血能力，并促进细胞膜破裂，帮助细菌在细胞中或细胞间扩散；prfA编码转录调控因子，其对细菌毒性的发挥起到至关重要的调控作用；plc编码的磷脂酶与单增李斯特菌的增殖和细胞间的扩散有关；actA编码的肌动蛋白集合因子除了起到黏附细胞的作用外，还能够实现细菌在细胞中或细胞间的扩散。最近，Maklon等[18]以日本腌制蔬菜asazuke为实验对象，首次评估了市场里asazuke的细菌污染状况，其结果表明：在随机抽查的108个样本中，有11.11%(12/108)的样本检测到单增生李斯特菌。通过PCR技术，发现12株单增生李斯特菌含有上述所有的毒性相关基因。因此，认为这些单增李斯特菌有能力入侵宿主细胞并引起李氏杆菌病的发生。

4.2.2假丝酵母

假丝酵母，又称念珠菌，是引起院内血液感染和尿道感染的主要病原微生物，其引起的侵入性感染，常常发生在婴儿、老人和重症病患者身上，而且是高发作率和高死亡率的疾病[20]。在美国，假丝酵母已成为患者尿道感染的第二大主因，也成为院内血液感染的第四大因素，其导致的死亡人数和治疗成本都在不断地增加[21]。

经研究发现[22]，假丝酵母引起的感染主要涉及酵母黏附的发生、生物膜的形成和水解酶的分泌。酵母黏附是酵母感染宿主的第一步，也是极其重要的一步，主要通过酵母细胞壁或特定的细胞壁蛋白，使得酵母与宿主细胞黏附在一起，并引发生物膜的形成。生物膜是微生物与细胞外基质形成的一种复合体，可以为微生物提供一定的保护，如减少宿主自身免疫系统的破坏和外界环境的干扰。另外，假丝酵母会合成并分泌一些水解酶，如分泌型天冬氨酸酶、磷脂酶和溶血素，来直接破坏正常组织和细胞，最终造成宿主的不适[23]。

“生花”里的假丝酵母主要为热带假丝酵母、近平滑假丝酵母、光滑假丝酵母和粗壮假丝酵母等。这些酵母都属于非白色假丝酵母，与白色假丝酵母相比，其并非院内尿道感染和血液感染的主要病菌，但在美国，近十年的数据显示非白色假丝酵母引起的感染比例已经接近30%，尤其是光滑假丝酵母，因具备多重耐药性，已经对食品安全和人类健康造成了严重危害[20, 24]。另外，热带假丝酵母被认为与患者尿道感染有关，Negri等[25]研究热带假丝酵母对人体膀胱细胞影响时发现，热带假丝酵母可以通过生物膜黏附到人体膀胱细胞上，并通过天冬氨酸蛋白酶的分泌，来损伤膀胱细胞或减少细胞的代谢活动，最终引发尿道感染。此外，尽管目前引起院内血液感染的主要病原菌是白色假丝酵母，但一项研究数据表明[26]，近平滑假丝酵母正在逐渐成为院内血液感染的主要病原菌之一，从院内血液采集和保存设备上分离得到的近平滑假丝酵母数量(所占比例为34.4%)，已经超过白色假丝酵母的数量(所占比例为8.5%)。

4.2.3青霉

青霉是腌制蔬菜“生花”里的主要霉菌之一，除了分泌果胶酶外，还能够产生多种霉菌毒素，如霉酚酸、青霉酸、桔霉素、赭曲霉毒素A、展青霉素和roquefortine C等[27]。一般认为，霉菌毒素是霉菌产生的次级代谢产物，在低浓度时可以对脊柱动物和其他非脊柱动物产生毒害作用，而且具有良好的稳定性[28]，因此，出现“生花”现象的腌制蔬菜可能含有霉菌毒素，如果继续食用，则会引起食物中毒，导致食用者恶心、呕吐和腹泻等。

Keblys等[27]研究发现，赭曲霉毒素A和展青霉素能够显著抑制猪淋巴细胞的增殖，浓度分别为0.52 mg/L和0.18 mg/L时，就可以完全抑制淋巴细胞的增殖。这意味着低浓度的赭曲霉毒素A和展青霉素可以有效地抑制机体免疫系统，减少仔猪对其他病原菌的抵抗力，增加仔猪感染患病的几率。González-Arias等[29]在研究赭曲霉毒素A对人体淋巴细胞的影响后，也表示了类似的观点，他们结果表明，低浓度的赭曲霉毒素A虽对淋巴细胞没有什么毒性作用，但可以抑制了淋巴细胞的正常生长，同时破坏淋巴细胞DNA的稳定性，引起细胞微核的形成，并延迟淋巴细胞的DNA修复功能。此外，Stoev等[30]研究了赭曲霉毒素A和青霉酸对仔猪肾脏的影响，结果发现用赭曲霉毒素A污染的饲料喂养仔猪后，仔猪的肾脏发生了病变，早期主要表现为近端肾小管上皮细胞受损，晚期表现为肾小管间质增生性病变，还发现赭曲霉毒素A和青霉酸之间存在着相互协调作用，在致病过程中，青霉酸可以有效地提高赭曲霉毒素A对仔猪肾脏的毒害作用。

5　结论与展望

近年来，由于人们对食品安全问题的重视，“生花”安全性问题开始逐渐被关注和研究。然而，国内外对腌制蔬菜“生花”现象的研究还相对较少，人们对“生花”现象的认识主要停留在其会对腌制蔬菜风味和口感带来不利影响的方面，关于“生花”腌制蔬菜是否具有毒害作用，目前还没有清楚地认识。因此，有必要从分子生物学、细胞生物学、免疫学、生物信息学和生物统计学等多领域、多角度出发，研究不同地区“生花”微生物的多样性和致病性，为“生花”现象是否安全提供一个参考依据。

基于上述情况，本文综述了国内外相关文献，认为在腌制蔬菜“生花”早期，若能及时抑制或消除“生花”现象，则不会给腌制蔬菜带来什么不利影响，但当“生花”生成时间较长时，则会因单增李斯特菌、假丝酵母和霉菌等致病微生物的生长而带来潜在危害，继续食用，就有可能导致食用者的不适，甚至患病。因此，认为腌制蔬菜中的“生花”微生物具有一定的安全隐患。

[1]敖晓琳,蒲彪,蔡义民,等.能抑制引起泡菜“生花”腐败菌的乳酸菌的筛选[J].食品工业科技,2014,35(14):234-236.

[2]刘丽娜.辣椒表面微生物区系的研究[D].重庆:西南大学食品科学学院,2007.

[3]陈功.试论中国泡菜历史与发展[J].食品与发酵科技,2010,46(3):1-5.

[4]徐娟娣,刘东红.腌制蔬菜风味物质组成及其形成机理研究进展[J].食品工业科技,2012,33(11):414-417.

[5]Xiong T,Peng F,Liu Y,et al.Fermentation of Chinese sauerkraut in pure culture and binary co-culture withLeuconostocmesenteroidesandLactobacillusplantarum[J].LWT-Food.Sci.Technol,2014,59(2):713-717.

[6]李书华,蒲彪,陈封政.泡菜的功能及防腐研究进展[J].中国酿造,2005,24(4):6-8.

[7]王金菊,崔宝宁,张治洲.泡菜风味形成的原理[J].食品研究与开发,2009,29(12):163-166.

[8]敖晓琳,蔡义民,夏姣,等.引起泡菜“生花”的腐败微生物的分离鉴定[J].食品科学,2013,34(21):204-208.

[9]Nam YD,Yi SH,Lim SI.Bacterial diversity ofcheonggukjang,a traditional Korean fermented food,analyzed by barcoded pyrosequencing[J].Food.Control,2012,28(1):135-142.

[10]Paramithiotis S,Doulgeraki AI,Tsilikidis I,et al.Fate ofListeriamonocytogenesandSalmonellaTyphimuriumduring spontaneous cauliflower fermentation[J].Food.Control,2012,27(1):178-183.

[11]Robertson LJ,Johannessen GS,Gjerde BK,et al.Microbiological analysis of seed sprouts in Norway[J].Int.J.Food.Microbiol,2002,75(1):119-126.

[12]McMahon M,Wilson I.The occurrence of enteric pathogens andAeromonasspecies in organic vegetables[J].Int.J.Food.Microbiol,2001,70(1):155-162.

[13]王斌.发酵型腌制蔬菜生花病害微生物研究及控制[D],南宁,广西大学轻工与食品工程学院,2012.

[14]施安辉,周波.蔬菜传统腌制发酵工艺过程中微生物生态学的意义[J].中国调味品,2002(5):11-15.

[15]贺稚非,李洪军.发酵酸菜变质原因的微生物学探讨[J].食品工业科技,1994(3):39-40.

[16]Ramaswamy V,Cresence VM,Rejitha JS,et al.Listeria-review of epidemiology and pathogenesis[J].J.Microbiol.Immunol,2007,40(1):4.

[17]Authority EFS.The European Union summary report on trends and sources of zoonoses,zoonotic agents and food-borne outbreaks in 2009[J].EFSa.J,2011,9(3):2090.

[18]Maklon K,Minami A,Kusumoto A,et al.Isolation and characterization of Listeria monocytogenes from commercial asazuke(Japanese light pickles)[J].Int.J.Food Microbiol,2010,139(3):134-139.

[19]Shi H,Trinh Q,Xu W,et al.The transcriptional response of virulence genes in Listeria monocytogenes during inactivation by nisin[J].Food.Control,2013,31(2):519-524.

[20]Lockhart SR.Current epidemiology of Candida Infection[J].Clin.Microbiol.Newsletter,2014,36(17):131-136.

[21]Wisplinghoff H,Bischoff T,Tallent SM,et al.Nosocomial bloodstream infections in US hospitals:analysis of 24,179 cases from a prospective nationwide surveillance study[J].Clin.Infect.Dis,2004,39(3):309-317.

[22]Silva S,Negri M,Henriques M,et al.Adherence and biofilm formation of non-CandidaalbicansCandidaspecies[J].Trends.Microbiol,2011,19(5):241-247.

[23]Yang YL.Virulence factors ofCandidaspecies[J].J.Microbiol.Immunol,2003,36(4):223-228.

[24]Baltch AL,Lawrence DA,Ritz WJ,et al.Effects of echinocandins on cytokine/chemokine production by human monocytes activated by infection withCandidaglabrataor by lipopolysaccharide[J].Diagn.Microbiol.Infec.Dis,2012,72(3):226-233.

[25]Negri M,Silva S,Breda D,et al.Candida tropicalis biofilms:Effect on urinary epithelial cells[J].Microb.Pathogenesis,2012,53(2):95-99.

[26]Kojic E,Darouiche R.Comparison of adherence ofCandidaalbicansandCandidaparapsilosisto silicone catheters in vitro and in vivo[J].Clin.Microbiol.Infec,2003,9(7):684-690.

[27]Keblys M,Bernhoft A,Höfer CC,et al.The effects of thePenicilliummycotoxins citrinin,cyclopiazonic acid,ochratoxin A,patulin,penicillic acid,and roquefortine C on in vitro proliferation of porcine lymphocytes[J].Mycopathologia,2004,158(3):317-324.

[28]Rundberget T,Skaar I,Flåφyen A.The presence of Penicillium and Penicillium mycotoxins in food wastes[J].Int. J Food Microbiol,2004,90(2):181-188.

[29]González-Arias CA,Benitez-Trinidad AB,Sordo M,et al.Low doses of ochratoxin A induce micronucleus formation and delay DNA repair in human lymphocytes[J].Food.Chem. Toxicol,2014,74:249-254.

[30]Stoev S,Vitanov S,Anguelov G,et al.Experimental mycotoxic nephropathy in pigs provoked by a diet containing ochratoxin A and penicillic acid[J].Vet.Res.Commun,2001,25(3):205-223.

The Development of “Shenghua” Microorganisms in Salted Vegetables

ZHANGYu,ZHENGWei,XIETing-ting,JIANGJia-ling,SHILu-e

(College of Life and Environmental Sciences, Hangzhou Normal University, Zhejiang Hangzhou 310036, China)

“Shenghua” is a common phenomenon during the salted process of vegetables. However, the research on “shenghua” phenomenon is relatively limited. Therefore, according to the domestic and foreign references, the main microorganisms in “shenghua” vegetables and their potential hazard were reviewed. The results showed that the predominant strains of “shenghua” were the species of Bacillus, Candida, Pichia and Saccharomyces, etc. Meanwhile, a small amount of harmful microorganisms were detected in “shenghua”. When “shenghua” phenomenon last for a long time, these harmful strains would bloom, and eventually led to the spoilage and deterioration of pickle. Therefore, it was expected that people can pay more attention and research to the safety of “shenghua” phenomenon.

“shenghua”; salted vegetable; microorganism; deterioration; pathogenicity

张瑜(1990-)，女，研究生，在读硕士，研究方向为食品微生物安全性检测。

石陆娥(1979-)，女，副教授，博士，主要从事微生物资源利用与开发方面的研究。

TS201.3

A

1001-9677(2016)02-0033-04