干腌火腿是传统发酵肉制品的典型代表，其在加工过程中发生了复杂的生化反应而形成独特的风味，涉及内源酶系、脂质氧化及微生物代谢的协同作用。宣威火腿作为中国国家地理标志产品，以其“嫣红似火、馥郁醇厚”的风味特征闻名，其品质核心在于加工过程中微生物群落的演替与功能代谢。火腿自然发酵过程中有许多菌种参与（细菌主要包括乳酸菌和葡萄球菌，真菌包括酵母和霉菌等），这些菌株在火腿风味形成中起到了重要的作用。其中，酵母菌群在干腌火腿成熟阶段通过酯化、脱氨、脱羧等反应，对醛类、酯类、酮类等关键风味化合物的生成具有决定性贡献。尤其是汉逊德巴利酵母（Debaryomyces hansenii）、胶红酵母（Rhodotorula mucilaginosa）等，因具备耐高渗压环境、降解脂蛋白及合成芳香酯类的特性，被视为风味调控的“生物催化剂”。
宣威火腿的传统工艺依赖自然发酵，其表面微生物群落结构受原料特性（如瘦肉率、肌内脂肪含量）、环境参数（温度、湿度、盐浓度）及加工时长共同影响。与金华火腿相比，宣威火腿较低的含水量（（24.5±0.8）%）与较高的盐渗透压（6%～8%NaCl）形成了独特的微生态位，选择性富集耐盐酵母菌群。这类菌群通过2种核心途径影响风味：1）脂质代谢途径：分泌胞外脂肪酶（如脂肪酶A、脂肪酶B）水解甘油三酯，释放游离脂肪酸，经β-氧化生成甲基酮类（如2-庚酮、2-壬酮）及短链醛类（如己醛）；2）氨基酸转化途径：通过转氨酶（如BAT2）和脱羧酶将亮氨酸、苯丙氨酸等转化为3-甲基丁醛、苯乙醛等Strecker醛，进而还原为醇类或酯化生成乙酸酯（如乙酸苯乙酯）。有研究表明，宣威火腿中酯类物质相对含量显著高于金华火腿，提示其酵母菌群可能具有更高效的酯合成能力，但具体功能菌株及其代谢网络尚未明确。
传统酵母筛选依赖形态学观察和生化鉴定，难以区分种内功能分化。多组学技术能够揭示酵母菌株功能的巨大异质性：同一物种的不同菌株在耐盐性（如甘油积累能力）、产酶谱（蛋白酶/脂肪酶活性）及挥发性代谢物合成效率上存在显著差异。例如，D.hansenii Y61可通过高表达醇乙酰转移酶合成乙酸乙酯（果香）和乙酸异戊酯（香蕉香），而菌株Y67却以产醛为主。因此，基于功能驱动的筛选策略成为主流。包括耐逆性评估：高盐（＞6% NaCl）与亚硝酸盐（＞150 mg/kg）耐受性是菌株定植火腿表面的先决条件；安全特性验证：需排除溶血活性、氨基酸脱羧产胺（如组胺）及抗生素耐药性风险；产香功能量化：结合嗅闻分析（定量描述分析（QDA）法）与酯类定量，关联特定挥发性有机物的合成能力。
针对宣威火腿风味酵母资源开发不足，且现有研究多集中于物种层面、对菌株层面功能分化关注较少的问题，云南农业大学食品科学技术学院的任汝威、王桂瑛*、廖国周*等通过功能驱动的筛选策略，从宣威火腿中分离酵母菌，并对其进行多维度评估（包括耐盐/亚硝酸盐特性、酶活性、安全性及产香性能），以筛选出具备发酵剂潜力的优良菌株；通过构建模拟火腿发酵体系并结合气相色谱-质谱（GC-MS）技术，量化候选菌株对挥发性风味化合物的调控能力，解析特定菌株在宣威火腿风味形成中的潜在作用，以期为开发本土化发酵剂提供可靠的种质资源与理论依据。
01
酵母菌的分离纯化及形态学鉴定
对宣威火腿表面和内部的优良酵母菌进行富集培养，菌种分离通过含有氯霉素的培养基完成，筛选提取效果较好的平板（稀释度为10-4、10-5），根据菌落形状在宣威火腿中初步分离得到33株酵母菌，分别命名为OI1、HI2、OI3、OI4、HI4、OI6、OI7、OI8、OI9、OI10、OS1、OS2、OS3、OS4、OS5、OS6、OS7、OS8、OS9、OS10、NS1、NS2、NS3、NS4、NS5、NS6、NS7、NS8、NS9、NS10、NFJM、NYS12、NDJM。由图1可知，酵母菌菌落形态边缘均较整齐，颜色为白色或红色、乳白色，一种形状为凸起的圆点、表面润滑，另一种呈现出分散圆点、尖端凸起；细胞形态多数为椭圆形和圆形。
02
酵母菌功能特性分析
如表2所示，所有供试菌株过氧化氢酶检测结果均为阳性，表明酵母菌均具备产该酶的能力。过氧化氢酶通过分解过氧化氢消耗氧气，可有效抑制发酵肉制品中脂质的自动氧化酸败，有利于产品色泽稳定。黏性测试结果显示，仅OI1和OI7菌株能够产生少量黏性物质，并伴有轻微刺鼻气味。在风味方面，H2S是影响发酵食品品质的关键不良因子，通常由微生物代谢含硫氨基酸产生。H2S的挥发性强，具有类似臭鸡蛋的刺激性气味。因此，筛选低产或不产H2S的菌株对于控制不良风味、保障产品品质至关重要。利用选择性BIGGY培养基进行H2S产气检测，该培养基可与H2S发生反应产生颜色变化，颜色深度与H2S产量呈正相关。结果显示，OI3菌株产H2S量较高（呈深棕至黑色），其余菌株均未检出H2S。H2S不仅具有不良气味，破坏产品风味与品质，且对人体具有潜在危害。所有测试酵母菌均产过氧化氢酶；仅OI1和OI7产少量黏性物质；除OI3菌株高产不良风味物H2S外，其余菌株均不产生H2S。因此，除OI1、OI7、OI3菌株外，其余菌株可进行后续实验。
03
酵母菌安全性能分析
溶血是指红细胞破裂溶解的现象，可由特定病原体（如溶血性链球菌、产气荚膜梭菌）或疟原虫等引发。如图2所示，接种酵母菌的血琼脂平板上菌落生长良好，其周围未观察到溶血环，表明供试酵母菌株既不产生α-溶血（不完全溶血，呈绿色晕），也不产生β-溶血（完全溶血，形成透明环），属于非溶血性菌株。作为阳性对照，金黄色葡萄球菌接种区域则清晰呈现典型的β-溶血透明环。综上，本实验证实该酵母菌无溶血活性，在食品应用中具有潜在安全性。
吲哚实验能够检测微生物分解色氨酸产生吲哚类物质的能力。如图3所示，空白对照及酵母菌均未出现红色环（阴性反应），而阳性对照大肠杆菌则呈现明显红色环（阳性反应）。结果表明，供试酵母菌株不具备分解色氨酸产吲哚的能力（吲哚阴性），而大肠杆菌则相反（吲哚阳性）。
抗生素敏感性测试结果表明，除对阿莫西林耐药外，供试酵母菌株对测试的其余6种抗生素均表现敏感。具体而言，该菌株对大环内酯类、青霉素类（除阿莫西林外）、喹诺酮类及氨基糖苷类药物均敏感。尽管该酵母菌对大多数测试抗生素敏感，但其耐药谱具有特异性。这与Deschamps等的研究结果相似。
04
酵母菌发酵性能分析
酵母菌广泛应用于酱油、豆瓣酱、辣椒酱、腊肉、火腿及腊鱼等高盐发酵食品的生产。这些食品的含盐量通常在2%～20%之间，因此酵母菌株必须具备显著的耐NaCl能力。GI能够反映酵母菌的生长活性，当GI＞70时表明生长不受影响；当GI在20～70范围时表明生长活性受到轻微抑制；当GI＜20时表明生长完全被抑制。如表3所示，在NaCl质量分数2%～6%范围内，所有菌株均可生长，且各含量组与无盐对照组相比均存在显著差异。在30株分离菌株中，87%的酵母菌在6% NaCl条件下生长不受抑制（GI＞70）。值得注意的是，从高盐火腿分离的菌株在高盐培养基中的生长表现显著优于对照菌株。这种优异的耐盐性源于菌株在长期高盐火腿环境中的适应性进化，使其进化出高效的耐盐生理机制，包括大量积累相容性溶质（如甘油）以维持胞内渗透压平衡，以及精确调控离子稳态（如高效排出Na+）。该菌株是适应高盐肉制品环境的天然优势微生物。本研究结果与Shen Zhanyu等的报道高度一致，后者同样发现从传统高盐发酵食品（如酱油）分离的酵母菌株具有优异的NaCl耐受性。此特性对于菌株作为发酵剂应用于干腌火腿等高渗肉制品中至关重要，可确保其在产品基质中的存活、生长及功能发挥。
亚硝酸盐在肉制品中主要发挥改善色泽、风味及抑制有害菌生长的作用。用作肉制品发酵剂的微生物通常需耐受含量高达150 mg/kg的亚硝酸盐。为评估供试菌株的耐亚硝酸盐能力，采用含0～150 mg/kg NaNO2的YPD液体培养基进行测试。结果显示，在50～150 mg/kg NaNO2剂量范围内菌株生长良好，其耐受性显著优于非适应菌株。在30株分离菌株中，83%的酵母菌对150 mg/kg NaNO2条件下能生长不受抑制（GI＞70）。该特性源于菌株在长期高盐火腿加工环境（存在天然亚硝酸盐残留）中的适应性进化，使其具备高效的亚硝酸盐解毒机制。这种耐受性是菌株生态位专化于高盐发酵肉制品的重要特征，对其作为发酵剂应用于干腌火腿等产品至关重要：不仅能够确保其在含亚硝酸盐基质中的存活与生长，还可能通过还原活性辅助降低终产品亚硝酸盐残留。本研究结果与Perea-Sanz等报道的在香肠中接种D.hansenii菌株能够降低亚硝酸盐水平结果一致。
所有菌株均产蛋白酶、脂肪酶，且HC形成大小不同，说明产酶强弱效果也不同。依据脱脂牛奶培养基和三丁酸甘油酯培养基上的HC，发现菌株NYS12的水HC值最大，其次是HI2，OI6的HC值相对较低。由脂肪酶活性测定结果可知，酶活性最高的为HI4，其次是NS10，而OI6和OS9酶活性则显著较低。结果表明，NYS12、HI2和HI4菌株有较强的产蛋白酶和脂肪酶能力，可用于发酵肉制品。在亚硝酸盐耐受性测试中，83%的受试酵母菌株能在150 mg/kg的高浓度下正常生长，显示出良好的适应性。蛋白酶和脂肪酶活性测试结果表明，菌株NYS12、HI2和HI4产酶能力较强，其中NYS12的蛋白酶活性最高，HI4的脂肪酶活性最高；而OI6在两项测试中均表现较弱。综合来看，多数菌株具备高亚硝酸盐耐受性，且NYS12、HI2和HI4展现出较强的蛋白酶与脂肪酶活性，适用于发酵肉制品。
05
酵母菌产香性能分析
基于定量感官评价，对21株酵母菌发酵产物进行嗅闻分析，依据风味强度筛选获得19株生香酵母。如表4所示，这些菌株呈现显著差异化的风味特征。从中优选11株无刺激性异味且风味强度突出的菌株（NS1、NS2、NS3、NS6、NS10、HI2、HI4、OS3、OS4、OS5、NYS12），用于后续总酯定量分析。
酯类作为酵母菌的关键挥发性代谢产物，其多样化的香气特征直接影响发酵食品风味。定量分析酯类合成水平可有效评估菌株产香能力。本研究通过指示剂法测定发酵液总酯含量。由图4可知，所有菌株酯类产量显著高于对照组（P＜0.05）；HI2菌株表现突出，其总酯质量浓度达2.14 g/L；感官评价证实该菌株发酵液具有典型浓郁酯香，体现出其高效的产香特性。基于上述结果，筛选总酯含量较高的7株菌株（NS1、NS2、NS10、HI2、HI4、OS4、NYS12）进入模拟发酵体系实验。
如图5所示，培养15 d后8组样品共检出挥发性风味化合物56种，包括醛类9种、醇类9种、酮类8种、酯类7种、酸类6种以及其他类化合物17种。各处理组挥发性风味化合物的含量存在差异。与对照组相比，实验组风味化合物含量显著增加，证实了酵母菌在风味形成中的积极作用。其中OS4、HI2组中酯类的含量较高，而HI4、NYS12组中酯类的含量较低；NYS12组中醛类含量较高，HI4组中酮类含量较高。值得注意的是，NS1组中的酸类物质含量比其他组高，其主要来源于脂解或氨基酸代谢。酸类在低浓度时可贡献奶酪味，但高浓度时会产生酸败味、腐臭味，严重影响感官接受度，因此控制酸度至关重要。
NYS12组与对照组相比醛类含量极显著增高。表明NYS12具有极强的脂质氧化或氨基酸Strecker降解能力，能够将亮氨酸、缬氨酸等前体物转化为3-甲基丁醛、2-甲基丙醛等关键坚果香物质。它能大幅提升模拟体系中直链醛的含量，显著增强火腿的基础脂肪香、坚果香、青草香特征，显著降低酸类含量。表明NYS12能够有效抑制酸的积累或促进酸转化，这对于避免酸败味、保持风味纯净度非常有利。
HI2组与对照组相比酯类含量极显著增高，其乙酸乙酯含量显著高于对照组。表明其具有显著的酯合成能力（醇酰基转移酶活性极高），这与总酯含量的测定结果相印证。HI2能极大幅度提高呈果香、花香、甜香的酯类含量，从而提升火腿风味的愉悦度、复杂性和清新感，并可能掩盖潜在的异味。与NYS12组类似，HI2也表现出优秀的抑酸能力，有助于维持风味的清爽和避免产生腐败味。推测与其高表达的醇乙酰转移酶活性有关，该酶能催化醇类和酰基-CoA生成乙酸乙酯等芳香酯。
HI4组与对照组相比酮类含量极显著增高。这表明其β-氧化途径异常活跃，能大量产生甲基酮（如2-庚酮、2-壬酮等）。这表明HI4可能为火腿注入强烈的奶酪香（尤其是蓝纹奶酪）、果香特征，形成非常独特且辨识度高的风味。HI4组的酸类含量显著降低，同样表现出良好的抑酸能力，避免酮香被酸败味破坏。
基于上述代谢途径的分析，进一步讨论了将这3株菌复配的协同潜力。由于它们分别主导“酯化”“脱氨/氧化”和“β-氧化”这3条不同的风味形成核心路径，其复配有望在共培养体系中形成一个更完整的风味代谢网络，从而协同塑造出层次更丰富、特征更典型的宣威火腿整体风味轮廓。将本实验模拟体系的结果与宣威火腿的风味图谱进行了比对，这些菌株所生成的风味物质（如乙酸乙酯的果香、3-甲基丁醛的坚果香、2-庚酮的奶酪香）是构成宣威火腿特征风味的关键组成部分，从而强有力地佐证了筛选出的菌株具有重要的应用潜力。
为了进一步明确不同菌株与挥发性化合物生成的关系，对8组生成的56种风味化合物进行主成分分析（PCA）。如图6所示，PC1与PC2的方差贡献率分别为29.2%和23.2%，累计解释了52.4%的数据变异。对照组位于图的右下方，与实验组明显分离，表明对照组的风味物质组成与实验组存在显著差异，而NYS12组位于左上方，与其他组别距离较远，表明其挥发性组分构成具显著独特性；其中HI4组分布在右上方，与PC1的正相关关系最强，其次是HI2。NS1、NS10等组别的位置相近，可能意味着它们产生的风味物质较为相似，表明不同酵母菌株对风味轮廓的影响存在差异。
06
分子生物学分析
由表5、图7可知，最终确定NYS12、HI2、HI4菌株分别为R.mucilaginosa、山田酵母（Yamadazyma triangularis）、D.hansenii。
07
结论
本研究从宣威火腿中成功筛选出33株酵母菌，鉴定出3株具备发酵剂应用潜力的特色酵母R.mucilaginosa NYS12、Y.triangularis HI2和D.hansenii HI4。3株菌均展现出卓越的加工适应性（分别在6% NaCl与150 mg/kg亚硝酸盐条件下的GI均大于70%）和食品安全性（无溶血活性、抗生素敏感）。其风味调控功能呈现互补特性：HI2作为高效酯合成菌，其总酯产量达2.14 g/L，显著提升了乙酸乙酯等呈果香酯类含量；NYS12主导醛类合成（如己醛），赋予火腿特征性坚果香；HI4则富集2-庚酮等甲基酮类，为产品贡献独特奶酪风味。PCA结果进一步证实，这3株菌分别分布于不同的象限，关联了差异化的挥发性风味物质，表明它们主要通过各自独特的代谢途径分别主导酯类、醛类和酮类等关键风味化合物的生成。这种代谢功能的互补性提示，HI2、NYS12和HI4复配有望通过协同调控作用构建更为复杂与平衡的火腿风味轮廓。本研究筛选出功能明确的酵母菌株，为后续开发针对宣威火腿的“风味导向型”复合发酵剂奠定了坚实的菌种基础和理论依据。其在实际共培养体系中的协同效应与最佳配比将是下一步研究的重点。
引文格式：
任汝威, 吕霖, 王桂瑛, 等. 宣威火腿中产香酵母的筛选及其产香特性[J].食品科学, 2026, 47(4): 105-114. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250823-165.
REN Ruwei, LÜ Lin, WANG Guiying, et al. Screening for aroma-producing yeast in Xuanwei ham and its aroma characteristics[J]. Food Science, 2026, 47(4): 105-114. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250823-165.
实习编辑：梁雯菁；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力，加速科技成果向现实生产力转化，推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级，由北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，合肥工业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、皖西学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“ 第六届食品科学与人类健康国际研讨会 ”，将于 2026年8月15-16日（8月14日全天报到） 在 中国 安徽 合肥 召开。
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