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Microbial interactions and ecology in fermented food ecosystems.

文献信息

DOI10.1038/s41579-025-01191-w
PMID40410356
期刊Nature reviews. Microbiology
影响因子103.3
JCR 分区Q1
发表年份2025
被引次数0
关键词微生物相互作用, 发酵食品, 生态学, 微生物群落, 食品安全
文献类型Journal Article, Review
ISSN1740-1526
页码622-634
期号23(10)
作者Jennifer M Auchtung, Heather E Hallen-Adams, Robert Hutkins

一句话小结

本综述探讨了发酵食品和饮料中微生物群落的生态相互作用及其对食品安全、保质期和感官特性的影响,同时指出现代技术在提升传统发酵食品制造与质量中的重要作用,并讨论了微生物对人类肠道生态的潜在影响,强调了发酵食品在饮食中的重要性和未来研究的意义。

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微生物相互作用 · 发酵食品 · 生态学 · 微生物群落 · 食品安全

摘要

发酵食品和饮料是通过有意培养微生物而生产的,长期以来一直是人类饮食中最广泛消费的食品之一。无论是将微生物直接添加到食品基质中,还是通过选择性条件促进自生微生物在食品基质上的生长和活性,所产生的有机酸、乙醇及其他代谢产物均增强了食品的安全性、保质期、感官特性和功能属性。虽然某些发酵食品可能由仅有少数系统发育多样性有限的分类群主导的群落生产,但其他食品则是通过多样化微生物群落的协同作用而产生。在本综述中,我们通过提供具体实例,描述了塑造微生物群落结构和功能的生态相互作用,涵盖了各种类别的发酵食品。我们还描述了现代技术如何改善甚至传统发酵食品的制造、质量和可持续性。最后,我们简要讨论了当前关于发酵食品中微生物对人类肠道生态影响的研究。

英文摘要

Fermented foods and beverages, produced by the intentional growth of microorganisms, have long been among the most widely consumed foods in the human diet. Whether microorganisms are added directly to food substrates, or the growth and activity of autochthonous microorganisms colonizing food substrates is encouraged by selective conditions, the production of organic acids, ethanol and other metabolic end products enhance the safety, shelf-life, sensory and functional properties of foods. Whereas some fermented foods may be produced by communities dominated by only a few taxa of limited phylogenetic diversity, others are produced through the concerted action of diverse microbial communities. In this Review, we describe the ecological interactions shaping microbial community structure and function across various categories of fermented foods by providing specific examples. We also describe how the manufacture, quality and sustainability of even traditional fermented foods can be improved by contemporary technologies. Finally, we briefly discuss current research on the ecological impact of microorganisms found in fermented food on the human gut.

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主要研究问题

  1. 在不同类型的发酵食品中,微生物相互作用如何影响最终产品的风味和质地?
  2. 如何利用现代技术优化传统发酵食品的生产过程,以提高其质量和可持续性?
  3. 在发酵食品生态系统中,微生物群落的多样性对食品安全性有何影响?
  4. 研究微生物在发酵食品中的生态作用,是否能为改善人类肠道健康提供新的见解?
  5. 不同发酵食品中的自生微生物与添加微生物之间的相互作用有哪些显著差异?

核心洞察

研究背景和目的

发酵食品和饮料是通过微生物的故意生长而生产的,长期以来在人类饮食中占据重要地位。这些食品的生产不仅可以提高安全性和保质期,还能改善感官和功能特性。本研究旨在探讨不同类型发酵食品中微生物群落的生态相互作用,分析其结构和功能,并讨论现代技术如何提升传统发酵食品的制造质量和可持续性。

主要方法/材料/实验设计

本研究采用文献综述的方法,通过对多种发酵食品的生态相互作用进行案例分析,探讨微生物群落的多样性及其对食品特性的影响。

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关键结果和发现

  1. 微生物群落结构:某些发酵食品由少数物种主导,而其他食品则依赖多样化的微生物群落。
  2. 生态相互作用:不同微生物之间的相互作用决定了发酵过程的效率和最终产品的特性。
  3. 现代技术应用:现代技术(如基因组学和代谢组学)可以显著提高传统发酵食品的制造质量和可持续性。
  4. 对人类健康的影响:发酵食品中的微生物对人类肠道微生物群有重要影响,可能改善消化健康和免疫功能。

主要结论/意义/创新性

本研究强调了发酵食品中微生物群落的复杂性及其对食品特性的深远影响。通过对生态相互作用的深入理解,可以推动发酵食品的生产向更高质量和可持续性发展。此外,研究揭示了发酵食品对人类健康的潜在益处,提供了未来研究的新方向。

研究局限性和未来方向

  1. 局限性:本研究主要基于文献综述,缺乏实证数据支持。对不同地区和文化背景下发酵食品的研究仍然不足。
  2. 未来方向
    • 进行更多的实证研究,探索不同微生物群落对发酵食品特性的具体影响。
    • 研究发酵食品对人类健康的长期影响,尤其是肠道微生物组的变化。
    • 应用现代技术,开发新的发酵食品,提升其功能性和营养价值。

参考文献

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