辣椒（Capsicum annuum L.）起源于南美洲文明，如今是一种全球重要的商品，不仅因其独特的辛辣味而受到重视，还因其富含生物活性化合物（Aguilar Melendez等人，2009年）。这些植物化学物质，尤其是辣椒素类化合物，具有多种健康益处，包括抗氧化、抗菌和抗肥胖作用（Cervantes-Paz等人，2012年；van Avesaat等人，2016年）。然而，新鲜辣椒的季节性供应要求对其进行加工，以确保全年供应。发酵是一种历史悠久的技术，用于延长辣椒的保质期，并产生独特而复杂的风味。
在各种发酵辣椒产品中，切碎辣椒的发酵是中国西南地区传统的主食。传统上，其生产依赖于原材料上的天然微生物群进行的自然发酵（Chen, Xiong等人，2022年）。然而，这种不受控制的方法存在诸多问题，常常导致产品变质、质地变软和感官效果不可预测。相比之下，使用选定的发酵剂可以精确控制发酵过程，确保产品安全、一致性和优质。乳酸菌（LAB）因在塑造微生物群落、引导代谢途径（Cai等人，2020年）和生成发酵蔬菜中的关键风味化合物（Lee等人，2020年）方面的关键作用而受到广泛认可。最近的研究趋势从单菌株接种（如使用Pediococcus ethanolidurans M1117（Li等人，2023年）来保持质地或Lactiplantibacillus plantarum PC8来提高接受度（Li & Liu，2022年）转向更复杂的多菌株共发酵系统。研究表明，乳酸菌与特定酵母（如Saccharomyces cerevisiae）的共接种可以产生协同效应；例如，酵母可以合成促进乳酸菌生长和产酸的B族维生素，而乳酸菌的代谢产物又会影响酵母产生的酯类，从而形成更丰富、更平衡的香气（Helena Sances Rabelo等人，2024年）。此外，代谢组学分析开始揭示这些系统中的复杂调控网络，阐明微生物相互作用如何直接影响风味前体和最终挥发性化合物的生物合成（Li, Chen等人，2025年）。这种共培养策略基于代谢互补性：L. plantarum作为同型发酵菌株，因其快速产生乳酸而降低pH值并抑制腐败菌；而L. brevis作为异型发酵菌株，通过磷酸酮醇途径增强风味复杂性，生成乙醇和多种挥发性前体（Zhang, Shang等人，2023年）。尽管取得了这些进展，但在切碎辣椒发酵领域仍存在知识空白。首先，虽然某些乳酸菌的作用已明确，但像Levilactobacillus brevis这样的菌株作为主要发酵剂的具体贡献仍需进一步探索。其次，关于不同乳酸菌菌株与酵母在切碎辣椒中的协同或拮抗作用的研究较少。共接种如何精确调节理化性质和感官特性的机制尚不清楚。最关键的是，目前缺乏将多菌株发酵与非靶向代谢组学相结合的研究，以机制性地将微生物群落动态与最终产品的综合风味化学类型联系起来。
为解决这些研究空白，本研究系统评估了本土Lactiplantibacillus plantarum、Levilactobacillus brevis和Saccharomyces cerevisiae的发酵性能，既单独评估也进行组合研究。通过整合微生物学、理化分析和感官评估以及先进的挥发性和非靶向代谢组学技术，我们旨在阐明每种发酵剂组合对最终产品质量的具体贡献。假设共接种具有不同功能特性的本土乳酸菌菌株可以整合它们的代谢优势，从而提高产品质量。本研究不仅旨在确定适合工业应用的最佳发酵剂，还提供了风味化合物协同生物合成的机制性见解，为传统发酵辣椒产品的标准化和创新奠定科学基础。
