蔬菜发酵作为被忽视的温室气体来源：从微生物机制到全球收支影响

腌菜与气候的联系

像腌菜和泡菜这样的发酵蔬菜是全球厨房中的常见食物。本研究揭示，那些在厨房台面和工厂里静静冒泡的罐子也在释放使气候变暖的气体。通过近距离观察微生物在蔬菜发酵过程中的行为，研究者表明这一熟悉的食品加工过程在我们的全球温室气体收支中占有一小但真实的份额。

为什么发酵蔬菜对大气重要

研究团队首先询问常见的腌制蔬菜在发酵过程中是否会释放温室气体。他们设置了受控的白菜、黄瓜和萝卜罐，然后跟踪蔬菜周围气体和液体中二氧化碳与一氧化二氮的累积。在短短五天内，罐内气体浓度远高于正常空气值，证实发酵不仅是产生风味的过程，也是产生气体的过程。甲烷仅短暂且微量出现，表明主要的气候关注点在于二氧化碳和一氧化二氮。

盐度决定气体类型

由于盐是腌制的核心，研究者在为期90天的白菜发酵实验中测试了不同盐度如何改变气体产生。低盐和中盐盐水产生了更多的一氧化二氮，而高盐盐水则产生了更多的二氧化碳。对酸度、溶解氮化合物和有机碳的详细测量表明，较强的盐水从白菜中浸出更多糖分和其他富含碳的物质。这些额外的燃料，加上耐盐微生物群落，有助于在高盐条件下推动更多的二氧化碳释放。

罐内微生物的工作方式

为了弄清谁在产生哪些气体，科学家对盐水中的微生物DNA进行了测序。低盐罐中由变形菌门的细菌主导，包括肠杆菌属和沙雷氏菌属，这些菌在低氧条件下已知能将硝酸盐转化为一氧化二氮。在高盐条件下，这些耐盐性差的微生物减少，耐盐的乳酸菌如副干酪乳杆菌、乳球菌和嗜酸乳杆菌占据主导。基于计算的基因潜能分析表明，低盐群落倾向于那些会“泄露”一氧化二氮的途径，而高盐群落则倾向于将硝酸盐还原为铵的路线，从而避免产生一氧化二氮，但仍分解碳并释放二氧化碳。

从家庭罐到全球总量

利用他们测得的气体排放速率，作者估算了在全球腌制行业尺度上的可能影响。假设约十分之一的世界蔬菜产量被发酵，他们计算出腌制蔬菜每年可能释放约一万六千到近五万七千吨二氧化碳当量。其中一部分来自罐和罐体顶空的气体，另一部分来自当含盐盐水被排放并暴露于空气时后续释放的溶解气体。尽管与发电厂或汽车的排放相比这一数量较小，但它指出了一个先前被忽视的、分布广泛且在技术上可控的来源。

这对食品与气候意味着什么

简而言之，研究表明制作腌菜就像运行许多小型生物反应器，将蔬菜中的碳和来自肥料的氮转化为使地球变暖的气体。高盐配方倾向于以更多的二氧化碳换取较少的一氧化二氮，而低盐配方则相反。该研究表明，食品加工者和研究者可以设计发酵方法，在保持风味和安全性的同时减少气体排放，例如通过调整盐度、微生物组合或盐水处理方式。它也提醒我们，以植物为主的饮食和食品浪费的气候影响不仅包括田间和运输环节，还包括每个静静起泡的罐子里发生的过程。

引用: Huo, P., Zhang, X., Xu, C. et al. Vegetable fermentation as an overlooked source of greenhouse gases: from microbial mechanisms to global budget implications. npj Sci Food 10, 167 (2026). https://doi.org/10.1038/s41538-026-00825-4

关键词: 蔬菜发酵, 腌菜, 温室气体, 一氧化二氮, 食品微生物学