论文部分内容阅读
赤水晒醋工艺随着明朝时期的“川盐入黔”一起被传入贵州赤水地区，已经有400余年的历史。其采用的是中国传统固态发酵方式，以大米、糯米和麸皮为主要原料，药曲为糖化剂，经酒精发酵、醋酸发酵、醋醅曝晒和醋液曝晒等工序酿造而成。目前，关于赤水晒醋的研究寥寥无几，对其产品品质和发酵过程中的品质形成不甚清楚。因此，本研究首先对比多种赤水晒醋和固态发酵名醋的理化指标和功能性指标，了解赤水晒醋的品质特性。其次，跟踪检测各个发酵阶段的理化指标和功能性指标变化，研究各阶段对赤水晒醋品质形成的影响。最后，结合高通量测序技术检测发酵过程中的微生物群落变化，探究赤水晒醋品质形成的深层原因。研究结果如下：
1.对比各种固态发酵食醋的指标，发现赤水晒醋在不挥发酸、无盐固形物、氨基酸含量和抗氧化能力等方面有较好的品质，通过聚类分析表明其与保宁麸曲醋有更多的相似性，整体不亚于其它固态发酵名醋，并且不同赤水晒醋产品和品牌之间的指标差异明显。
2.跟踪检测赤水晒醋在各发酵阶段的理化指标和抗氧化性指标，分析其动态变化。结果表明：总酸、不挥发酸、氨基酸、无盐固形物、多酚、黄酮含量和自由基清除能力等各项指标在发酵过程中有持续的增长，淀粉含量(以干基计)稳定下降，但发酵结束时其含量较高，说明淀粉利用率很低，而还原糖含量则随着发酵进行呈波动变化。酒精发酵实际是边糖化、边酒精发酵、边酸度增加的“三边发酵”过程，因此检出的酒精含量波动大、产量低，总酸含量有持续地增长。氨基酸态氮、多酚、黄酮类物质含量增长主要依靠原料析出，也与微生物活动密切相关，但增量较小；醋酸发酵是醋醅中总酸、氨基酸、无盐固形物和抗氧化物质的主要积累阶段，它们在该阶段有持续稳定的增长趋势。不挥发酸含量呈波动变化，但整个发酵过程结束后没有增长，为1.15g/100mL。还原糖含量变化呈先增高后降低变化，发酵结束时约为0.95g/100mL。淀粉含量(以干基计)持续降低，发酵结束时约为51.1g/100g；醋醅曝晒阶段时间最长，且主要在高温、无氧的环境中进行，由不同曝晒时长的醋醅进行比较，表明还原糖、不挥发酸、可溶性无盐固形物、总氮、多酚和黄酮等物质含量以及自由基清除能力都呈现先增高，后降低的变化，高峰时期集中在12~24个月之间。总酸和氨基酸态氮的含量持续上升，淀粉(以干基计)的含量则没有在曝晒期间发生明显变化，稳定在45.88g/100g左右；醋液曝晒对赤水晒醋最重要的影响是水分蒸发造成醋液中物质浓缩，经过三个月的晒制便可以使醋液中的物质含量增加2~3倍，是赤水晒醋风格特点形成的重要时期。
3.利用高通量测序技术检测药曲、酒精发酵样品、醋酸发酵样品和醋醅曝晒样品的微生物结构及丰度，结果表明：药曲中的优势细菌菌属为芽孢杆菌属(Bacillus)、链霉菌属(Streptomyces)和高温放线菌属(Thermoactinomyces)，优势真菌菌属为曲霉属(Aspergillus)、嗜热真菌属(Thermomyces)，这些菌种能够生产α-淀粉酶、蛋白酶、β-1，4-内切木聚糖酶和氨基酸等物质，对淀粉、木聚糖、蛋白质的分解利用和其它微生物的生长代谢有着非常重要的作用；酒精发酵样品中的优势细菌菌属为乳杆菌属(Lactobacillus)，优势真菌菌属为曲霉属(Aspergillus)、嗜热真菌属(Thermomyces)，这些菌种能提高样品中的不挥发酸和氨基酸含量，分泌甾类、生物碱类和吩嗪类化合物，生产寡糖和木糖以供黄曲霉(Aspergillus flavus)和Clostridium属细菌进行酒精发酵代谢；醋酸发酵样品中的优势细菌菌属为乳杆菌属(Lactobacillus)和醋酸菌(Acetobacter)，优势真菌菌属为曲霉属(Aspergillus)、丝孢酵母菌属(Trichosporon)，乳杆菌属和醋酸菌能代谢生产乳酸和醋酸提高醋醅中的总酸含量，曲霉菌属和丝孢酵母菌属菌种则可以生产各种风味物质提高食醋的品质；醋醅曝晒阶段的微生物种类最多，相对丰度均匀，不存在绝对优势菌属，相对丰度较高的细菌菌属有芽孢杆菌属(Bacillus)、高温放线菌属(Thermoactinomyces)、变形杆菌菌属(Proteus)、葡糖醋杆菌属(Gluconacetobacter)和红球菌属(Rhodococcus)，优势真菌菌属为曲霉属(Aspergillus)、枝孢属(Cladosporium)、梗孢酵母属(Sterigmatomyces)、枝顶孢属(Acremonium)和链格孢属(Alternaria)，这些微生物的生长代谢可以促进曝晒醋醅中各种风味物质的积累。通过丰度聚类热图分析和Beta多样性表明，药曲、酒精发酵和醋酸发酵各样品间相似性较高，而醋醅曝晒样品之间存在明显差异，说明每个曝晒坛内部都有独立的微生物结构和发酵环境；酒精发酵阶段和醋酸发酵阶段样品的微生物结构相似性较高，与其它两个阶段有明显差异，说明这两个阶段的微生物由于环境的相似而存在延续性。
1.对比各种固态发酵食醋的指标，发现赤水晒醋在不挥发酸、无盐固形物、氨基酸含量和抗氧化能力等方面有较好的品质，通过聚类分析表明其与保宁麸曲醋有更多的相似性，整体不亚于其它固态发酵名醋，并且不同赤水晒醋产品和品牌之间的指标差异明显。
2.跟踪检测赤水晒醋在各发酵阶段的理化指标和抗氧化性指标，分析其动态变化。结果表明：总酸、不挥发酸、氨基酸、无盐固形物、多酚、黄酮含量和自由基清除能力等各项指标在发酵过程中有持续的增长，淀粉含量(以干基计)稳定下降，但发酵结束时其含量较高，说明淀粉利用率很低，而还原糖含量则随着发酵进行呈波动变化。酒精发酵实际是边糖化、边酒精发酵、边酸度增加的“三边发酵”过程，因此检出的酒精含量波动大、产量低，总酸含量有持续地增长。氨基酸态氮、多酚、黄酮类物质含量增长主要依靠原料析出，也与微生物活动密切相关，但增量较小；醋酸发酵是醋醅中总酸、氨基酸、无盐固形物和抗氧化物质的主要积累阶段，它们在该阶段有持续稳定的增长趋势。不挥发酸含量呈波动变化，但整个发酵过程结束后没有增长，为1.15g/100mL。还原糖含量变化呈先增高后降低变化，发酵结束时约为0.95g/100mL。淀粉含量(以干基计)持续降低，发酵结束时约为51.1g/100g；醋醅曝晒阶段时间最长，且主要在高温、无氧的环境中进行，由不同曝晒时长的醋醅进行比较，表明还原糖、不挥发酸、可溶性无盐固形物、总氮、多酚和黄酮等物质含量以及自由基清除能力都呈现先增高，后降低的变化，高峰时期集中在12~24个月之间。总酸和氨基酸态氮的含量持续上升，淀粉(以干基计)的含量则没有在曝晒期间发生明显变化，稳定在45.88g/100g左右；醋液曝晒对赤水晒醋最重要的影响是水分蒸发造成醋液中物质浓缩，经过三个月的晒制便可以使醋液中的物质含量增加2~3倍，是赤水晒醋风格特点形成的重要时期。
3.利用高通量测序技术检测药曲、酒精发酵样品、醋酸发酵样品和醋醅曝晒样品的微生物结构及丰度，结果表明：药曲中的优势细菌菌属为芽孢杆菌属(Bacillus)、链霉菌属(Streptomyces)和高温放线菌属(Thermoactinomyces)，优势真菌菌属为曲霉属(Aspergillus)、嗜热真菌属(Thermomyces)，这些菌种能够生产α-淀粉酶、蛋白酶、β-1，4-内切木聚糖酶和氨基酸等物质，对淀粉、木聚糖、蛋白质的分解利用和其它微生物的生长代谢有着非常重要的作用；酒精发酵样品中的优势细菌菌属为乳杆菌属(Lactobacillus)，优势真菌菌属为曲霉属(Aspergillus)、嗜热真菌属(Thermomyces)，这些菌种能提高样品中的不挥发酸和氨基酸含量，分泌甾类、生物碱类和吩嗪类化合物，生产寡糖和木糖以供黄曲霉(Aspergillus flavus)和Clostridium属细菌进行酒精发酵代谢；醋酸发酵样品中的优势细菌菌属为乳杆菌属(Lactobacillus)和醋酸菌(Acetobacter)，优势真菌菌属为曲霉属(Aspergillus)、丝孢酵母菌属(Trichosporon)，乳杆菌属和醋酸菌能代谢生产乳酸和醋酸提高醋醅中的总酸含量，曲霉菌属和丝孢酵母菌属菌种则可以生产各种风味物质提高食醋的品质；醋醅曝晒阶段的微生物种类最多，相对丰度均匀，不存在绝对优势菌属，相对丰度较高的细菌菌属有芽孢杆菌属(Bacillus)、高温放线菌属(Thermoactinomyces)、变形杆菌菌属(Proteus)、葡糖醋杆菌属(Gluconacetobacter)和红球菌属(Rhodococcus)，优势真菌菌属为曲霉属(Aspergillus)、枝孢属(Cladosporium)、梗孢酵母属(Sterigmatomyces)、枝顶孢属(Acremonium)和链格孢属(Alternaria)，这些微生物的生长代谢可以促进曝晒醋醅中各种风味物质的积累。通过丰度聚类热图分析和Beta多样性表明，药曲、酒精发酵和醋酸发酵各样品间相似性较高，而醋醅曝晒样品之间存在明显差异，说明每个曝晒坛内部都有独立的微生物结构和发酵环境；酒精发酵阶段和醋酸发酵阶段样品的微生物结构相似性较高，与其它两个阶段有明显差异，说明这两个阶段的微生物由于环境的相似而存在延续性。