论文部分内容阅读
山西老陈醋的生产过程是自然富集的多菌种共同发酵的过程,属于半开放的固态发酵。本研究采用菌种分离手段研究微生物变化,通过Illu mina Miseq高通量测序技术对整个山西老陈醋发酵过程细菌、真菌群落多样性和动态变化进行研究;其次对山西老陈醋中优良酵母菌、乳酸菌在不同培养基中的发酵特性进行研究;最后将酵母菌、乳酸菌进行同种菌互作,研究不同接种比例对菌株生长、理化指标、风味物质的影响,选出最佳组合方式及比例。结果如下:(1)传统手工两批醋样,酒精发酵与醋酸阶段微生物数量的动态变化中,细菌量、酵母菌、乳酸菌均是从酒精发酵第0天到第4天呈明显上升趋势,且都是在酒精发酵第4天达到最大值,在发酵末期达到最小值。利用高通量测序技术对山西老陈醋整个发酵阶段细菌群落动态监测结果表明:传统工艺山西老陈醋发酵过程中细菌门、纲、目、科、属水平的相对丰度变化差异性不显著,较为稳定。检测到5个细菌门,其中厚壁菌门(52.49%)和变形菌门(33.66%)是主要细菌,厚壁菌门酒精阶段的相对丰度大于醋酸阶段,在酒精发酵6 d最高达到90.97%。检测到13个细菌属,其中乳杆菌属(Lactobacillales,44.89%)、醋杆菌属(Acetobacter,21.04%)是主要细菌,乳杆菌属醋酸发酵10 d达到74.01%,醋杆菌属在醋酸发酵6 d达到64.91%。在整个细菌群落动态变化中,优势菌株乳杆菌整体呈现下降趋势,而醋酸菌整体呈现上升的趋势。检测到5个真菌门,子囊菌门(Ascomycota,84.33%),担子菌门(Basi diomycota,6.20%),壶菌门(C hytri diomycota,0.19%),被孢霉门(Mortierellomycota,0.70%)。其中子囊菌门(Ascomycota,84.33%)、担子菌门(Basi diomycota,6.20%)是主要真菌,子囊菌门达到99.41%是在酒精发酵2 d。担子菌门在醋酸发酵0 d达到最高,为16.24%。检测到15个真菌属,其中曲霉属(Aspergillus,21.05%)、酿酒酵母菌属(Sacc haromyces,19.58%)是主要真菌,酿酒酵母菌属在酒精发酵第6天达到45.61%。曲霉属在酒精发酵0 d达到60.61%。在整个真菌群落动态变化中,优势菌株酵母菌整体呈现下降趋势。(2)在麦芽汁、高粱汁、大麦豌豆培养基中培养酵母菌Y 421、Y 1608、Q 39,研究发现在高粱汁培养基中菌株Y 1608测得还原糖含量最低,总酯含量最高,有机酸总量最高,分别为0.27 g/100 m L、11 g/100 m L、1.4812 g/100g。3株酵母菌在高粱汁培养基中生物量、理化指标、风味物质最佳。(3)在大麦豌豆、高粱汁、模拟醋醅培养基中培养乳酸菌L 7、L 19、L 729、L 2422,结果表明:在模拟醋醅培养基中菌株L 729产酸量最佳、还原糖含量最低,产乙偶姻量最高,有机酸含量总量最高,分别为1.53 g/100g、0.59 g/100g、2.42 mg/g、2.1105g/100g,菌株L7发酵所测得的醛类、醇类物质总量最高,分别为3.4971 m g/100g、7.3465 mg/100g。4株乳酸菌在模拟醋醅培养基中生物量、理化指标、风味物质优于大麦豌豆培养基、高粱汁培养基。(4)将酿酒酵母Y 421、蒿草假丝酵母Y 1608、酿酒酵母Q 39进行互作研究,结果显示:菌株Y 421+Y 1608互作时,其还原糖含量最低,为0.51 g/100g,总酯含量最高,为8 7.29 g/100g,有机酸总量最高,为1.3952 g/100g,在香气物质中,酯类含量最高为3.7093 g/100g、其中庚酸乙酯、正己酸乙酯、己酸异戊酯、辛酸乙酯等物质均显著提高,酸类含量为2.0282 g/100g,其中醋酸、异戊酸、醛类(2-乙基已基醛、正辛醛)、酮类(丙酮、甲基庚烯酮)含量均显著提高。对酵母菌Y 421与Y 1608进一步细化比例研究,结果显示:比例为1:0.5时酒精含量最高为6.8%,总酯含量5.84 g/100 m L与纯培养相比,分别提高了34.2%、6.1%。在有机酸中,草酸含量达到0.1836 g/100g,与纯培养中菌株421相比,提高了15.7%。苹果酸的含量最高,为0.2866 g/100g,乙酸只有在1:0.5时产生。在香气物质中,醇类物质为7.0376 g/100g,其中正己醇(0.0386 g/100g)、1-辛烯nd3nd醇(0.0147g/100g)、糠醇(0.0185 g/100g)、乙醇(2.0985 g/100g),酯类(己酸异丁酯、己酸异戊酯、丙酯酸己酯)、酸类(4-甲基-2-氧代戊酸)均有显著提高。(5)将植物乳杆菌L 7、植物乳杆菌L 19、植物乳杆菌L 729、戊糖片球菌L 2422进行互作研究,结果显示:菌株L7+L729互作时,还原糖含量最低为0.31 g/100g,产酸最高达到3.02 g/100g,乙偶姻产量最高达到2.41 g/100g,有机酸总量为3.7775g/100g,其中乙酸含量为最高为2.1655 g/100g。在风味物质中,酯类、醛类、酸类物质总量高于纯培养及其他共培养体系,分别为15.1519 g/100g、4.2241 g/100g、11.0763g/100g。对乳酸菌L 7和L 729进一步细化比例研究,结果显示:当比例为1:0.5时,总酸量达到4.22 g/100g,乙偶姻产量最高达到2.33 mg/g,在有机酸中,草酸、丙酮酸、苹果酸、乳酸均为最高,分别为0.9342 g/100g、0.8373 g/100g、0.5017 g/100g、1.9267g/100g,在香气物质中,酸类、醛类、吡嗪类物质均有所提高,其中酸类总量最高为8.6136g/100g。