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牛肉干是深受人们喜爱的肉类产品之一。牛肉经腌制、干燥等工序加工而成,风味良好、营养价值高且携带方便,是一种健康休闲食品。尽管牛肉干水分含量和水分活度通常较低,但牛肉干霉变导致资源浪费、工厂损失、中毒事件等现象从未消失。因此,对牛肉干致霉菌群和霉变防控技术进行系统研究是很有必要的。本论文以贵州不同地区(安顺、铜仁、贵阳)牛肉干正常与发霉样品为试验材料。主要研究了正常与发霉牛肉干风味物质与微生物多样性差异,揭示核心微生物对正常与发霉牛肉干挥发性物质的影响及导致牛肉干霉变的微生物。用传统培养法将发霉牛肉干中发霉真菌进行分离纯化、鉴定,并进行抑菌实验,以期开发出一种合理高效的复合防腐剂,为牛肉干的质量稳定提供一定的指导意义,也为后续牛肉干相关研究奠定基础。主要研究结果如下:(1)基于高通量测序(high-throughput sequencing,HTS)技术注释结果,18个样品测序共获得2,798,226条有效序列,其中真菌有1,429,384条,细菌有1,368,842条。正常牛肉干的真菌ACE、Chao1和Shannon指数明显高于发霉牛肉干。同时真菌与细菌稀释性曲线(Rarefaction Curve)和Shannon曲线都趋于平缓,说明测序量和测序深度均为合理。在门水平上正常和发霉牛肉干样品群落组成有较大差异,细菌和真菌分别观察到10个和3个门,真菌中正常牛肉干子囊菌门(Ascomycota)和Unclassified占优势地位,而发霉牛肉干子囊菌门最丰富,其次是担子菌门(Basidiomycota);导致牛肉干发霉的主要真菌为曲霉属(Aspergillus)、耐干霉菌属(Xeromyces)和节担菌属(Wallemia)。证明了发霉是由于真菌属急剧增加导致了肉眼可见的霉变。(2)环境因子特性显示,由于霉菌的生长,3个地区正常牛肉干p H都显著高于发霉牛肉干(P﹤0.05);此外,色差和Nacl含量在发霉与正常牛肉干中差异不显著(P﹥0.05)无统计学意义。每个地区正常牛肉干中aw在0.51-0.68之间,而发霉牛肉干在0.80-0.83之间。当aw﹤0.68时有利于控制真菌导致的腐败和黄曲霉毒素的产生。水分含量与aw在发霉牛肉干中均显著高于正常牛肉干,故水分含量可能是导致牛肉干发霉的关键因素。牛肉干被霉菌污染后导致碳水化合物、脂肪、蛋白质等营养成分被消耗,使得发霉后的牛肉干卡路里显著下降(P﹤0.05)。通过HS-SPME-GC-MS(Headspace Solid-phase Microextraction combined with Gas Chromatographymass Spectrometry)技术对3个地区的正常和发霉牛肉干进行检测,结果显示:所有牛肉干样本中共检测到82种挥发性化合物,包括烃类(4种)、醛类(8种)、酮类(2种)、醇类(23种)、酸类(12种)、酯类(10种)、萜类(4种)和其他化合物(5种)。其中有22种为正常牛肉干独有,17种为发霉牛肉干独有。正常与发霉牛肉干中有49种挥发性化合物含量差异显著(P﹤0.05),占所有挥发性物质的59.76%。(3)基于传统培养法对发霉牛肉干中致霉菌群进行分离纯化,并利用真菌形态学观察和焦磷酸测序技术(r DNA-ITS序列分析)进行鉴定,结果显示,从贵州3个地区发霉牛肉干中共分离出29株真菌,共有18个真菌属,其中1、71号菌为曲霉属,14、90为尾孢属,10、33、36、37为枝孢属,49、59、78为刺盘孢属,44、32、77、24为青霉属,81、20为黑团孢属等。结合高通量测序选择1、10、27、33、59、71号菌株作为防腐剂的抑菌对象,即黑曲霉、极细枝孢霉、赤星病菌、枝状枝孢菌、刺盘孢属_sp、曲霉属_jensenii。通过抑菌实验研究一种高效的复配防腐剂,即添加量为:ε-聚赖氨酸0.1 g/kg、纳他霉素0.12 g/kg、双乙酸钠0.3 g/kg和脱氢乙酸钠0.05 g/kg时抑菌效果最佳,该复配防腐剂对1号菌株的抑制率能达到75.94%。(4)通过微生物与环境因子、微生物与挥发性化合物以及微生物与微生物之间的相关性分析,结果显示:导致牛肉干发霉的节担菌属(Wallemia)与耐干霉菌属(Xeromyces)和Hyphopichia呈拮抗作用。曲霉属(Aspergillus)也仅与Genolevuria呈拮抗作用;丰度排名前十的枝孢属仅与青霉菌属(penicillium)表现出强烈的正相关。利用RDA揭示理化因子与核心微生物群落之间的相关性。得出较低的水分活度可以抑制曲霉属生长,从而达到一定的防霉效果,曲霉属与p H呈较弱正相关。在Nacl含量为3.07%-4.82%、p H为5.29-5.76范围内,节担菌属随着Nacl含量降低而升高,且生存环境更趋向于5.29左右的p H值。正常与发霉牛肉干中微生物与挥发性性化合物相关性热图显示8个核心微生物属和25种挥发性物质,其中真菌属5个,分别为节担菌属,Xerochrysium,曲霉属,刺盘孢属(Colletotrichum),细菌属3个为:芽孢杆菌属(Bacillus),葡萄球菌属(staphylococcus),Salvia_pomifera。牛肉干发霉以后苯乙醇含量上升,苯乙醇低浓度时会产生果香,但高浓度时会产生强烈的刺激性气味和味道。而导致牛肉干的品质发生改变。芽孢杆菌属,葡萄球菌属,刺盘孢属,Xerochrysium和Salvia_pomifera等几种微生物属对对苯二甲醚,正17烷,百里香酚等18种化合物有显著影响(P﹤0.05),将其划分为是导致牛肉干变质发霉的关键微生物。