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胡椒作为一种香料类植物,有着“香料之王”的美誉。我国胡椒主要以白胡椒产品的形式进入国内外市场。目前最广泛采用的是传统浸泡脱皮工艺,但该工艺方法生产出的白胡椒具有强烈的异味,品质低下,虽然销量很高,但价格低廉,难以体现白胡椒应有的经济价值。本研究通过在传统浸泡脱皮过程中进行通气,可以显著改善白胡椒的异味问题。但该工艺过程尚不完善,同时也缺乏各方面的理论依据支撑。本研究应用基于二代测序平台的高通量测序技术,对通气液态发酵脱皮过程(0-7d)中复杂的微生物菌群结构及其变化进行了解析,同时也研究了该发酵条件下果皮中主要化学组分变化情况,为后续的工艺改进提供理论依据。主要结果如下:(1)对通气液态发酵的工艺条件进行了探索,初步摸索了通气液态发酵的工艺条件为环境温度30℃下,盐酸调pH=3.2,胡椒:水(kg/kg)=1:5,通气量2.5L/min。(2)基于加权UniFrac距离的PCoA分析表明,在胡椒脱皮过程中,细菌菌群结构持续性发生着剧烈的变化,其中在属水平上Azospirillum,Pseudomonas,Acinetobacter在整个过程中起到了关键作用。甄别了每个时间点样品中的核心OTU,并对此进行整合,通过每一时间点中核心OTU的变化情况研究整个过程中的菌属变化情况。在通气液态发酵过程中共整合出17条核心OTU,主要属于Azospirillum,Acinetobacter,Niveispirillum,Arcobacter,Pseudomonas。这些菌属均属于好氧型细菌或兼性好氧型细菌。在不通气对照组中共甄别整合出19条核心OTU,主要属于Lactococcus,Clostridium_sensu_stricto,Pectobacterium,Lactobacillus,Klebsiella,Anaerosinus。这些菌属基本属于厌氧型或兼性厌氧型细菌。(3)基于加权UniFrac距离进行的PCoA分析表明,在胡椒脱皮过程中真菌的菌群结构发生着一定的变化,其中在属水平上Fusarium,Wickerhamomyces在整个过程中起到了关键作用。选择了每一时间点样品中的核心OTU并进行整合,在通气过程中共鉴定出15条核心OTU,主要属于Fusarium,Candida。在不通气对照组中共鉴定出 28 条核心 OTU,主要属于 Wickerhamomyces,Candida,Fusarium,Trichosporon。(4)基于功能基因分析时,发现脱皮过程中与果皮分解相关的功能基因为木聚糖酶相关基因COG3693和果胶酯酶相关基因COG4677。COG3693在脱皮中后期表达量急剧增加,COG4677的表达量也在脱皮过程中上升达到峰值后才出现减少,且这两种酶在过去的研究中也被证明了与胡椒脱皮有密切联系。(5)发酵脱皮过程中环境水体的pH值存在较大差异。本实验工艺流程采用将水体pH值调至3.2进行脱皮,在发酵初期两种环境中水体pH都显著上升,但通气环境的pH值迅速稳定在8附近,水体呈弱碱性,而不通气对照组的水体环境在pH稳定时略低于6,呈弱酸性。通气过程水体溶氧量在4-5mg/L,而不通气对照组则小于0.5mg/L。(6)胡椒果皮中单糖组分含量最高的是氨基半乳糖,主要构成果皮中果胶结构的单糖组分为半乳糖醛酸、阿拉伯糖、半乳糖与鼠李糖。在通气液态发酵过程中,发酵4-6d时果胶主链降解速度最大。支链半乳糖在发酵0-2d时变化最明显,发酵2-4d时支链阿拉伯糖降解速率较快。在不通气对照组中,发酵2-4d时果胶主链降解速度最大,支链半乳糖在发酵2-4d时变化最明显,支链阿拉伯糖发酵4-6d时降解速率较快。