乳酸菌与酵母菌混合发酵对奶酪风味的影响

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乳酸菌和酵母菌是传统手工奶酪中的主要菌群与风味发展紧密相关,现有的研究主要集中在乳酸菌发酵对奶酪风味的影响,仅使用乳酸菌作为发酵剂虽然便于控制发酵,但可能导致风味不足和产品同质化,并且对于酵母菌对奶酪风味的影响研究较少。本研究在前期研究的基础上利用副干酪乳杆菌SMN-LBK与马克斯克鲁维酵母SMN-S7-LBK混合发酵提高奶酪的风味品质,探讨其对奶酪风味的影响。得到如下研究结论:(1)为评估混合发酵在乳品发酵中的应用潜力,对混合发酵与单菌发酵的发酵特性进行比较,测定了在不同碳源下的生长曲线、还原糖含量、游离氨基氮含量、挥发性风味化合物含量、质构特性并进行感官评价。副干酪乳杆菌SMN-LBK和马克斯克鲁维酵母SMN-S7-LBK能够发酵乳糖和半乳糖,以葡萄糖和半乳糖为碳源进行混合发酵两株菌的生长量显著提高。混合发酵快速消耗葡萄糖和半乳糖,半乳糖的消耗量达到3.71 g/L。混合发酵游离氨基氮含量可高达1.35 g/L,混合发酵水解蛋白能力强于单菌发酵。混合发酵与单菌发酵样品具有不同的挥发性风味化合物组成,混合发酵具有较高浓度的异戊醇、异丁醇、2-庚醇、正丁醇、壬醛、糠醛、异丁酸、乙酸糠酯、辛酸乙酯和乙酸苯乙酯。混合发酵降低了发酵乳的质构特性,硬度、粘度指数低于单菌发酵乳。混合发酵乳虽具有较低的组织状态评分,但香气评分高于单菌发酵乳,在感官上整体是可接受的。(2)为评估酵母辅助发酵对奶酪风味品质的影响,制备混合发酵与单菌发酵奶酪,测定成熟期间的基本理化指标和有机酸、氨基酸及挥发性风味化合物含量变化。混合发酵奶酪的水分、蛋白质和盐含量与单菌发酵奶酪差异不显著。混合发酵表现出较强的蛋白质水解能力,在成熟中后期的游离氨基氮含量高于单菌发酵奶酪。尽管成熟后期的混合发酵奶酪具有较低的有机酸与氨基酸含量,但提高了与有机酸与氨基酸代谢转化相关的乳酸乙酯、异丁醇和异戊醇的含量,分别达到963.83、86.49、4778.10μg/kg。混合发酵奶酪提高了酸、醇、酯类物质的含量,具有较高浓度的异丁酸异戊酯、癸酸乙酯、乙酸异戊酯、辛酸乙酯、乙酸苯乙酯、苯乙醇、乳酸乙酯、异丁醇、己酸乙酯、2-丁醇、异丁酸。混合发酵对奶酪香气风格的改变获得了较高的感官评分,能够增加奶酪风味的多样性。(3)为探究乳酸菌与酵母菌混合发酵风味形成机制及相互作用,利用非靶向代谢组学测定混合发酵与单菌发酵奶酪间的差异代谢物及代谢通路。蛋白质和脂质衍生代谢物(氨基酸、甘油磷脂、脂肪酸和脂肪酰)是奶酪中主要的代谢物,其中氨基酸与脂肪酸是混合发酵与单菌发酵奶酪间的差异非挥发性风味代谢物。氨基酸代谢是混合发酵和单菌发酵奶酪间主要的差异代谢通路,谷氨酸与谷氨酰胺代谢是与代谢物差异相关性较高的关键通路,具备风味调节和功能性化合物生产的潜力。总的来说,这项研究评估了副干酪乳杆菌SMN-LBK和马克斯克鲁维酵母SMN-S7-LBK混合发酵生产奶酪的潜力,并清楚地展示了混合发酵和单菌发酵奶酪之间的风味物质差异和代谢物活动变化。该研究为生产具有风味增强功能的混合发酵奶酪提供了有趣的视角,并将有助于逐步识别风味形成机制和微生物相互作用。
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