传统奶豆腐制作过程中微生物群落的组成及变化研究

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fairboy2000
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奶豆腐是将原料乳经自然发酵、加热和搅拌等工艺制成的传统乳制品。目前传统奶豆腐的生产尚未实现工业化,多数以作坊式生产为主,制作过程中易受到环境微生物的影响。而在传统奶豆腐的制作中关于微生物群落组成及变化的研究较为少见,分离传统奶豆腐中的乳酸菌菌株,阐明其制作过程中微生物的变化,对于改善传统奶豆腐品质和促进其工业化生产具有重要意义。本研究通过结合纯培养和非培养测序的方法,对传统奶豆腐制作过程中的鲜牛乳、酸牛乳、嚼克和奶豆腐共计27份样品,进行乳酸菌分离和微生物多样性研究,阐释奶豆腐制作过程中微生物群落的组成及变化,主要研究结果如下:(1)通过纯培养方法从27份样品中共获得319株乳酸菌,鉴定为4个属,9个种。其中鲜牛乳、酸牛乳、嚼克和奶豆腐中优势菌均为Lactococcus lactis,占总分离株的52.4%,此外还包括Streptococcus thermophilus(15.7%)、Lactiplantibacillus plantarum(11.0%)、Lactobacillus helveticus(9.4%)等。原料乳中的乳酸菌活菌数为6~7 log CFU/m L,自然发酵后酸牛乳中的活菌数升至8~9 log CFU/m L,经加热后因乳酸菌不耐受高温,其生长繁殖会受到抑制,故成品奶豆腐的活菌数降至4~5 log CFU/m L。(2)宏基因组测序表明在酸牛乳、嚼克和奶豆腐中蕴含的微生物均以乳酸菌为主。其中Lactococcus lactis均为鲜牛乳(27.6%)、酸牛乳(98.2%)、嚼克(75.9%)和奶豆腐(87.3%)样品中相对含量最高的菌种,这与纯培养方法中乳酸菌的分离鉴定结果一致。原料乳经自然发酵后,Lactococcus lactis成为优势菌,从而导致菌群结构单一,微生物多样性降低;酸牛乳经加热后菌群间的相对含量没有发生改变,因此微生物多样性保持不变。鲜牛乳的微生物群落结构区别于酸牛乳、嚼克和奶豆腐,而酸牛乳、嚼克和奶豆腐之间的微生物群落结构较为相似。(3)鲜牛乳、酸牛乳、嚼克和奶豆腐各工艺阶段微生物群落变化表明:鲜牛乳中微生物区系较为复杂,如Meiothermus silvanus、Thermus scotoductus、Escherichia coli、Acinetobacter guillouiae和Acinetobacter johnsonii这5个细菌种在鲜牛乳中均检测到存在一定的相对含量,而经自然发酵后相对含量显著降低(P<0.05);嚼克中Enhydrobacter aerosaccus、Macrococcus caseolyticus、Acinetobacter johnsonii和Klebsiella oxytoca的相对含量均显著大于酸牛乳和奶豆腐(P<0.05)。将所有优势菌种之间作相关性分析后发现Lactococcus lactis对Acinetobacter guillouiae和Acinetobacter johnsonii等来源自环境的细菌生长繁殖可能具有抑制作用。(4)微生物基因家族进行代谢通路研究表明不同种类样品之间存在显著差异的代谢通路存在13条,其中:6-羟甲基二氢蝶呤二磷酸生物合成的代谢通路在鲜牛乳与酸牛乳、嚼克和奶豆腐间存在显著差异(P<0.05),且更多地富集在经过自然发酵后的样品中,说明该通路可能与传统奶豆腐制作过程中的自然发酵有关。其中9条代谢通路更多富集在嚼克中,这些代谢通路可能与来自环境中的微生物有关。Lactobacillus helveticus可能与十二碳五烯酸生物合成的代谢通路和降解半乳糖的代谢通路有关。综上所述,本研究分析了奶豆腐在制作过程中微生物群落的组成及变化,并获得了宝贵的乳酸菌资源,为传统奶豆腐的工艺改良奠定了理论基础。
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