曲霉型豆豉发酵过程中品质特性及微生物变化规律研究

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曲霉型豆豉是我国一种历史悠久的调味副食品，具有抗氧化、降血压、溶血栓等多种功效。当前曲霉型豆豉一些生产环节仍采用粗放式工艺，这将导致豆豉品质的不稳定并加大污染风险。而开展科学的人工复配发酵之前，首先应对原工艺豆豉品质特征及微生物变化规律具有全面的认识，而过去相关研究对其规律认识仍不太深入。因此，本文先对曲霉型豆豉不同发酵阶段的品质特征及关键酶活性的变化进行比较；而后借助分子鉴定技术从绝对丰度和相对丰度深入探索了豆豉微生物在发酵过程中的变化；最后对优势微生物进行了环境耐受及发酵潜力的初步评价。具体过程与结果如下：　　1.豆豉6个发酵阶段的发酵池温度为先升后降，大多数阶段在45?C上下，pH持续下降至结束时4.86。豆豉发酵中含盐量维持在6%左右，氨基氮及总酸呈稳步上升的趋势，而还原糖及总糖的含量呈持续下降的趋势。发酵中豆豉颜色逐步变黑，硬度变小，以酱香为主体的风味在第15天基本形成并于第21天进一步加强。发酵中的中性蛋白酶、α-淀粉酶的酶活力较高，而纤维素酶、脂肪酶、β-葡萄糖苷酶的酶活力均比上述两种主要的酶低2~3个数量级，各关键酶的酶活力总体上均为持续下降的趋势。　　2.通过可培养法发现,豆豉发酵阶段细菌占绝大多数，细菌、乳酸菌及真菌的丰度均呈下降趋势。分离得到18种菌株中12种为细菌，优势种为贝莱斯芽孢杆菌、鸡葡萄球菌、咸海鲜魏斯氏菌。基于实时定量PCR试验，发现细菌及真菌的绝对丰度随着发酵的进行明显下降，细菌绝对丰度始终领先真菌2~3个数量级，葡萄球菌属绝对丰度自第10天起急剧下降，芽孢杆菌属整体的波动不明显。对细菌进行高通量测序发现，厚壁菌门为主要优势门，而葡萄球菌属是唯一全程优势属，其丰度呈先增后降的趋势，最高达93.6%；芽孢杆菌在发酵中后期占比逐渐上升；以魏斯氏及乳酸杆菌属为代表的乳酸细菌主要分布于发酵初期及末期。进一步分析发现，细菌结构整体发生了较大变化，注释到核酸代谢、膜运输、复制与修复的通路呈连续下降趋势，冗余分析则表明pH与温度是造成豆豉细菌群落演替的重要环境因子。　　3.对优势菌进行胁迫环境试验，发现魏斯氏菌、乳酸杆菌胁迫环境耐受性较弱，4种菌属高温耐受能力均不强，而对盐分、低pH等因子均具有一定耐受性，其中葡萄球菌属在6%盐分生长基本不受影响，而平板培养的菌落数目更少且形态更小。豆豉的纯菌发酵试验表明，魏斯氏菌与乳酸杆菌发酵后主体风味为乳香，而芽孢杆菌及葡萄球菌发酵豆豉的特征性气味分别为豉香与酱香味。各菌属发酵中的以中性蛋白酶为代表的多种酶活力较自然发酵豆豉明显更高，而脂肪酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素酶的酶活力全程均很低。　　总的来看，本文通过从豆豉发酵阶段的品质及酶系等指标切入，结合多种工具从绝对及相对丰度两个角度，阐明了造成豆豉品质指标改变的重要源头即微生物的变化规律，并结合培养试验对优势微生物的环境耐受及发酵潜力完成初步评价。这将为更深入地探索曲霉型豆豉的发酵规律提供了研究思路，并为下一步复配发酵建立了试验基础。

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作者
赵文鹏;
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作者单位

江西师范大学;

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授予单位江西师范大学;
学科生物学;食品生物化学
授予学位硕士
导师姓名王筱兰;
年度 2020
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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类
关键词
曲霉型豆豉,发酵过程,品质特性,微生物群落;

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