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醋酸固态发酵(AAF)是由重现性较好的微生物群落驱动而实现的一种自然发酵或半人为控制的发酵过程,它是一种生产中国传统谷物醋的重要技术。在中国传统的醋酸固态发酵过程中具有多种高度复杂的微生物群落以及多种不同的代谢产物。目前,醋酸固态发酵过程中的细菌群落演变规律与风味物质的形成之间的关联性不甚清楚。本文以传统岐山醋醋酸固态发酵过程为研究对象,结合应用高通量测序技术(Illumina Miseq sequencing)与聚合酶链式变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术检测醋酸固态发酵过程中的细菌群落变化情况。结果表明:在醋酸固态发酵过程中观察到一系列的细菌群落演替情况。其中,乳杆菌目是整个醋酸固态发酵过程主要优势菌,相对丰度高到44.21%-87.03%。然而,随着发酵进行,红螺菌目中的醋酸菌属也逐渐成为醋酸发酵过程中另一优势菌种,在发酵结束时其相对丰度高达32.03%。荧光定量PCR的结果表明,细菌总生物量的规律是在醋酸固态发酵的初始3天内微生物呈现出一个“自我驯化”的过程,随后总生物量急剧增加并在第7天达到最高水平,最后又缓慢降低至发酵结束。此外,通过HPLC、GC-MS技术分析醋酸固态发酵过程中不同代谢组的变化趋势。结果表明:在整个发酵过程中共有88种代谢产物被检测出来。其中,包括8种有机酸,16种游离氨基酸和66种芳香物质。有机酸中乙酸和乳酸是最主要的有机酸,两者的含量之和占总含量的65%以上,此外,柠檬酸、L-苹果酸和草酸在醋酸固态发酵过程中含量也非常丰富。16种游离氨基酸中的半胱氨酸和丙氨酸是岐山醋醋酸固态发酵过程中含量最丰富的两种氨基酸,它们的含量迅速增加到第13天的最大值590.9和545 mg/100 g湿醅。而挥发性物质包括28种酯类、3种羧酸类、12种醇类、7种醛类、2种酮类、3种烷烃类、2种杂环化合物、4种苯类、1种胺类、1种吡嗪类物质和3种其他物质,酯类物质是醋酸固态发酵主要挥发性成分,羧酸类和酮类物质的相对含量明显增加,而酯类和醇类相对含量逐渐降低。通过主成分分析和聚类分析的结果表明,细菌群落和代谢物的动态变化之间具有一定的相关性。本研究进一步阐明了醋酸固态发酵过程的细菌演变规律及风味物质的形成规律,研究结果可为传统食醋酿造工艺的升级改进提供支持。