生物强化对岐山食醋大曲特性和微生物群落影响的研究

发布时间：2020-08-18 19:30

【摘要】：在食醋固态发酵过程中,大曲是重要的液化和糖化发酵剂,其质量的好坏直接影响到食醋产品的风味和质量。食醋大曲固态发酵过程是一种复杂的生物化学相互作用,包括微生物的生长和代谢以及原料的分解和转化。细菌、霉菌和酵母是大曲微生物的主力军,原料主要是靠它们产生的淀粉酶和糖化酶来分解,进而生成醇和酯等影响食醋风味主要挥发性物质。为探究生物强化对大曲特性和大曲微生物群落的影响,本研究前期进行大曲产酶优势微生物的筛选和接种,控制发酵温度和湿度,在实验室规模下模拟大曲发酵过程。并利用荧光定量PCR,GC-MS分析和高通量测序等方法对大曲的理化性质、微生物生物量、挥发性化合物和微生物群落结构进行了分析。结果表明,产酶微生物Bacillus amyloliquefaciens,Saccharomycopsis fibuligera和Absidia corymbifera有较高的淀粉酶能力,淀粉酶活最高分别达到48.9 U/mL,51.5 U/mL和52.7 U/mL。将这3种微生物接种发酵后,强化大曲的含水量、pH值、可滴定酸度等各项理化指标基本保持合理稳定的范围,最终pH值约为7.0,含水量13%,酸度在0.07-0.14之间,和传统大曲无显著差异。而强化大曲淀粉酶活性提高了6.35%±0.74%,与对照组相比,有显著性差异(P0.05)。通过GC-MS测定大曲中主要挥发性物质,发现了22种主要挥发性物质,其中包括醇类4种,酸类4种,酯类5种。其中真菌接种强化组(FI)挥发性物质含量最高,特别是乙醇和异戊醇的含量分别达到46.58±1.36 mg/kg和1.55±0.13 mg/kg。利用qPCR分析发现大曲在发酵过程中生物量是先上升然后保持稳定,大火期和成曲期细菌总数显著增加(P0.05),比上霉期增加近两个数量级。与对照组(6.7 Log copies/g)相比,成曲期细菌接种强化组(BI)的真菌生物量有显著的增加(P0.05),生物量达到8.4 Log copies/g。利用高通量测序分析强化成曲的微生物群落结构,发现Enterococcus,Bacillus,Saccharomycopsis,Rhizopus和Rhizomucor是主要的微生物。用Analysis of similarities(ANOSIM)和Multi response permutation procedure(MRPP)分析发现生物强化并没有改变大曲微生物群落结构,但提高了大曲微生物群落的丰富度。本研究表明,生物强化对淀粉酶活性、主要挥发性化合物和微生物群落丰富度均有积极影响,对大曲制作工艺的改良和成品食醋质量的提升都具有重要的意义。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS264.22
【图文】：

食醋,大曲,制作流程

图 1-1 食醋大曲制作流程图Fig. 1-1 Vinegar Daqu production process的微生物群落曲几乎富集了全部食醋酿造所需的微生物，其固态发酵过程是作用，包括微生物的生长和代谢以及原料的分解和转化。而细胞代谢和原料降解的主要三大类。中含有数量较多，种类丰富的芽孢杆菌，醋酸菌、乳酸菌等细温曲的主要细菌种类[6]，因为芽孢杆菌具有耐高温高湿环境的大曲中能够生长代谢，分泌出大量酶系，其中解淀粉芽孢杆菌料中淀粉的降解有很大的帮助[7]。另外，在食醋大曲中存在乳谢产生乳酸能够提高食醋中总酸含量，醋酸菌主要利用乙醇

技术路线图,技术路线,大曲

（3）大曲理化特性分析：主要包括含水量、pH、酸度、淀粉酶活、糖化酶活标测定；（4）大曲微生物生物量分析：平板计数微生物量分析，荧光定量 PCR 微生，包括细菌，真菌和乳酸菌；（5）大曲微生物群落结构分析：利用高通量测序，对成曲微生物群落丰富度结构进行分析。运用生物学软件进行 PCoA 及聚类分析等统计学分析，比较和非强化大曲的微生物群落结构之间的差异。（6）大曲主要挥发性物质分析：利用气质联用仪（GC-MS）对强化大曲和非的主要挥发性物质进行分析比较。3 技术路线本研究的技术路线如图 1-2：

标准曲线,淀粉溶液,标准曲线,灭活

图 2-1 淀粉溶液标准曲线Figure 2-1 Starch solution standard curve 发酵液淀粉酶活测定1）将已鉴定的微生物重新划线活化，细菌在 LB 固体培养基中 37℃培养A 固体培养基中 30℃培养。2）挑取单菌落至发酵培养基中，细菌和真菌分别在 37℃和 30℃的 200培养，每隔 12 h 取样一次，样品保存于 4℃中。3）对保存的酶液样品进行酶活测定，4000 g 离心 20 min，取上清液。将分为灭活和不灭活两组，每份 0.5 mL，其中灭活组在 80℃下灭活 15 min4）将 4.5 mL 的 0.5%的淀粉溶液在 35℃预热过 10 min，然后将待测酶液，在 35℃中反应 30 min，最后加入 5 mL 的 0.1 mol/L 的盐酸溶液终止反5）将 0.5 mL 反应液稀释至 5 mL 并混匀，取其中 1 mL 与 4 mL 稀碘液混

【参考文献】