东北酸菜发酵微生物动态解析及人工接种对酸菜发酵的影响

发布时间：2017-04-25 13:01

  本文关键词：东北酸菜发酵微生物动态解析及人工接种对酸菜发酵的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：发酵食品是由各种微生物共同作用得到的一种食品,在我国拥有了几千年的发展历史,是人们日常生活不可或缺的必需品。传统发酵蔬菜食品是发酵食品的一个种类,占我国蔬菜加工产业的绝大部分,其原理是蔬菜在一定的条件下利用天然存在的乳酸菌等有益微生物发酵而得到的发酵食品。其中,东北酸菜以其味道咸酸、醒酒去腻而深受人们喜爱,城市生活节奏的加快促成了酸菜生产的商业化,但目前的酸菜产业化生产均采用自然发酵的方式,对其发酵微生物的研究还在停滞状态,国内缺乏对自然发酵微生物区系动态进行深入、系统的研究,与国际上已实现规模化生产的发酵蔬菜微生物区系研究有较大的差距。基于此,本研究从传统东北酸菜自然发酵入手,利用克隆文库解析自然发酵微生物动态；在此基础上,利用传统培养方法对自然发酵过程中的优势乳酸菌进行分离,采用形态学、生理生化反应与DNA测序相结合的方法对分离的乳酸菌进行分类及鉴定,对分离的典型乳酸菌进行液体发酵,分析其发酵产物,筛选出代表性的同型发酵乳酸菌和异型发酵乳酸菌；利用获得的乳酸菌对东北酸菜进行人工接种,分析微生物动态的同时,结合发酵体系的生化指标动态,明确不同类型接种剂对东北酸菜发酵的影响,为筛选优质的酸菜发酵接种剂提供技术参考。首先,为解析东北酸菜发酵过程中微生物动态,利用克隆文库的方法对酸菜发酵过程中的细菌、真菌进行了解析,同时还监测了自然发酵过程中体系的生化指标变化。结果显示,(1)体系内的pH变化主要发生在发酵的前期,从发酵初始的7.3下降到4.1,之后整个体系的pH保持在4.0左右；(2)可溶性糖的下降主要发生在发酵的前18d,初始值为11.4%干物质(DM),在12d内下降相对缓慢,到发酵18d浓度迅速降低,达到3.9%(DM),可溶性糖的下降过程与微生物动态变化呈现明显的对应关系；(3)一般细菌与乳酸菌(LAB)的增殖主要出现在发酵的前期。LAB的菌落数变化与一般细菌显著不同,在第6d已经达到107CFU/ml,随后继续上升,至发酵结束,数值达到108CFU/ml左右,并维持稳定。一般细菌在发酵的第6d达到最大后,开始逐渐下降,至发酵结束时。真菌数量发酵的第6d为104CFU/ml,之后数量一直呈现上升的趋势,至发酵30d时,其数量达到106CFU/ml；(4)亚硝酸盐的最高值出现在发酵的第6d,达到31.3mg/kgFM,随后下降,到发酵结束时降至4.8 mg/kg FM;(5)检测到的主要有机酸主要包括乳酸和乙酸,乳酸是有机酸中的主要组成部分,从整个发酵过程中的数据显示,乳酸在发酵前期一直在增加,到18d时,其值达到6.5g/1,发酵结束时,乳酸浓度值达到6.7g/1。乙酸在整个发酵过程中均是缓慢增加,但其浓度远远低于乳酸浓度到30d发酵结束时其值达到0.6g/L,仅是乳酸浓度的1/10,说明乳酸是酸菜发酵的主要产物。其次,我们利用分离培养的方法对东北酸菜发酵过程中的细菌动态进行了解析。结果表明酸菜发酵前期主要是异型发酵乳酸菌占优势,分离到的菌包括Leuconostoc、Enterococcus和Lactococcus等球菌。而在发酵后期主要是同型发酵乳酸菌占优势,主要为Lactobacillus,包括Lactobacillus plantarum、Lactobacillus brevis、Lactobacillus casei、 Lactobacillus paracasei、Lactobacillus curvatus等。同时在发酵过程中还检测到Kluyvera sp.和Paenibacillus sp.等一般细菌,这些菌在已有的酸菜文献中未见报道。由此可见,东北酸菜发酵过程是以乳酸菌为主导的发酵过程,通过分离培养的方式获得的这些乳酸菌,为后续的实验提供了实验材料。这些乳酸菌的来源为酸菜,对于酸菜的发酵将比其它来源的乳酸菌具有更强的适应性。最后,在获得了酸菜源同型发酵乳酸菌和异型发酵乳酸菌的基础上,进行了不同发酵类型乳酸菌作为接种剂对酸菜进行发酵的实验。分别设置了向发酵体系中接种同型发酵乳酸菌L. curvatus、异型发酵乳酸菌Ln. mesenteroides,和两者混合的三种发酵处理方法。结果表明：(1)与未接种的对照处理相比,在发酵前期接种处理的pH、可溶性糖、有机酸、亚硝酸盐、变化都很剧烈,具体表现在,与对照相比,接种处理pH下降更为快速,尤其在发酵前6d区别最为明显(p0.05)；(2)与之对应的可溶性糖消耗更多,白菜初始的可溶性糖含量为21%(干物质基础),发酵6d后可溶性糖含量在15%左右,随后极速下降。在发酵达到18d时,所有处理的可溶性糖浓度均低于6%,至发酵30d止,所有处理可溶性糖变化趋势相对缓慢,且各处理之间差异并不显著(p0.05)；(3)利用平板计数的方法对发酵体系的微生物乳酸菌和细菌的总数进行了检测,结果表明,接种L. curvatus可以使体系内的乳酸菌数量在早期明显提高,尤其是以单独接种的最为显著。这表明由于接种,使体系尽早地进入到发酵状态,这种状态更利于乳酸菌增殖。同时由于乳酸菌的增殖,大量的酸产生,导致其他的一般细菌增殖明显受到抑制。至发酵后期,发酵过程以乳酸菌占主导地位,各处理之间差别并不明显。(4)有机酸中,接种L. curvatus的处理在发酵前期乳酸含量明显增加,随后混和接种的处理乳酸含量也显著增加,至发酵结束时,各处理间乳酸含量变化差别并不很大,相比其它处理,混合处理的乳酸含量略高；(5)发酵体系的亚硝酸盐峰值均出现在发酵的18d。接种可以有效降低体系内亚硝酸盐含量,各接种处理比较,接种L. curvatus的处理亚硝酸盐含量明显比另外两个接种处理低。由此可见,接种可以使发酵体系更早地进入发酵状态,且使发酵向可控的方向发展。
【关键词】：酸菜 发酵 动态解析 人工接种 乳酸菌
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TS255.5;TQ920.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-15
• 1 绪论15-30
• 1.1 引言15
• 1.2 发酵食品与微生物15-20
• 1.2.1 发酵食品15-16
• 1.2.2 微生物16-19
• 1.2.3 发酵食品的安全性19
• 1.2.4 发酵食品现状及产业化对策19-20
• 1.3 发酵蔬菜20-24
• 1.3.1 蔬菜发酵20-23
• 1.3.2 发酵蔬菜种类23
• 1.3.3 发酵蔬菜中的微生物23-24
• 1.4 发酵食品中的乳酸菌24-25
• 1.4.1 提高食品安全24
• 1.4.2 提高感观特性24-25
• 1.4.3 丰富营养25
• 1.4.4 增强健康25
• 1.5 酸菜25-26
• 1.6 酸菜发酵微生物26-28
• 1.6.1 国外酸菜发酵微生物研究进展26-28
• 1.6.2 国内酸菜发酵微生物研究进展28
• 1.7 本研究的目的和意义28-30
• 2 酸菜传统发酵微生物动态解析30-52
• 2.0 引言30
• 2.1 材料与方法30-36
• 2.1.1 酸菜发酵30-32
• 2.1.2 取样32
• 2.1.3 微生物计数32-33
• 2.1.4 化学分析33
• 2.1.5 DNA的提取33-34
• 2.1.6 PCR扩增34-35
• 2.1.7 克隆文库建立35-36
• 2.1.8 克隆子筛选及测序36
• 2.1.9 分离菌群的系统发育分析36
• 2.2 结果36-48
• 2.2.1 发酵体系中pH与温度的动态变化36-37
• 2.2.2 发酵体系中的可溶性糖和亚硝酸盐的动态变化37-38
• 2.2.3 发酵体系中的微生物菌落动态变化38-39
• 2.2.4 发酵体系的有机酸动态变化39-40
• 2.2.5 发酵体系中细菌种类的多样性40-45
• 2.2.6 发酵体系真菌种类的多样性45-48
• 2.3 讨论48-50
• 2.3.1 酸菜自然发酵过程中的pH、菌落数、有机酸、可溶性糖及亚硝酸盐的动态变化48-49
• 2.3.2 发酵过程中的乳酸菌多样性及动态变化49-50
• 2.3.3 酸菜发酵过程中的真菌种类的多样性50
• 2.4 本章小结50-52
• 3 酸菜发酵过程中乳酸菌的分离与鉴定52-64
• 3.0 引言52
• 3.1 材料与方法52-55
• 3.1.1 细菌的培养与分离52
• 3.1.2 革兰氏染色52-53
• 3.1.3 DNA提取53-54
• 3.1.4 PCR扩增54-55
• 3.2 结果与分析55-62
• 3.2.1 对发酵初期体系中细菌的分离55-57
• 3.2.2 发酵体系中分离细菌的DNA提取57
• 3.2.3 单菌DNA的PCR扩增57
• 3.2.4 酸菜发酵6d体系内可分离单菌多样性57-62
• 3.3 讨论62-63
• 3.3.1 酸菜发酵过程中发酵乳酸菌的类型分析62
• 3.3.2 对分离得到的非乳酸菌的分析62
• 3.3.3 今后研究的重点62-63
• 3.4 本章小结63-64
• 4 接种对于酸菜发酵的影响64-79
• 4.1 材料与方法64-69
• 4.1.1 酸菜接种发酵64
• 4.1.2 取样64-65
• 4.1.3 微生物计数65
• 4.1.4 化学分析65-66
• 4.1.5 DNA的提取66-67
• 4.1.6 PCR扩增67-68
• 4.1.7 统计分析68-69
• 4.2 结果与分析69-77
• 4.2.1 发酵体系中pH动态变化69-70
• 4.2.2 发酵体系微生物菌落动态变化70-71
• 4.2.3 发酵体系中可溶性糖动态变化71-72
• 4.2.4 发酵体系中亚硝酸盐动态变化72-73
• 4.2.5 发酵体系中有机酸动态变化73-75
• 4.2.6 发酵体中系微生物动态变化75-77
• 4.3 讨论77-78
• 4.3.1 接种对酸菜发酵体系生化指标的影响77
• 4.3.2 接种对酸菜发酵体系的微生物的影响77-78
• 4.4 本章小结78-79
• 结论79-81
• 参考文献81-91
• 附录91-95
• 附录Ⅰ91
• 附录Ⅱ91-95
• 攻读学位期间发表的学术论文95-96
• 致谢96-97

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：326338