四川麩醋發(fā)酵過程中微生物群落與風味物質變化分析.pdf

1、四川麩醋發(fā)酵以生料制藥曲和生料固態(tài)開放式多菌混合發(fā)酵為特點，使糖化、酒化和醋化同池進行，從而使得發(fā)酵生產周期較長，機械化自動化程度不高，產品質量不穩(wěn)定，產量低，生產難以控制，這歸因于對四川麩醋發(fā)酵過程中微生物群落與風味物質之間的關系等問題研究不充分和認識不全面。因此，本文較為系統(tǒng)的研究了四川麩醋發(fā)酵過程中主要理化指標和特定微生物指標的變化、微生物多樣性變化及風味物質的變化及其二者之間的關系。主要結果如下:
　　1.連續(xù)測定了四川麩

2、醋發(fā)酵過程中醋醅的11項主要理化指標含量、特定微生物指標的變化，分析了二者動態(tài)變化規(guī)律。結果表明，發(fā)酵過程中各理化指標含量變化與特定微生物數(shù)量變化之間存在密切的關系;理化指標含量的變化是特定微生物交替作用的結果，但其又影響特定微生物的生長和各反應階段酶活。根據(jù)各理化指標含量和特定微生物指標數(shù)量的變化將其發(fā)酵過程分為四個階段:第1～3 d主要是糖化、酒化階段;第3～15 d主要是酒化、醋化階段;第15～22 d主要是醋化階段;第22～30

3、 d是麩醋后熟階段。
　　2.采用PCR-DGGE技術分析了四川麩醋發(fā)酵過程微生物群落多樣性。結果表明，四川麩醋發(fā)酵過程中發(fā)酵第1d與最后一天相比較群落動態(tài)變化明顯，但發(fā)酵過程菌群變化不明顯。四川麩醋發(fā)酵過程優(yōu)勢菌明顯，優(yōu)勢菌條帶豐度高，且始終存在于整個發(fā)酵過程中，主要真菌:釀酒酵母(Sac.cerevisiae strain)、覆膜孢酵母(Sac.fibuligera)、伊薩酵母(Iss.hanoiensis strain)、黑

4、曲霉(Asp.niger strain)、不可培養(yǎng)真菌(Uncultured Fungus)。主要細菌:嗜酸乳桿菌(Lac.acidophilusstrain)、不可培養(yǎng)乳桿菌(Uncultured Lactobacillus sp.)、類腸膜魏斯氏菌（Wei.paramesenteroides strain）、葡糖醋桿菌(Glu.oboediens strain)、巴氏醋桿菌(Ace.pasteurianus strain)、不可培養(yǎng)

5、醋桿菌（Uncultured Acetobacter sp.）、不可培養(yǎng)芽孢桿菌(Uncultured Bacillus sp.)不可培養(yǎng)細菌(Uncultured bacterium sp.)、甲醇酸單胞菌（Aci.methanolica）。
　　3.以四川麩醋發(fā)酵期間的醋醅和陳釀期間液態(tài)麩醋為樣品，分析其風味物的質變化。
　　(1)運用高效液相色譜法分析了發(fā)酵醋醅及陳釀麩醋中的7種主要有機酸的動態(tài)變化。結果表明，乙酸是四

6、川麩醋主要的有機酸，隨著發(fā)酵的進行乙酸的含量從167.29 mg/100g提高至2190.57 mg/100g;乳酸在四川麩醋中酸含量僅次于乙酸，由發(fā)酵初期的127.1 mg/100g提高至2408.98 mg/100g，后又下降至2189.75mg/100g;蘋果酸由發(fā)酵開始時的36.56mg/100g上升至86.28mg/100g，至發(fā)酵結束時下降至29.21mg/100g，草酸、檸檬酸含量不高，在發(fā)酵階段變化不明顯;琥珀酸含量先上

7、升后基本趨于穩(wěn)定，酒石酸發(fā)酵前、中期含量由5.22mg/100g上升至49.26mg/100g，后下降至37.70mg/100g。熟醋的多種有機酸的含量都大幅度升高，陳釀期間乳酸、乙酸含量增加較明顯，其余有機酸的含量變化不明顯。根據(jù)聚類分析的結果可將有機酸的變化過程分為四個階段:1～9 d，9～18 d，18～30 d，熟醋～陳釀2月。
　　(2)采用氨基酸自動分析儀測定了四川麩醋發(fā)酵及陳釀過程游離氨基酸的變化。結果表明，四川麩醋

8、中共存在17種游離氨基酸，含量較高的氨基酸主要為谷氨酸、丙氨酸、亮氨酸、脯氨酸、纈氨酸，占總氨基酸的75％，是麩醋中主要的游離氨基酸。隨著發(fā)酵的進行各種游離氨基酸的含量均先增加后減少，5種主要的氨基酸變化顯著，陳釀2月后大部分的氨基酸含量變化不明顯。游離氨基酸的變化過程可以分為1～7 d，7～24 d，24～30 d，30 d～陳釀2月4個階段。
　　(3)采用固相微萃取-GC-MS技術分析了四川麩醋發(fā)酵及陳釀過程揮發(fā)性物質的動態(tài)

9、變化。結果表明，四川麩醋發(fā)酵過程中的揮發(fā)性物質主要有酯類、酸類、醇類、羰基類、雜環(huán)類化合物，隨著發(fā)酵的進行酯類物質種類和相對含量先增加后減少，陳釀期間含量和種類快速減少，種類由21種減至5種;醇類物質隨著發(fā)酵的進行種類及相對含量先迅速增加后減少，陳釀期間持續(xù)減少。酸類物質的種類及相對含量隨著發(fā)酵及陳釀的進行而增加，部分的酸類物質在陳釀期間產生的，羰基類及雜環(huán)類化合物種類少、相對含量低，主要產生于陳釀期間。四川麩醋的主要揮發(fā)性風味物質為:

10、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、十六烷酸乙酯、乙酸己酯、丙酸、己酸、5-己烯酸、戊酸、3-甲基丁酸、丁酸、庚酸、乙酸、奎尼酸、3-甲基丁醇、苯乙醇、2-甲基丁醇、乙醇、茴香腦、苯甲醛、糠醛、2-呋喃甲醛、苯乙醛、三甲基吡嗪、甲氧甲酚、四甲基吡嗪、2-戊基呋喃、2，5-二甲基呋喃。
　　4.四川麩醋發(fā)酵過程中微生物群落與風味物質變化的關系:1～9 d在乳酸菌、醋酸菌、酵母菌、霉菌等優(yōu)勢菌分泌的酶的作用下分解淀粉及蛋

11、白質產生可發(fā)酵性糖及氨基酸，可發(fā)酵性糖在酶的作用下轉化成丙酮酸進入三羧酸循環(huán)系統(tǒng)而產生檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸等多種有機酸，使得醋醅中的有機酸、氨基酸、乙醇含量快速上升，同時乳酸、乙酸及一些酯類物質緩慢生成;9～22 d乳酸菌及醋酸菌的豐度高，乙醇在醋酸菌的作用下產生乙酸，乳酸菌繼續(xù)生成乳酸，醋醅中的有機酸與乙醇在微生物酶的作用下生成酯類物質，氨基酸經脫氨脫羧及降解作用生成2-甲基丁醇、3-甲基丁醇、醛、酮、酯、醇等呈香呈味物質，有機酸、

12、氨基酸含量上升緩慢，甚至含量減少，酯類、羰基類化合物在種類及含量緩慢增加;22～30 d部分微生物死亡，氨基酸與還原糖發(fā)生美拉德反應生成三甲基吡嗪、四甲基吡嗪等雜環(huán)類物質，被降解后經氧化或還原作用生成醛、酮、呋喃、吡嗪及醇、醛等風味物質而含量下降，使得醋醅中羰基類、雜環(huán)類化合物種類及含量快速上升，部分嗜酸、耐酸的乳酸菌及醋酸菌繼續(xù)產酸使得乳酸、乙酸的含量增加。
　　論文分析了四川麩醋發(fā)酵過程微生物群落與風味物質的變化，研究結果為傳