传统酸菜中优势菌群筛选及其共酵对风味品质的影响

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酸菜是东北地区居民饮食中不可或缺的,其本身具有低成本、原料来源广、保存期长等优点。目前,由于酸菜主要采用自然发酵的方式生产,故产品风味和品质易受原料、微生物、发酵环境等因素的影响。基于此,首先筛选酸菜发酵过程中优势菌株,利用改良的MRS平板,按照不同特性筛选方法对酸菜发酵过程中的乳酸菌进行筛选和鉴定。同时,选定五株性能优良的菌株用于进一步的实验。结果显示,从市售酸菜、实验室自制酸菜和家庭自制酸菜样品中筛出91株乳酸菌,包括降亚硝酸盐菌株28株,产酸菌株24株,耐酸菌株17株,耐低温菌株14株,产γ-氨基丁酸菌株1株,既耐低温又产酸的菌株7株。经16S r DNA基因序列鉴定,包括戊糖片球菌(P.pentosaceus),植物乳杆菌(L.plantarum)、肠膜明串珠菌(L.mesenteroides)和短乳杆菌(L.brevis)。这些乳酸菌为后续的实验提供菌种资源,因为其来源于酸菜,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。其次,利用产酸性能与降亚硝酸盐能力强的菌株进行单菌接种发酵,自然发酵(C组)作为对照组,分别接种P.pentosaceus C53(P组)和L.plantarum J68(L组)。结果表明:单菌接种发酵组p H下降速度快于自然发酵组,发酵结束后P组p H最低为3.24;发酵过程中单菌接种发酵组亚硝酸盐含量低于自然发酵组。发酵结束后,单菌接种发酵组氨基酸和有机酸总量显著高于自然发酵组(p<0.05);单菌接种发酵组挥发性醇类、醛类和烯类物质高于自然发酵组,在C组中酯类含量最高,为0.332±0.022 mg/L,占总量的25%;在P和L组中醇类含量最多分别为0.279±0.034 mg/L和0.506±0.078 mg/L,占总量的30%左右;单菌接种和自然发酵酸菜中的优势菌门和属相同,优势菌门为Firmicutes,优势菌属为Lactobacillus。但单菌接种发酵酸菜中微生物的香农指数显著低于自然发酵(p<0.05)。由此可见,单菌接种发酵可加快发酵速度,减少亚硝酸盐的积累,同时增加风味物质含量,但是降低了微生物多样性。因此,后续考虑进行多菌接种发酵酸菜。最后,利用筛选出的五株优良性能的菌株进行多菌接种发酵酸菜,接种P.pentosaceus C53与L.plantarum J68(LP组)发酵作为对照,在此基础上分别加入L.plantarum D21(LPLp组),L.brevis CDSR23(LPLb组)和L.mesenteroides N5(LPLm组),共发酵四组酸菜。结果表明:接种发酵各组中亚硝酸盐均符合国家标准,多菌共酵酸菜发酵过程中亚硝酸盐含量均低于LP组。发酵结束后,LP组氨基酸总量最高;LPLp组的苹果酸,乙酸和琥珀酸含量显著高于其他三组(p<0.05),总有机酸含量是四组中最高为32.49 g/L;LP组的挥发性风味物质总量最低,其中挥发性酯类、酸类、烷类、烯类和酚类物质显著低于其他多菌共酵组(p<0.05)。微生物分析结果显示多菌共酵组的微生物香农指数均显著高于LP组(p<0.05)。Firmicutes为四组酸菜的优势菌门,多菌共酵组中Lactococcus和Pediococus相对丰度高于LP组。四组的优势菌属为Lactobacillus。由此可见,多菌共酵可加快发酵速度,减少亚硝酸盐的积累。同时,增加酸菜中挥发性风味物质含量,提高微生物多样性。本研究通过筛选酸菜发酵过程中的优势菌种,进行单菌和多菌接种发酵酸菜,这对拓展微生物发酵剂菌种资源,开发功能性菌剂,改善酸菜产品品质等方面具有重要意义。
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