发酵温度对甘蓝泡菜细菌和风味的影响及其关联性研究

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shenbin880109
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泡菜是我国传统的发酵蔬菜制品,在自然发酵过程中受多因素影响而使品质难以稳定,其中温度是最重要影响因素之一。为研究发酵温度对泡菜发酵过程中风味物质和细菌群落演变的影响,以甘蓝为原料,采用高效液相色谱法和顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用法分析10°C、15°C、25°C和35°C恒温发酵泡菜液的基本理化特性、有机酸、游离氨基酸和挥发性成分。运用免培养和可培养方法对泡菜液的细菌群落结构进行解析,结合多元统计方法分析温度、风味物质和细菌群落之间的关联性,为调控泡菜风味品质提供理论与实践基础。在一定温度范围内,提高发酵温度有利于乳酸菌快速增殖,加快甘蓝泡菜产酸,缩短成熟期。泡菜液发酵温度越高,还原糖消耗越快,亚硝酸盐峰值越低且降解越快。温度对甘蓝泡菜液发酵过程中风味成分有显著影响,温度与乳酸、乙酸呈正相关,与柠檬酸、苹果酸、游离氨基酸呈负相关,10°C发酵泡菜液以甘氨酸、苏氨酸和脯氨酸为主,其余温度组以丙氨酸和精氨酸为主。甘蓝泡菜成熟时以醇类和酯类为主,高温发酵泡菜挥发性成分种类更多,10°C重要成分为1-戊醇和1-己醛;15°C重要成分为异硫氰酸烯丙酯、柏木醇和2,4-二叔丁基苯酚;25°C重要成分为柏木醇、3,5-辛二烯-2-酮、2,4-庚二烯醛和1-己醛;35°C重要成分为异硫氰酸苯乙酯和柏木醇。采用免培养方法对不同温度发酵过程中56个甘蓝泡菜液进行Mi Seq测序,共得到1964231条序列,划分为405个OTUs,213个细菌属,细菌多样性随着发酵的进行逐渐减少。发酵温度影响了泡菜液菌群结构,10°C以乳球菌属启动发酵,明串珠菌属和魏斯氏菌属出现在发酵中期,发酵后期以乳杆菌属和明串珠菌属为主导;15°C以乳球菌属启动发酵,明串珠菌属出现在发酵中期,乳杆菌属主导发酵后期;25°C以乳球菌属启动发酵,魏斯氏菌属和乳杆菌属出现在发酵中期,乳杆菌属主导发酵后期;35°C以乳球菌属、魏斯氏菌属和乳杆菌属启动发酵,乳杆菌属主导发酵中后期。温度越高,泡菜液中肠杆菌属、拉乌尔菌属等杂菌生长时间越短,但高温发酵泡菜液容易出现大量腐败性质的不动杆菌属。采用可培养方法共分离出细菌647株,经随机扩增DNA多态性PCR(RAPD-PCR)和16S r DNA测序,分为12个属19个种。发酵前期分离出了较多的种类,其中10°C条件下,乳酸乳球菌启动发酵,而短乳杆菌和肠膜明串珠菌主导发酵产酸;15°C条件下,乳酸乳球菌启动发酵,而植物乳杆菌主导发酵产酸;25°C和35°C在启动发酵阶段有大量肠杆菌科细菌,发酵1-2 d后都以植物乳杆菌为主导。发酵温度越高,时间越长,植物乳杆菌对甘蓝泡菜液影响越明显。可培养与免培养方法中优势细菌结果具有一致性,说明甘蓝泡菜发酵体系的优势微生物多数是可培养的,这为下一步现代化调控生产不同类型泡菜提供数据与实物支撑。采用OPLS-DA对甘蓝泡菜液发酵过程中的细菌与风味之间的相关性进行分析,细菌自变量重要性指标(VIP pred)大于1.0的有10个属,其中哈夫尼菌属、拉恩氏菌属、乳杆菌属、泛菌属和拉乌尔菌属对甘蓝泡菜液风味有重要影响。通过相关性系数分析,乳杆菌属、乳球菌属、明串珠菌属、魏斯氏菌属对风味的贡献差异明显,其中乳杆菌属与12种风味物质有相关,能增加甘蓝泡菜液中的异硫氰酸苯乙酯、异戊氧乙烯乙酸酯和乳酸含量。
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