母曲添加量对高温大曲微生物群落动态演变和风味物质的影响研究

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高温大曲又称酱香大曲,主要以小麦为原料经人工堆积自然发酵而成,是酱香型白酒发酵中重要的糖化、发酵和生香剂。其生产常以一定量的母曲作为种子发酵剂,这一特殊生产工艺被认为能够提升大曲产品质量、提高大曲批间稳定性。迄今为止,暂无研究就母曲添加量对于高温大曲发酵的影响进行差异评价。基于此,本研究设计了不同的母曲添加量实验组别进行大批量实际生产,辅以风味化学和微生态等技术,动态跟踪分析了各组高温大曲风味组成及微生物群落结构的变化规律。主要结论如下:(1)额外添加母曲的大曲在发酵中更快地迎来了更高的生境温度,但过高的母曲添加量会在一定程度上导致大曲生境的过度酸化;动态采集到的大曲发酵样品中共检测出79种挥发性风味化合物,包括醇类18种,酯类15种,醛酮类22种,其它类24种,其中醇类和酯类化合物在含量上占优;各类风味物质的产生主要集中在快速升温期,随着发酵时间的推进,这些化合物的含量均整体呈现出先增加后减少的趋势。(2)与对照组大曲相比,额外添加母曲的实验组大曲在细菌群落结构动态变化剧烈程度上更高;魏斯氏菌属(Weissella)、乳酸杆菌属(Lactobacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、泛菌属(Pantoea)、片球菌属(Pediococcus)等是发酵前期的优势细菌菌群,它们的生长代谢活动整体上为大曲创造了一个酸化的环境;芽孢杆菌属(Bacillus)、克罗彭施泰特氏菌属(Kroppenstedtia)、嗜热放线菌属(Thermoactinomyces)、海洋芽孢杆菌属(Oceanobacillus)、枝芽胞杆菌属(Virgribacillus)等能够耐受高温环境,在发酵后期发展为细菌群落中的优势菌群;母曲来源的特殊细菌菌属包括普通嗜热放线菌(Thermoactinomyces vulgaris)、希腊魏斯氏菌(Weissella hellenica)、象牙克罗彭施泰特氏菌(Kroppenstedtia eburnea)。(3)与对照组大曲相比,额外添加母曲的实验组大曲在真菌群落结构动态变化剧烈程度上更低;威克汉姆酵母属(Wickerhamomyces)、酵母目未知属(unidentified Saccharomycetales)、曲霉属(Aspergillus)以及禾本科植物病原真菌主要存在于发酵初期的真菌群落中,在发酵后期逐渐被淘汰;嗜热丝孢菌属(Thermomyces)、嗜热子囊菌属(Thermoascus)、丝衣霉属(Byssochlamys)分别是发酵至第7、14、30天样品中的标志性真菌菌群,对于各自的微生物群落具重要影响和意义;母曲来源的特殊真菌菌属为坚脆嗜热子囊菌(Thermoascus crustaceus)、疏棉状嗜热丝孢菌(Thermomyces lanuginosus)、扣囊复膜酵母(Saccharomycopsis fibuligera)。(4)基于微生物和挥发性风味化合物相对丰度矩阵,通过Spearman相关性及热图分析,发现芽孢杆菌属、克罗彭施泰特氏菌属、海洋芽胞杆菌属、枝芽孢杆菌属等与吡嗪类、芳香类风味物质具显著正相关性;乳酸杆菌属、片球菌属、克雷伯氏菌属(Klebsiella)与异丁醇风味物质具显著正相关性;根毛霉属(Rhizomucor)、丝孢酵母属(Trichosporon)、季也蒙毕赤酵母属(Meyerozyma)、威克汉姆酵母属(Wickerhamomyces)、假丝酵母属(Candida)等与多种醇类、酯类和醛类物质呈显著正相关,与吡嗪类相关物质呈现显著负相关。
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