本实验以柑橘为实验材料,对固态发酵(Solid state fermentation,SSF)、液态表面发酵(Liquid surface fermentation,LSF)、和液态深层发酵(Liquid deep fermentation,LDF)的柑橘果醋中化学成分和风味物质进行研究,比较三种发酵方式果醋品质的差异;对细菌微生物多样性进行研究,了解三种发酵方式物种丰度、多样性、群落组成差异及聚类的不同;揭示细菌群落多样性与化学成分和挥发性风味物质的相关性。这对改善果醋品质,提高原料综合利用率,提供理论和技术支撑,对推动果醋产业化发展也具有一定的参考意义。1、三种发酵方式柑橘果醋化学成分的研究(1)三种发酵方式柑橘果醋总酸含量变化趋势基本一致,均呈现先上升后平稳的趋势,但发酵周期不同,固态发酵最长,液态深层发酵最短,液态表面发酵居二者之间。(2)柑橘果醋中检出6种有机酸,分别是柠檬酸、苹果酸、酒石酸、琥珀酸、草酸和乳酸;发酵方式不同,有机酸的种类相同但含量不同,含量顺序为固态发酵>液态表面发酵>液态深层发酵;固态发酵和液态表面发酵柠檬酸、苹果酸、酒石酸含量较高,液态深层发酵琥铂酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸含量较高。(3)柑橘果醋三种发酵方式总酚含量固态发酵>液态表面发酵>液态深层发酵;总黄酮含量液态表面发酵>液态深层发酵>固态发酵;总酚和总黄酮含量在发酵过程中变化趋势均为发酵前期>中期>后期。(4)柑橘果醋中检出10种单酚类物质,分别是没食子酸、儿茶素、表儿茶素、绿原酸、咖啡酸、对香豆酸、阿魏酸和槲皮素、芦丁及白藜芦醇;发酵方式不同,单酚物质种类相同但含量不同。含量顺序为固态发酵>液态发酵,固态发酵中没食子酸、儿茶素和槲皮素的含量较高,液态发酵中儿茶素和槲皮素的含量较高。(5)柑橘果醋三种发酵方式中氨基酸总含量和必需氨基酸的含量顺序均是固态发酵>液态表面发酵>液态深层发酵;三种发酵方式的柑橘果醋均含有呈味氨基酸;固态发酵柑橘果醋氨基酸的营养价值高于液态发酵果醋。2、三种发酵方式柑橘果醋挥发性风味物质的研究(1)三种发酵方式的柑橘果醋共检测出188种挥发性风味物质,包括酯类49种、醇类29种、酸类8种、酮类9种、醛类7种、烃类37种、苯环40类种和其他类9种;固态发酵挥发性风味物质种类和质量浓度均高于液态表面发酵和液态深层发酵;三种发酵方式在发酵过程中挥发性风味物质的质量浓度发酵后期高于前期。(2)柑橘果醋中挥发性风味物质的主要成分是酯类、醇类、酸类,质量浓度含量高,是柑橘果醋风味物质的主要贡献者;酮类醛类、烃类、苯环类化合物,质量浓度含量相对较低,对柑橘果醋风味物质的贡献率较低。(3)在主成分分析上柑橘果醋液态表面和液态深层发酵的挥发性风味物质差异不大,但与固态发酵存在较大差异。对固态发酵有贡献的化合物是乙酸乙酯、壬酸乙酯、癸酸乙酯、3-甲基辛酸丁酯、乙醛、丁酸和乙酸异丁酯等化合物。对液态表面发酵和液态深层发酵有贡献的化合物是9-癸烯酸乙酯、氰甲烷、亚油酸乙酯、2-十一烷酮、正癸酸异丁酯、4-二甲基苯甲醛、4-乙酰氧基丁酸乙酯和2-己烯-1-醇乙酸酯等化合物。3、三种发酵方式柑橘果醋细菌微生物的研究(1)柑橘果醋的发酵方式不同,物种相对丰度和多样性也存在一定差异,且在发酵过程中呈现动态变化。三种发酵方式柑橘果醋物种数量液态深层发酵>固态发酵>液态表面发酵,物种多样性固态发酵>液态深层发酵>液态表面发酵。(2)在门水平上,固态发酵的优势菌门为变形菌门和蓝细菌门,液态表面和液态深层发酵的优势菌门均为变形菌门,在属水平上,固态发酵优势菌属为醋酸杆菌属和烟草菌属,液态表面和液态深层发酵的优势菌属均为醋酸杆菌属。(3)三种柑橘果醋分为固态发酵和液态发酵两大类,且在发酵初期和中期样品结构相似。门水平上的细菌微生物通过聚类热图可分别四大类。(4)通过环境因子相关性分析可得,柑橘果醋的细菌微生物与有机酸和挥发性风味物质的相关性最大,氨基酸次之,酚类物质、总酚和总黄酮相关性最低。