郫县豆瓣是一种发酵调味品,味道鲜辣醇厚,被誉为“川菜之魂”。然而,作为传统酿造食品的典型代表,郫县豆瓣制作仍多依靠经验,对于酿造过程中底物来源、微生物来源及功能微生物的贡献不清晰,成为制约传统酿造走向标准化、精确化与可控化的严重阻碍。因此,明确微生物来源及功能微生物是实现郫县豆瓣工艺现代化的重要前提。本研究通过扩增子测序、蛋白组学、溯源分析等手段先阐释郫县豆瓣挥发性、非挥发性化合物谱及蚕豆醅和辣椒醅对于混合醅的微生物贡献和物质贡献,其次聚焦于蚕豆醅中的功能微生物解析,最终得到三种在蚕豆醅高渗环境酿造过程中具有多肽降解功能的微生物。主要研究内容包括以下三个方面:(1)混合醅酿造微生物多样性及来源分析。利用高通量测序手段,解析郫县豆瓣酿造微生物群落结构;利用GC-MS等手段检测蚕豆醅及辣椒醅中基础理化指标及挥发性、非挥发性风味化合物浓度;利用多种生物信息学分析方法对混合醅酿造微生物及物质进行溯源分析。最终发现,44%-59%的混合醅细菌属来源于辣椒醅,5%-22%的混合醅细菌属来源于蚕豆醅,42%-77%的混合醅真菌属来源于辣椒醅,2%-18%的混合醅真菌属来源于蚕豆醅。另外,16个细菌属由辣椒醅特异性贡献;2个细菌属及2个真菌属由蚕豆醅特异性贡献。辣椒醅是混合醅发酵过程最主要的微生物来源,而蚕豆醅则贡献更多的发酵底物(氨基酸及葡萄糖)。(2)蚕豆醅酿造过程中多肽降解功能微生物解析。蚕豆醅酿造过程中蛋白质及多肽降解为氨基酸的效率对郫县豆瓣产品品质至关重要。本研究发现在酱醅酿造后期,氨基酸浓度出现明显提升,同时多肽浓度降低,推测蚕豆醅发酵过程中存在具有多肽降解能力的功能微生物。本研究通过蚕豆醅微生物群落结构与多肽及氨基酸浓度相关性分析及胞外蛋白质组解析可能的蛋白降解功能微生物。相关性分析结果暗示了Candida、Saccharomyces、Aspergillus和Pseudomonas可能在高盐的郫县豆瓣蚕豆醅酿造过程中具有多肽降解能力。蛋白组学分析共检测到318种胞外蛋白,其中发现5种肽酶来自Aspergillus,2种来自Bacillus,2种来自Staphylococcus。因此,推测Aspergillus,Bacillus和Staphylococcus可能在蚕豆醅酿造阶段具有多肽降解能力。(3)蚕豆醅阶段微生物的筛选及单菌发酵验证。本研究首先采用多种手段对蚕豆醅酿造样品进行微生物筛选,共得到耐盐菌株117株,其中细菌54株,酵母45株,霉菌18株。其次,对经过生物信息学手段推测的多肽降解功能微生物进行单菌模拟发酵验证。结果显示,Aspergillus niger、Candida zeylanoides及Bacillus licheniformis在模拟酿造过程中具有蛋白酶活且可显著提升氨基氮水平的能力,推测为高渗蚕豆醅酿造阶段的多肽降解功能菌群。