镇江香醋是我国传统固态发酵酿醋的典型代表。在固态发酵过程中,酿造微生物占据着极其重要的地位。本文在镇江香醋醋酸发酵过程中应用生物强化技术开展了对镇江香醋酿造微生物功能的研究。本文采用将巴斯德醋酸菌、戊糖乳杆菌、枯草芽孢杆菌以复合添加的形式对镇江香醋醋酸发酵进行生物强化,利用HPLC、氨基酸自动分析仪、HS-SPME-GC-MS等分析仪器对生物强化过程中,以及封醅后熟的镇江香醋醋醅进行理化指标、有机酸、游离氨基酸、挥发性风味物质成分的分析,并与正常生产的醋醅进行了比较分析。结果表明:强化组的品温在第3天就上升到45℃,较对照组品温提前了3天,强化组的系统启动速度比对照组加快了3天。同时强化组的总酸在第15天达到最高7.5g/100mL,对照组的总酸在第18天达到7.6g/100mL,不再上升。醋酸菌的添加强化,加快了乙酸的生成,使得镇江香醋醋醅提前成熟,将镇江香醋醋酸发酵周期从18天缩短为15天。有机酸分析结果表明:完成封醅的醋醅中,强化组的乳酸含量为4967.33mg/100g干醅,明显高于对照组的4167.41mg/100g干醅。添加乳酸菌可以加快醋醅中乳酸菌的增殖,从而提高镇江香醋醋醅中乳酸的含量,有助于改善镇江香醋的风味。GC-MS结果分析表明:封醅结束后,强化组中乙酸乙酯、糠醛、四甲基吡嗪等物质的含量都明显高于对照组,尤其是四甲基吡嗪在强化组中的含量较之对照组提高了一倍以上。芽孢杆菌的添加,提供了大量四甲基吡嗪的前驱物质,加快了四甲基吡嗪的生成。生物强化技术在缩短周期的同时,保持了镇江香醋独特的风味品质。对不同发酵阶段和陈酿阶段的镇江香醋有机酸、游离氨基酸、挥发性成分分析表明:无论是强化组还是对照组,醋酸、乳酸、乙酸乙酯始终是镇江香醋醋中的主要成分,其他酯类、醛、醇、酚、酮、吡嗪等为微量化学成分,形成镇江香醋特有的色、香、味。各种游离氨基酸的构成比例变化也不明显,在各种呈味氨基酸共同协调的作用下,生物强化后的镇江香醋保持了特有的柔和、浓厚的口感。为了利用分子微生态技术进一步研究生物强化对固态发酵过程中微生物群落变化的影响,本文对比研究了11种不同的固态样品微生物总DNA提取法对醋醅中总DNA提取的影响。使用紫外分光光度计法和荧光定量PCR(Real-time PCR)测定了不同提取方法得到的醋醅样品总DNA的产量与纯度,DNA产率最高可达93.2±1.5μg/ g干醅,细菌总数最高达到1.73×1013拷贝数·(g干醅)-1,真菌总数最高达到6.49×1012拷贝数·(g干醅)-1。采用DGGE(变性梯度凝胶电泳)法对固态发酵中细菌和真菌的多样性进行了分析,不同的提取方法对DGGE结果有明显的影响,6种基于SDS裂解的方法所获得的条带较多。结果表明:液氮研磨+溶菌酶+SDS高盐抽提法(方法3)为最优的醋醅总DNA提取方法,适合于进一步采用分子生态学技术(DGGE)对镇江香醋生物强化过程中的微生物群落变化的研究。