传统老酵馒头由于风味独特而备受推崇。本课题研究老酵头中菌群多样性,并筛选优势菌株进行单菌或混菌组合,通过测定各组面团在发酵过程中微生物数量、碳源、代谢产物及风味物质的变化,解析各优势菌株种间关系及其对主要代谢产物的影响。采用现代非培养技术结合传统分离培养技术对河北、天津和吉林地区老酵头样品进行微生物多样性解析。16S rDNA扩增子测序结果表明,河北样品(HB)和天津样品(TJ)细菌菌群结构相似,且物种丰富度高于吉林样品(JL),从所有样品中共鉴定出74种菌属,乳酸杆菌属为优势菌群,在各组样品中均占70%以上,且与传统分离培养技术鉴定结果一致。传统分离培养技术鉴定出细菌为植物乳杆菌、短乳杆菌和解淀粉芽孢杆菌,优势真菌为酿酒酵母,此外还有假丝酵母和米根霉。利用乳酸菌产酸产味实验进行初筛后,综合产酸能力、体外酶活性和抑菌性能指标进行复筛,结果表明不同乳酸菌菌株产酸能力无显著差异,HB组乳酸菌酶活性最高(平均为24.409 U/mL),菌株HB4、HB5、TJ11和JL6对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌有较好的抑菌效果。在酵母菌产气产味实验排除13株产味不佳或发酵能力差的菌株基础上进行复筛实验,结果表明菌株HB9、JL7和JL10表现出较强的产酒精能力且酵母菌HB9耐酸能力最强。综合以上实验结果及菌株多样性分析,最终选择植物乳杆菌HB5、短乳杆菌JL11和酿酒酵母HB9作为代表性菌株进行实验。利用混料试验设计确定混菌组合中各菌种比例,并对不同菌种制备的馒头的感官综合评分建立回归模型,优化及验证实验确定混菌最佳比例为酿酒酵母菌:植物乳杆菌:短乳杆菌=5.6:2.7:1.7(数量比)。对比研究了上述菌种制备的单菌、混菌在面团发酵过程中菌群数量、代谢产物和风味物质变化。结果表明,乳酸菌数量基本呈增加趋势,而酵母菌在发酵初期数量减少,5h后逐渐增多。各组面团pH值呈下降趋势,而可滴定酸(TTA)呈相反趋势变化。麦芽糖和葡萄糖含量均呈先升后降趋势,而含有酵母菌的面团葡萄糖和果糖含量呈下降趋势,甚至出现耗尽情况。同时混有乳酸菌和酵母菌面团的有机酸含量高于仅含乳酸菌的面团。采用固相微萃取和气质联用技术对各组面团发酵过程中挥发性风味物质进行检测分析,共检测到82种风味化合物,包括醇类、酮类、酯类、醛类及芳香族化合物等,贡献最大的特征性风味是乙醇和正己醇,微生物的生态组成及代谢活动对风味物质的形成有重要影响。利用单因素和响应面实验设计,得到最佳冻干保护剂配方为蔗糖含量10%和脱脂乳含量5%(质量分数),在此条件下,乳酸菌和酵母菌冻干存活率分别高达89.67%和 89.46%。