豆瓣酱工业发酵过程中生物胺的生成规律及微生物多样性的研究

来源 :江南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zooton2009
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豆瓣酱是中国传统调味品,由于其发酵体系中氮源丰富的特性,其氮代谢危害物如生物胺等问题日益凸显,同时关于豆瓣酱工业发酵过程中微生物多样性及其对生物胺代谢影响的研究也相对缺乏。基于此,本文首先确定了豆瓣酱工业发酵过程中生物胺形成规律及影响其生成的因素;其次对豆瓣酱工业发酵过程中微生物多样性进行解析,并探究其与生物胺的相关性;最后筛选生物胺降解菌株,并探究生物胺降解菌株对豆瓣酱发酵过程中生物胺及微生物的影响。具体研究内容及结论如下:(1)通过高效液相色谱对豆瓣酱发酵过程中生物胺含量进行检测,结果表明,豆瓣酱发酵过程中主要生物胺为腐胺,亚精胺与精胺;腐胺在初始阶段为50.67 mg·kg-1,制曲结束后,迅速升至最大值134.96 mg·kg-1,后随着发酵的进行逐渐降低至26.42 mg·kg-1。而亚精胺与精胺则在原始阶段存在,制曲结束后降低至5 mg·kg-1以内,随后逐渐增加至20 mg·kg-1左右。通过对理化参数、氨基酸和各生物胺含量的Person相关性分析,发现环境因素与部分生物胺含量呈现一定的显著相关性;精氨酸与腐胺有一定的负相关性,与亚精胺呈显著正相关;而腐胺与亚精胺呈现显著负相关性。(2)通过高通量测序对豆瓣酱样品进行分析检测,结果表明在整个发酵过程厚壁菌门相对丰度占细菌的80%以上。在豆瓣酱初始阶段,以葡萄球菌属(19.27%),乳球菌属(11.88%),乳酸菌属(32.68%),明串珠菌属(9.74%)和魏斯氏菌属(15.26%)为优势菌属;而在制曲结束时还存在芽孢杆菌属(17.81%)和链球菌属(12.88%);加盐水发酵后,链球菌属和乳球菌属随着葡萄球菌属的相对降低而逐渐上升,在第14-20天,链球菌属和乳球菌属的相对丰度达到峰值,随后在第26天,葡萄球菌属相对丰度急剧上升。而真菌微生物中子囊菌门是主要菌门;在属水平上,曲霉菌属是整个发酵过程中最主要的真菌菌属,其相对丰度为63.48%-99.98%。在原始阶段,除了相对丰度为63.48%的曲霉属外还存在假丝酵母菌属,镰刀菌属,附球菌属以及一些未分类的菌属等。随着加盐水进行发酵,在第14天出现接合酵母菌属,发酵结束时相对丰度达到27.19%。同时,主成分分析(PCA)结果表明,总生物胺和腐胺可能与芽孢杆菌属、乳杆菌属、魏斯氏菌属和阪崎肠杆菌属有一定的相关性,尤其是与芽孢杆菌关系密切。而亚精胺和色胺可能与乳球菌和泛菌属有一定相关性关,精胺与曲霉菌属、明串珠菌属和葡萄球菌属有一定的相关性。(3)通过高通量筛选生物胺降解菌株,得到两株具有较好生物胺降解效果的菌株,1-G6是解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens),对生物胺的降解效果为腐胺34.92%,尸胺24.04%,组胺12.8%,亚精胺43.27%;而菌株2-B3是地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis),对生物胺的降解效果为β-苯乙胺13.64%,腐胺12.78%,组胺19.42%,亚精胺8.68%。同时对两株生物胺降解菌株的降解特性进行检测,发现菌株1-G6与2-B3均在pH为6,温度为35-40℃,NaCl浓度为0-6%时,具有最高的降解率。最后将其应用于豆瓣酱发酵过程中,探究生物胺降解菌株对豆瓣酱发酵的影响,在整个发酵过程中,接入1-G6的发酵酱的总生物胺含量低对照组10-30 mg·kg-1,降解率在20%左右。接入2-B3后,生物胺含量降低6-24 mg·kg-1,降解率为10%左右;同时发现接入生物胺降解菌株的实验组整个发酵过程中,芽孢杆菌属相对丰度为20.66%-41.42%,较对照组的12.52%-23.36%有明显提升,通过斯皮尔曼等级相关性分析发现,接种生物胺降解菌株的实验组中芽孢杆菌属对细菌菌属如葡萄球菌属,乳酸菌属等的抑制作用明显高于对照组,但是对豆瓣酱发酵过程中真菌多样性和理化指标含量几乎没有影响。
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