3种传统发酵介质对细菌型豆豉风味形成的影响_苏凤.pdf

现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2023,Vol.39,No.6 263 3 种传统发酵介质对细菌型豆豉风味形成的影响 苏凤1，黄治国1,2，卫春会1,2，邓杰1,2，谢军1,2，任志强1,2*（1.四川轻化工大学酿酒生物技术及应用四川省重点实验室，四川宜宾 644000）（2.中国轻工业酿酒生物技术及智能制造重点实验室，四川宜宾 644000）摘要：为研究传统发酵介质对细菌型豆豉风味形成及细菌群落结构的影响，该研究以稻壳、豆豉叶和香樟叶构建不同的传统发酵介质，分析发酵后豆豉的理化特性及风味物质组成，并利用高通量测序技术分析豆豉中细菌群落结构。结果显示，由稻壳、豆豉叶、香樟叶发酵的豆豉分别含有13、14、23 种风味物质，且豆豉微生物均分布于 20 个属，其中芽孢杆菌属和乳杆菌属与豆豉叶发酵豆豉的独特风味物质吡嗪类化合物的含量呈正相关；克雷伯杆菌属和葡萄球菌属与香樟叶发酵豆豉的独特风味物质桉叶油醇的含量呈现正相关，肠杆菌属和芽孢杆菌属与稻壳发酵豆豉的独特风味物质苯酚和对乙基酚的含量呈现负相关。结果表明，不同的发酵介质赋予了细菌型豆豉不同的细菌群落，进而引起豆豉的风味的改变。因此，控制发酵介质可以影响豆豉的质量。关键词：细菌型豆豉；传统发酵；理化指标；细菌群落；风味物质 文章编号：1673-9078(2023)06-263-269 DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2023.6.0792 Effects of Three Traditional Fermentation Mediums on the Flavor Formation of Bacterial Douchi SU Feng1,HUANG Zhiguo1,2,WEI Chunhui1,2,DENG Jie1,2,XIE Jun1,2,REN Zhiqiang1,2*(1.Sichuan Key Laboratory of Brewing Biotechnology and Application,Sichuan University of Science&Engineering,Yibin 644000,China)(2.China Key Laboratory of Light Industry Brewing Biotechnology and Intelligent Manufacturing,Yibin 644000,China)Abstract:To study the effects of traditional fermentation mediums on the flavor formation and bacterial community structures of bacterial Douchi,analysis of Douchi fermented in three traditional mediums-rice husk,Douchi leaves,and camphor leaves-was conducted to ascertain the physicochemical properties and flavor substance composition of the ferment.The different bacterial community structures were determined by high-throughput sequencing.The fermentation in rice husk,Douchi leaves,and camphor leaves resulted in 13,14,and 23 different flavor substances,respectively.A total of 20 microorganism genera were obtained.Bacillus and Lactobacillus were positively correlated with pyrazine compounds,which are unique flavor substances obtained under fermentation with Douchi leaves and Klebsiella and Staphylococcus were positively correlated with cineole,which is unique to Douchi fermented with camphor leaves.In contrast,Enterobacter and Bacillus were negatively correlated with phenol and p-ethylphenol,which is unique to Douchi fermented in rice husk.The results reveal that different fermentation mediums provide different bacterial communities,resulting in different flavors,and indicate that the use of different fermentation mediums can affect the quality and flavor of Douchi.Key words:bacterial Douchi;traditional fermentation;physicochemical indexes;bacterial community;flavor substances 引文格式：苏凤,黄治国,卫春会,等.3 种传统发酵介质对细菌型豆豉风味形成的影响J.现代食品科技,2023,39(6):263-269.SU Feng,HUANG Zhiguo,WEI Chunhui,et al.Effects of three traditional fermentation mediums on the flavor formation of bacterial Douchi J.Modern Food Science and Technology,2023,39(6):263-269.收稿日期：2022-06-23 基金项目：成都海关技术中心食品安全检测四川省重点实验室开放课题（2021FSD001）；四川轻化工大学泸州老窖研究生创新基金（LJCX2022-4）作者简介：苏凤（1997-），女，硕士研究生，研究方向：应用微生物学，E-mail： 通讯作者：任志强（1985-），男，博士，讲师，研究方向：应用微生物学，E-mail： 黄豆经过发酵后形成的豆豉具有独特的口感，因此受到广大消费者的喜爱1。豆豉作为我国传统的发酵食品，较好地保留了大豆原有的营养2，且豆豉大体可以分为细菌型和霉菌型两类，而细菌型豆豉在中 国的西南地区较为常见3。有研究指出4，霉菌型豆豉的主要挥发性风味成分含量依次为酸类、醛类和酯类。近来特征风味研究更是结合气味活度值（Odor Activity 现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2023,Vol.39,No.6 264 Value，OVA）分析5进一步发现细菌型豆豉的风味则是以酸类含量最高，其他依次是醇类、醛类、酮类、吡嗪类等。四川地区豆豉的传统发酵方法多采用稻壳、豆豉叶或香樟叶等材料作为不同的发酵介质对煮熟的黄豆进行包埋式发酵6。Rhyu 等7和窦珺等8认为黄豆基本成分的改变可以引起其质地和风味的改变。例如食品质地和结构的改变大多由其蛋白质、脂肪、淀粉结构的降解所引起，从而使食品口感变得更加细腻绵软9。蛋白质可以被降解成多肽和氨基酸，因此在一定程度上也提高了食品的营养价值10。另外，多肽和游离氨基酸的种类及含量还在一定程度上决定了发酵食品的风味特征。传统的发酵介质体现了古人的智慧，虽然不了解微生物，但微生物确能为古人所用。且目前的研究大多集中于豆豉发酵过程中微生物群落结构与风味物质的动态变化，针对于传统发酵介质对豆豉风味影响的研究甚少。因此本研究以稻壳、豆豉叶、香樟叶作为 3 种传统的发酵介质，测定发酵后豆豉的理化指标，挥发性风味物质和微生物群落结构。通过相关性分析，以阐明豆豉的发酵介质、微生物群落结构与其风味形成的内在联系，从而为后续优化细菌型豆豉的发酵工艺以及提高细菌型豆豉的品质提供理论支持。1 材料与方法 1.1 材料与试剂 氯化钠、甲醛、氢氧化钠、干酪素、盐酸、三氯乙酸、柠檬酸、硫酸、乙醇均为分析纯，成都市科隆化学品有限公司；磷酸二氢钾、硫酸镁、氯化锌、磷酸氢二钠、氯化钙、硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸钾、蛋白胨、酵母粉、琼脂、大豆均为分析纯，成都市科龙化工试剂厂；大豆，购于宜宾市古塔农贸市场。1.2 仪器与设备 LRH-150-B 电热恒温培养箱，天津市泰斯特仪器有限公司；GI54DS 立式自动压力蒸汽灭菌器，致微厦门仪器有限公司；PiCo21 台式高速离心机，赛默飞世尔科技公司；7890A气相色谱仪，上海安捷伦科技有限公司；SW-CJ-1F超净工作台，上海博讯实业有限公司。1.3 实验方法 1.3.1 豆豉制备 挑选黄豆 3 kg，去杂，加水浸泡 8 h，蒸煮黄豆 4 h，捞出并沥干水分。试验组一：于保温桶内加入 0.35 kg 稻壳，将两层纱布包裹的 1 kg 黄豆放入其中，再次加入0.35 kg 稻壳将其完全覆盖发酵；试验组二：于保温桶内加入 0.35 kg 豆豉叶（采于 2021 年 6 月四川省宜宾市），将两层纱布包裹的 1 kg 黄豆放入其中，再次加入 0.35 kg 豆豉叶将其完全覆盖发酵；试验组三：于保温桶内加入 0.35 kg 香樟叶（采于 2021 年 6月四川省宜宾市），将两层纱布包裹的 1 kg 黄豆放入其中，再次加入 0.35 kg 香樟叶将其完全覆盖发酵。每个试验组做三个平行，每组均置于 24 下发酵 7 d。1.3.2 理化指标测定 蛋白质含量检测参照 GB/T 5009.5-2016食品中蛋白质的测定中凯氏定氮法测定蛋白质含量；氨基酸态氮含量检测采用甲醛滴定法11测定氨基酸态氮含量；总酸含量检测采用酸碱滴定法11测定总酸含量（乳酸计）；含水量检测参照 GB/T 5009.3-2016食品中水分的测定中直接干燥法测定含水量。蛋白酶活力检测采用福林酚法12测定豆豉蛋白酶活力。豆豉蛋白酶活定义：在 40、pH 值 6.0 条件下，每分钟水解酪蛋白产生 1 g 酪氨酸的酶量，定义为 1 个蛋白酶活力单位，以 U/g 表示13。1.3.3 风味物质测定 1.3.3.1 样品处理 称取 3 g 豆豉样品粉碎，置于 20 mL 顶空瓶中，加入 3 g NaCl，密闭后于加热套中以 50 加热平衡20 min，同时使用老化后的50/30 m DVB/CAR/PDMS萃取头插入瓶中，推出纤维头，50 恒温吸附 30 min，插入气相色谱进样口解析 5 min。1.3.3.2 色谱条件 色谱柱 DB-WAX（60.0 m0.25 mm0.25 m）毛细管柱；载气为氦气，流速 1 mL/min，不分流进样；程序升温：柱初温 55 保持 1 min，升温速率：6/min，终温 230 保持 5 min。电离方式：电子电离；电离能：70 eV；电压：350 V；接口温度：230；扫描范围：35400 u14。1.3.4 细菌计数 称取 10 g 豆豉样品，粉碎后加入 90 mL 无菌水，利用破壁机对试样进行匀质处理。采用稀释涂布法对细菌总数计数，具体方法为：10 倍梯度稀释至 10-7，每个稀释梯度取 0.1 mL 试样涂布于 LB 固体培养基，37 培养24 h 后进行菌落计数15。1.3