剁椒姜丝后熟阶段微生物与挥发性风味物质的相关性_田叶新.pdf

生物工程 食品科学 2023,Vol.44,No.04 185剁椒姜丝后熟阶段微生物与挥发性 风味物质的相关性田叶新1，母应春1,*，苏 伟1,2，尹学东3（1.贵州大学酿酒与食品工程学院，贵州 贵阳 550025；2.贵州大学 贵州省农畜产品储藏加工技术重点实验室，贵州 贵阳 550025；3.贵三红食品有限公司，贵州 遵义 563099）摘 要：以后熟阶段剁椒姜丝为研究对象，采用高通量测序技术和顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术对其微生物群落结构和挥发性风味物质进行分析，并基于多元统计分析揭示其关系。结果表明：在门水平上，鉴定出3 个优势细菌门和2 个优势真菌门，分别是变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门、子囊菌门和担子菌门。在属水平上，鉴定出9 个核心细菌属和11 个核心真菌属，细菌属主要有罗尔斯顿菌属、不动杆菌属、肠杆菌属等，真菌属主要有炭疽菌属、青霉菌属、镰刀菌属等。剁椒姜丝后熟阶段共鉴定出87 种挥发性化合物，其中烃类15 种、酸类10 种、醇类28 种、醛类3 种、酯类11 种、酮类5 种、酚类5 种、醚类3 种、萜烯类2 种和其他类5 种。基于Pearson相关系数揭示了36 种差异显著（P0.05，VIP1）挥发性风味物质与优势微生物之间的相关性，发现德巴利氏酵母属、肠杆菌属和欧文氏菌属与多种风味物质的变化呈一定相关性。本研究为剁椒姜丝品质提升提供了一定数据支撑。关键词：剁椒姜丝；高通量测序；微生物；顶空固相微萃取；挥发性风味物质；相关性Correlation between Microorganisms and Volatile Flavor Compounds Stage of Chopped Pepper with Ginger Shreds during Post-RipeningTIAN Yexin1,MU Yingchun1,*,SU Wei1,2,YIN Xuedong3(1.School of Liquor and Food Engineering,Guizhou University,Guiyang 550025,China;2.Key Laboratory of Storage and Processing Technology of Agricultural and Livestock Products,Guizhou University,Guiyang 550025,China;3.Guisanhong Food Co.Ltd.,Zunyi 563099,China)Abstract:The microbial community structure and volatile flavor compounds in chopped pepper with ginger shreds at the post-ripening stage were analyzed by high-throughput sequencing and headspace solid-phase microextraction gas chromatography-mass spectrometry(HS-SPME-GC-MS),respectively,and the relationship between them was analyzed multivariate statistical analysis.The results showed that Proteobacteria,Firmicutes and Bacteroidetes were identified as the dominant bacterial phyla,and Ascomycetes and Basidiomycetes as the dominant fungal phyla.At the genus level,nine core bacterial genera and 11 core fungal genera were identified.The major bacterial genera identified were Ralstonia,Acinetobacter and Enterobacter,and the major fungal genera identified were Colletotrichum,Penicillium and Fusarium.A total of 87 volatile compounds were identified,including 15 hydrocarbons,10 acids,28 alcohols,3 aldehydes,11 esters,5 ketones,5 phenols,3 ethers,2 terpenes and 5 other compounds.Based on Pearsons correlation coefficient,the correlation between 36 differential volatile flavor substances(P 0.05,variable importance in the projection(VIP)value greater than 1)and dominant microorganisms was analyzed.It was found that the changes of many flavor substances were significantly correlated with the genera Debaryomyces,Enterobacter and Erwinia.This study will provide data support for improving the quality of chopped pepper with shredded ginger.Keywords:chopped pepper with shredded ginger;high-throughput sequencing;microorganism;headspace solid-phase microextraction;volatile flavor substances;correlationDOI:10.7506/spkx1002-6630-20220316-187中图分类号：TS255.54 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2023）04-0185-09收稿日期：2022-03-16基金项目：贵州省辣椒发酵制品工程技术研究中心项目（黔科合平台人才20202102）第一作者简介：田叶新（1997）（ORCID:0000-0002-2651-4208），女，硕士研究生，研究方向为食品加工与安全。E-mail:*通信作者简介：母应春（1974）（ORCID:0000-0001-9987-3538），女，高级实验师，硕士，研究方向为食品质量与安全。E-mail:186 2023,Vol.44,No.04 食品科学 生物工程引文格式：田叶新,母应春,苏伟,等.剁椒姜丝后熟阶段微生物与挥发性风味物质的相关性J.食品科学,2023,44(4):185-193.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220316-187.http:/TIAN Yexin,MU Yingchun,SU Wei,et al.Correlation between microorganisms and volatile flavor compounds stage of chopped pepper with ginger shreds during post-ripeningJ.Food Science,2023,44(4):185-193.(in Chinese with English abstract)DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220316-187.http:/中国的辣椒产量居世界首位，辣椒中含有能够促进人体健康的化合物，如辣椒素、类胡萝卜素等1。剁椒姜丝（DJJS）是以辣椒和姜丝为主要原料发酵制作而成。剁椒酸辣适宜、风味醇厚，深受大众喜爱2-3。生姜中含有多种功能性成分，如姜辣素、姜烯酚和姜酮等酚类成分，嘌呤类化合物以及姜油等挥发油类4-5，其中生姜黄酮可有效抑菌6并且能增加产品风味。在蔬菜的自然发酵过程中，附着在蔬菜表面的微生物在低氧环境中生长成为发酵过程中的优势微生物7，但此过程不可避免的会存在杂菌。将DJJS进行巴氏杀菌后装罐密封发酵，经过一段时间的贮藏达到生理上的完全成熟，此过程为后熟阶段，可有效抑制杂菌繁殖。后熟阶段的发酵制品的刺激性气味消失，取而代之的是香气浓厚、口感清爽且风味独特的产品。目前，具有独特风味和营养的发酵制品正成为热点，但对DJJS后熟阶段微生物与挥发性风味物质的相关性研究仍是空白。如今，高通量测序技术已用于各发酵食品中微生物群落的监测8，因效率高、准确率高等特点被应用于微生物多样性的研究9-11，且常结合代谢组学以研究食品挥发性风味。杨帆等9采用高通量测序方法分析了不同豆瓣酱商品及农家自制豆瓣酱发酵各阶段样品的微生物多样性。WangJingjing等12利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（headspacesolidphasemicroextractiongaschromatography-massspectrometry，HS-SPME-GC-MS）联用技术分析了剁椒自发发酵过程中挥发性化合物的含量。因此，通过结合代谢组学技术可全面分析传统发酵食品中微生物与风味的关系。本研究以后熟阶段的DJJS为研究对象，利用高通量测序和HS-SPME-GC-MS分析后熟过程中微生物群落结构、挥发性风味物质及理化特性的变化，并利用主成分分析（principal component analysis，PCA）和聚类分析（hierarchical cluster analysis，HCA）等方法研究DJJS后熟过程中微生物群落和挥发性风味物质的相关性，旨在为DJJS的品质研究提供更有力的数据支撑。1 材料与方法1.1 材料与试剂实验所用DJJS由贵州省贵三红食品有限公司生产，产品经巴氏杀菌后贮藏在37 条件下加速后熟。随机选取同一批次的产品进行实验。在后熟阶段的第0、3、7、14天，分别随机取样3 罐混合均匀。无菌条件下取样10g，用于DNA提取和高通量测序，剩余样品装入无菌袋于80 条件下贮存13，以供后续测定理化指标和风味成分。氢氧化钠 重庆川东化工（集团）有限公司；酚酞、亚铁氰化钾 四川省成都金山化学试剂有限公司；乙醇、酒石酸钾钠 上海麦克林生化科技股份有限公司；硫酸铜 广东光华科技股份有限公司；乙酸锌 天津市科密欧化学试剂有限公司；动力土壤DNA分离试剂盒 美国OmegaBioTek公司。1.2 仪器与设备GeneAmp 9700 聚合酶链式反应（polymerase chain reaction，PCR）仪 美国ABI公司；Nanodrop 2000超微量分光光度计、Trace1300-TSQ8000 GC-MS仪 美国 Thermo Fisher Scientific公司；台式高速冷冻离心机 德国Sigma公司；Illumina HiSeq 2500测序仪 美国Illumina公司；FA1004N电子分析天平 上海精密科学仪器有限公司；SoilStikpH计 美国Spectrum公司；SX型马弗炉 江苏省无锡市华瑞普邦科技有限公司；50/30mCAR/PDMS/DVB萃取头 美国安捷伦公司；Protable refractometer手持糖度计 上海淋誉贸易有限 公司。1.3 方法1.3.1 理化指标测定参照GB 5009.32016食品中水分的测定14、GB 124562021食品