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传统自然发酵酸肉中细菌群落多样性与风味品质分析

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-03-01
核心提示:酸肉是将预处理后的原料肉切块或切片,加入盐、米粉等密封,自然发酵加工而成的传统发酵肉制品。
   酸肉是将预处理后的原料肉切块或切片,加入盐、米粉等密封,自然发酵加工而成的传统发酵肉制品。酸肉历史悠久,主要产于贵州、湖南、云南、四川等地区,具有保质期长、风味独特、富含游离氨基酸和活性肽等特点,近年来越来越受到关注。传统酸肉多为自然发酵,自然发酵可以网罗多种多样的微生物,赋予酸肉独特风味。酸肉生产所采取的工艺、环境条件和地区差异可以筛选和富集不同类型和代谢特征的菌群,但受气候、人为操作等因素影响,酸肉的品质稳定性难以得到保证。因此,了解酸肉中微生物群落结构组成是调控和提升产品品质的关键。
 
  中国肉类食品综合研究中心,肉类加工技术北京市重点实验室的米瑞芳、陈 曦*、李家鹏*等人采集云南地区4 种具有代表性工艺的传统酸肉样品,利用基于半导体测序技术的Ion S5 XL平台单端测序方法,评估酸肉中细菌群落结构和多样性;同时结合电子鼻和固相微萃取-气相色谱-质谱(SPME-GC-MS)分析,揭示细菌群落结构与酸肉风味品质的关系,加深对酸肉发酵机制的认识,从而为传统产业的现代化改造和食品质量安全控制提供理论依据。
 
  1、不同种类酸肉中细菌群落多样性分析
 
  细菌群落的OTUs聚类分析
 
  结果可知, 所有样品的稀释曲线都已进入平台期,说明测序数据量合理,测序深度已基本覆盖样品中所有微生物,更多的数据量对发现新的OTUs边际贡献很小。其中Y4细菌的平均OTUs值显着高于其他3 个(P<0.05),达到187,而Y1、Y2、Y3之间无显着性差异,分别为146、149和145。其中4 种样品共有的细菌种类为112 个。
 
  细菌群落的丰度分析
 
  4 种酸肉样品中主要存在11 个细菌类群,分别是厚壁菌门、变形菌门、放线菌门、蓝藻细菌、拟杆菌门、浮霉菌门、装甲菌门、疣微菌门、酸杆菌门等。4 种酸肉所含物种基本相似,主要优势菌是厚壁菌门、变形菌门和放线菌门。其中厚壁菌门占绝对优势,相对丰度分布为Y2(98.92%)>Y4(97.80%)>Y3(86.85%)>Y1(83.73%);其次是变形菌门,分别为Y1(15.70%)>Y3(11.30%)>Y4(1.58%)>Y2(0.32%);放线菌门分别为Y3(1.67%)>Y4(0.33%)>Y1(0.29%)>Y2(0.22%)。
 
  2、不同种类酸肉中挥发性风味物质分析
 
  酸肉样品的整体风味分析
 
  图中各组分析数据点均分布在各自的区域内,没有重叠现象,说明4 种传统发酵酸肉的挥发性气味有较大差异性。其中Y1和Y3的中心距离最小,说明Y1和Y3的整体风味差异最小,这与细菌群落的分析结果相符。
 
  酸肉样品的挥发性风味物质种类及含量分析
 
  利用SPME-GC-MS技术,在4 种酸肉样品Y1、Y2、Y3和Y4中分别检测到52、53、37 种和73 种挥发性风味物质,共计126 种。主要包括酸类14 种、醇类28 种、醛类14 种、酯类24 种、酮类12 种、萜烯类15 种、含硫/含氮类8 种和芳香族类11 种。仅在其中1 种酸肉样品中检测到的挥发性物质有77 种,占总挥发性物质种类的61.1%,包括酸类7 种、醇类18 种、醛类11 种、酯类11 种、酮类10 种、萜烯类10 种、含硫/含氮类6 种、芳香族类4 种,说明云南地区传统酸肉的挥发性物质组成结构差异较大,风味较为多样化。
 
  酸肉挥发性风味物质与微生物的关系
 
  所有酸肉样品中醇类和酯类物质的种类数和相对含量都较高。这可能是由于细菌对碳水化合物的代谢和脂质氧化可产生并不断积累醇类物质,例如异型发酵的乳酸菌可产生乙醇,而有研究表明乳酸菌也会影响发酵香肠的脂肪氧化速率。所有酸肉样品中的酯类物质均以乙酯类为主,乙酯类物质占酯类物质的85%以上,而有研究报道成熟发酵香肠中的酯类物质也以乙酯类为主。由于原料猪肉中的酯类物质含量较低,且以甲酯类为主,因此酸肉中酯类物质的形成主要与发酵相关。
 
  结 论
 
  本研究运用高通量测序技术对采集的4 种传统发酵酸肉的细菌群落进行检测。结果表明传统发酵酸肉中细菌多样性丰富,包含11 个门,其中厚壁菌门占绝对优势,约占总细菌群落的83.73%~98.92%,其次是变形菌门和放线菌门。主要优势菌属为乳杆菌属、魏斯氏菌属和乳球菌属。与传统分离培养方法相比,高通量测序具有检测通量高、准确度高、用时少等优点。同时,利用SPME-GC-MS,从酸肉样品中检测到酸类、醇类、醛类、酯类、酮类、萜烯类等挥发性风味化合物共9 大类126 种。结果表明4 种酸肉样品之间的菌属种类和相对丰度均存在一定的差异性,同时酸肉样品中的风味物质在种类和含量上也存在较大差异性。结果表明乳杆菌、魏斯氏菌等微生物,可能影响酸肉中醇类、酯类和酸类挥发性风味物质,从而影响酸肉的风味品质。本研究结果为深入了解传统自然发酵酸肉的微生物群落与风味的相关性、开发酸肉专用细菌剂提供数据支撑和参考依据。
 
 
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