赤水晒醋醋酸发酵过程原核微生物群落及理化因子相关性分析

为了研究赤水晒醋醋酸发酵过程原核微生物群落结构的变化情况,采用高通量测序技术分析了醋醅中原核微生物群落的组成,检测了醋酸发酵过程基础理化指标(总酸、乙醇、还原糖和乳酸)的变化,并分析了理化因子与原核微生物属之间的相关性。结果表明,赤水晒醋醋酸发酵过程中醋酸乳杆菌属(Acetilactobacillus)和葡糖醋杆菌属(Gluconacetobacter)的相对丰度随着醋酸发酵的进行由0.11%和低于0.01%上升至36.779%和4.760%,乳杆菌属(Lactobacillus)和醋杆菌属(Acetobacter)的相对丰度随着醋酸发酵的进行先上升后下降;蓝藻细菌属(Acaryochloris)、未分类的红螺菌属(Rhodospirillaceae_nclassified)、农杆菌属(Agrobacterium)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)等原核微生物属的相对丰度随着醋酸发酵的进行呈下降趋势。总酸由0.61%(以乙酸计)上升至5.35%(以乙酸计),乙醇由5.78%下降至0.33%;还原糖和乳酸含量均呈先上升后下降的趋势。主坐标分析将醋醅样品按照发酵天数聚在一起,并随着发酵的进行在第一主坐标轴上移动;聚类分析将发酵过程分为前期(第0~3天)、中期(第6~12天)和末期(第15天)这3个阶段;相关性分析表明乳杆菌属(Lactobacillus)主要与乳酸和还原糖含量呈正相关,醋杆菌属(Acetobacter)、柠檬乳杆菌属(Limosilactobacillus)、葡糖醋杆菌属(Gluconacetobacter)和醋酸乳杆菌属(Acetilactobacillus)主要与酸度呈正相关,而农杆菌属(Agrobacterium)、黄单胞菌属(Xanthomonas)和甲基杆菌属(Methylobacterium)等菌属主要与酸度呈负相关,且与乙醇含量呈正相关。该研究对揭示赤水晒醋的发酵规律和解析赤水晒醋的发酵机理具有重要意义。

赤水晒醋封醅暴晒过程细菌群落与理化指标相关性分析

为了研究赤水晒醋封醅暴晒过程细菌群落结构及理化指标的变化,进一步了解赤水晒醋的发酵规律及发酵机理。本研究检测了赤水晒醋封醅暴晒的11个月内醋醅的理化指标变化,采用高通量测序技术检测了其中细菌群落结构变化,并分析了细菌属与理化指标之间的相关性。结果表明,赤水晒醋封醅暴晒的11个月内含水量、还原糖含量和pH逐渐下降,而总酸、乳酸和氨基酸态氮含量逐渐上升。在属水平上,醋杆菌属(Acetobacter)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、农杆菌属(Agrobacterium)、未注释到的细菌属(Not_Assigned)、柠檬乳杆菌属(Limosilactobacillus)、黄单胞菌属(Xanthomonas)和其它菌属(Others)的相对丰度随着封醅暴晒过程的进行逐渐下降,醋酸乳杆菌属(Acetilactobacillus)的相对丰度逐渐上升,乳杆菌属(Lactobacillus)的相对丰度先上升后下降。主成分分析将1~5月和7~11月的醋醅样品分别归为2个大类。冗余分析表明醋酸乳杆菌属(Acetilactobacillus)与总酸、乳酸和氨基酸态氮含量呈正相关;而鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、未注释到的细菌属(Not_Assigned)、未分类的红螺菌属(Rhodospirillaceae_unclassified)、醋杆菌属(Acetobacter)、黄单胞菌属(Xanthomonas)、农杆菌属(Agrobacterium)、未分类的链球菌属(Streptophyta_unclassified)、乳杆菌属(Lactobacillus)和柠檬乳杆菌属(Limosilactobacillus)等主要与pH、含水量和还原糖含量呈正相关,且与总酸、乳酸含量呈负相关;而其它菌属(Others)与这几个理化指标的相关性较弱。本研究进一步解析了赤水晒醋的发酵机理,为优化赤水晒醋生产工艺提供了参考。

赤水晒醋中增黏微生物的分离鉴定及特性研究

从变质赤水晒醋中分离筛选出导致黏度增加的菌株N3、N5、N7和N11,检测其生理生化特征,并进行16S r DNA基因序列分析及生长特性研究。结果表明,经过生理生化特征分析、16S r DNA基因序列分析以及系统发育树分析鉴定菌株N3为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、菌株N5为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、菌株N7为索诺拉沙漠芽孢杆菌(Bacillus sonorensis)、菌株N11为酸居芽孢杆菌(Bacillus acidicola)。菌株N3、N5、N7和N11的最适生长温度均为45℃;菌株N3、N11的最适生长p H值为5.5;菌株N5、N7的最适生长p H值为4.5;菌株N3、N7、N11最适生长盐度(Na Cl含量)为1%,菌株N5最适生长盐度(Na Cl含量)为2%;4株菌在LB液体培养基中均具有较快的生长速度和较强的繁殖能力。

高通量测序分析赤水晒醋各生产阶段微生物群落结构变化

以赤水晒醋生产过程中药曲、乙醇发酵、醋酸发酵和醋醅曝晒样品为研究对象,采用高通量测序检测微生物群落结构及丰度。结果表明,本实验测序深度有效地覆盖其微生物种类,药曲的优势细菌菌属为芽孢杆菌属(Bacillus)、链霉菌属(Streptomyces)和高温放线菌属(Thermoactinomyces),真菌菌属为曲霉属(Aspergillus)、嗜热真菌属(Thermomyces);乙醇发酵的优势细菌菌属为乳杆菌属(Lactobacillus),真菌菌属为Aspergillus、Thermomyces;醋酸发酵的优势细菌菌属为Lactobacillus和醋酸菌(Acetobacter),真菌菌属为Aspergillus、丝孢酵母菌属(Trichosporon);醋醅曝晒阶段微生物种类最多,相对丰度均匀,无绝对优势菌属,相对丰度较高的细菌菌属有Bacillus、Thermoactinomyces、变形杆菌菌属(Proteus)、葡糖醋杆菌属(Gluconacetobacter)和红球菌属(Rhodococcus),真菌菌属为Aspergillus、枝孢属(Cladosporium)、梗孢酵母属(Sterigmatomyces)、枝顶孢属(Acremonium)和链格孢属(Alternaria)。通过丰度聚类热图分析和β多样性表明:同一批药曲、乙醇和醋酸发酵各样品间相似性较高,而醋醅曝晒样品间有明显差异,这可能与含盐和缺氧有关;乙醇和醋酸发酵阶段样品的相似性较高,与另2个阶段有明显差异,说明这2个阶段的微生物因环境相似而存在延续性。

赤水晒醋一株产气微生物的分离鉴定

为了解赤水晒醋产气原因,采用多种培养基分离和计数产气微生物,并检测其生理生化特征,生长特性以及16S rDNA基因序列分析。实验结果表明,从变质晒醋中分离到一株产气微生物,编号为N9,革兰氏阳性,有芽孢,最适生长温度为45℃,最适生长pH值为5.5,最适生长盐度(氯化钠含量)为1%,繁殖能力强。经过16S rDNA基因序列以及系统发育树分析可以鉴定该菌为产碱普罗威登斯菌(Providencia alcalifaciens)。

赤水晒醋中污染杂菌的防治

以赤水晒醋中分离得到的5株污染杂菌及变质赤水晒醋为研究对象,研究不同的杀菌温度和时间、添加不同的防腐剂对5株污染杂菌的影响,以及不同温度和时间对变质赤水晒醋的影响。结果表明:5种防腐剂(苯甲酸钠、山梨酸钾、尼泊金乙酯、丙酸钙和尼泊金丙酯)对5株污染杂菌的抑菌率不一样,其中苯甲酸钠对这5株污染杂菌的抑菌率是最好的。温度越高、时间越长,对食醋中微生物的杀菌效果越好,两次杀菌比单次杀菌效果好,但是,杀菌温度过高(超过95℃)、时间过长和两次杀菌,会导致食醋的风味发生改变,如食醋变得焦糊香或糊味、酸味很低等。综合考虑得出:95℃杀菌30min是比较好的方案,杀菌率达到了96.57%。

赤水晒醋生产过程中品质形成的探究

该研究跟踪检测赤水晒醋生产过程中理化指标的变化,探索其品质特点的形成因素和发酵工艺的特点。结果表明,酒精发酵阶段为醋酸发酵提供了乙醇等前体物质;在醋酸发酵阶段,有机酸、可溶性无盐固形物、功能性物质(总酚、黄酮)及氨基酸大量积累,是食醋中物质积累的主要过程;在醋醅曝晒阶段,总酸含量持续上升,不挥发酸含量较高,不同样品的还原糖、多酚和黄酮等物质含量随曝晒时间的延长均呈现先增高后降低的变化;在醋液曝晒阶段,营养物质进一步积累,经过3个月的晒制使醋液中的各项指标达到了曝晒醋醅淋出液的2~3倍,是赤水晒醋品质特点形成的重要时期。

赤水晒醋醋醅中醋酸菌的筛选和发酵特性研究

针对赤水晒醋醋醅中总酸含量低的现状,从赤水晒醋醋醅中选育1株性能优良醋的酸菌并用于生产。通过传统的分离纯化、生理生化试验和16S rRNA分子生物学鉴定的方法,对赤水晒醋醋醅中的醋酸菌进行分离鉴定和发酵性能研究。结果表明,从醋醅中筛选出3株醋酸菌C1、C5和C6,通过16S rRNA分子生物学鉴定3株均为巴氏醋酸杆菌(Acetobacter pasteurianus)。在发酵性能研究中,C1、C5和C6菌株在连续发酵5 d时的产酸量分别为39.225、28.245和41.90 g/L,其中,C6菌株的产酸量最高。另外,C6菌株的耐受能力较强,具体表现为,能耐体积分数为9%的乙醇、8 g/L的氯化钠和40 g/L的乙酸。综上,C6菌株是1株产酸能力强且耐受性能较好的醋酸菌,对今后将该菌株在发酵过程中的强化奠定基础。

赤水晒醋中腐败微生物的生长特性研究

为探究赤水晒醋中的4株腐败菌(枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.(Dg-1009))、耐热芽孢杆菌(Bacillus sporothermodurans(TCA20028))、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)的生长特性。研究4株菌在不同温度、pH、含盐量、防腐剂含量以及不同杀菌时间和杀菌温度下的生长状况。结果表明:4株菌在15℃时生长很微弱,在pH 3.0时几乎不生长,能耐受5%以上的盐分,在100℃杀菌时需要处理35min才能灭活,若是要同时抑制4株菌的生长,山梨酸钾的效果优于苯甲酸钠。

陈酿方式对赤水晒醋醋醅的影响研究

为探究曝晒陈酿、常温陈酿、控温陈酿3种醋醅陈酿方式对赤水晒醋理化特征及功能性的影响,该研究对陈酿后醋醅中的总酸、还原糖、氨基酸态氮、可溶性无盐固形物、总酚、总黄酮含量、美拉德反应初级和中级阶段反应程度和体外抗氧化性进行分析。结果表明,37℃控温陈酿优于25℃控温陈酿和其他两种陈酿方式,且3种醋醅陈酿方式对赤水晒醋陈酿阶段品质的影响均有明显差异。陈酿周期结束后,37℃控温陈酿醋醅的总酸含量为3.31 g/100 mL,还原糖含量为0.68 g/100 mL,氨基酸态氮含量为0.26 g/100 mL,可溶性无盐固形物含量为12.21 g/100 mL,总酚含量为0.34 g/100 mL,总黄酮含量为0.33 g/100 mL。此外,美拉德反应程度和体外抗氧化活性均最强,且随着陈酿时间的延长均呈现上升趋势。该研究为赤水晒醋的品质改良提供了依据。

HPLC法同时测定赤水晒醋中的6种功能性成分

目的:建立高效液相色谱法(HPLC)同时测定晒醋中原儿茶酸、表儿茶素、咖啡酸、香草酸、阿魏酸和川穹嗪等6种功能性成分含量的方法。方法:采用Waters xSelect HSS T3(5μm,4.6 mm×250 mm)色谱柱,以乙腈-0.1%磷酸水溶液为流动相,梯度洗脱,流速0.8 mL/min,柱温30℃,检测波长285 nm。结果:原儿茶酸、表儿茶素、咖啡酸、香草酸、阿魏酸和川穹嗪分别在10.013~320.416、10.015~320.48、10.012~320.384、10.001~320.032、10.021~320.672、10.072~322.304μg/mL范围内均呈良好的线性关系,决定系数均达到0.999以上,平均回收率范围在92.93%~104.53%,相对标准偏差均小于3%。检出限(S/N=3)0.30~1.80μg/mL,定量限(S/N=10)1.02~5.52μg/mL。除咖啡酸外,七种赤水晒醋样品中均检出其余5种功能成分,其中,香草酸的在醋液中的含量远远高于其它组分。结论:该含量测定方法稳定可靠,准确度高,重现性好,可用于晒醋中原儿茶酸、表儿茶素、咖啡酸、香草酸、阿魏酸和川穹嗪的含量测定,对晒醋质量进行分析和评价。

HPLC法同时测定赤水晒醋中9种有机酸

本研究以赤水晒醋作为供试品,建立了一种以HPLC法检测赤水晒醋中9种有机酸的分析方法。采用Waters XSelect HSS T3色谱柱,以20 mmol·L-1 NaH2PO4溶液为流动相,流速0.7 mL·min-1,柱温25℃,检测波长为215 nm,外标法定量。结果表明,赤水晒醋样品中9种有机酸在线性范围内均能达到很好的分离,相关系数≥0.999,建立的赤水晒醋有机酸的检测方法灵敏、准确,重复性好。