Unraveling the core functional bacteria and their succession throughout three fermentation stages of broad bean paste with chili

The entire fermentation process of traditional Chinese broad bean paste with chili comprises three individual stages:Tianbanzi,chili pei,and paste fermentation(Tianbanzi-chili pei mixture).Three stages share average 77.53%of all bacteria(89 genera),indicating that the similar environment leads to the similar bacterial communities.One,one,and three genera are exclusive to Tianbanzi,chili pei,and paste stages,respectively,due to the special physical and chemical properties for each stage.Total acidity,pH,and NaCl are important endogenous factors that promote the succession of bacterial communities.According to the dynamics of organic acids,reducing sugars,amino acids,and volatile compounds,60-,210-,and 180-day are considered the best fermentation periods for Tianbanzi,chili pei,and paste,respectively,to balance time cost and product quality.Three(Tetragenococcus,Lactobacillus,and Pseudomonas),four(Tetragenococcus,Lactobacillus,Bacillus,and Pseudomonas),and five(Tetragenococcus,Lactobacillus,Bacillus,Pseudomonas,and Pediococcus)genera are considered the core functional bacteria of Tianbanzi,chili pei,and paste fermentation,respectively.

基于固相微萃取-气相色谱-质谱联用和气相色谱-离子迁移谱分析不同等级郫县豆瓣煸炒后风味特征差异

为研究不同等级郫县豆瓣煸炒后风味差异,采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用(solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,SPME-GC-MS)和GC-离子迁移谱(GC-ion mobility spectrometry,GCIMS)技术,使用主成分分析、正交偏最小二乘判别分析(orthogonal partial least squares discrimination analysis,OPLS-DA),结合气味活性值(odor activity value,OAV)确定关键化合物。结果表明:SPME-GC-MS鉴定出88种化合物,包含醛类15种、醇类11种、酯类17种、酮类13种、酸类5种、烯烃类5种、烷烃类6种、杂环类7种、苯酚类2种、醚类及其他化合物7种,其中34种为共有化合物;GC-IMS鉴定出57种化合物,并经OPLS-DA得到变量投影重要性值大于1的16种关键化合物;OAV结果表明,丁酸乙酯使特级豆瓣呈现苹果香,异戊醛带来麦芽香,异戊酸乙酯使一级豆瓣呈现果香,3-甲硫基丙醛带来烤土豆香和酱香,异丁酸乙酯使二级豆瓣呈现果香,异戊醛、异丁醛带来麦芽香,最终确定煸炒后豆瓣整体呈现果香、酒香、麦芽香、酸香、草香、可可香、杏仁香及酱香。研究结果可用于判定煸炒后豆瓣香气特征,并为感官定量描述法前期设计感官属性描述词汇提供参考依据。

温度对豆瓣酱发酵过程理化指标、风味物质和微生物群落的影响

该文通过设置恒温豆瓣酱发酵实验,考察不同温度对豆瓣酱发酵过程中理化指标、风味物质、生物胺和微生物群落组成的影响,并与自然温度发酵豆瓣酱进行比较。结果发现,温度的提高有利于氨基酸态氮和还原糖的积累,同时促进了游离氨基酸和挥发性风味物质的形成,且能降低酱醅中食源性致病菌的丰度;然而,较高的温度同样会导致酱醅中总酸含量和生物胺含量偏高。发酵后,40℃发酵组中的氨基酸态氨、还原糖、挥发性风味物质和生物胺含量分别为1.02 g/100 g、12.07 g/100 g、25.65 mg/kg和54.10 mg/100 g,自然发酵组中的各物质含量分别为0.95 g/100 g、11.70 g/100 g、16.74 mg/kg和43.52 mg/100 g。因此,与自然发酵相比,提高发酵温度能够加速豆瓣酱发酵成熟,但是需要进一步的工艺优化消除总酸和生物胺偏高的风险。

烘瓣子和阴瓣子发酵过程中风味品质的对比分析

为探究发酵工艺对甜瓣子品质的影响,该研究对烘瓣子和阴瓣子中微生物、风味物质、色差、质构特性等指标进行对比分析。结果表明,烘瓣子和阴瓣子品质差异显著(P<0.05)。两种甜瓣子发酵过程霉菌和细菌数量差异显著,发酵结束时,烘瓣子和阴瓣子中细菌与霉菌数量分别为5.07、4.81和2.75、2.13 lg CFU/g。两种甜瓣子的总酸和氨基酸态氮含量在发酵过程中有明显提升,阴瓣子总酸(1.81 g/100 g)显著高于烘瓣子(1.48 g/100 g),同时硬度(30.69 N)高于烘瓣子(14.48 N);烘瓣子中氨基酸态氮(0.69 g/100 g)显著高于阴瓣子,其瓣子颜色更红亮。风味分析结果显示,烘瓣子风味较突出,阴瓣子风味相对协调。阴瓣子和烘瓣子共检出57种风味物质,两种甜瓣子的风味物质组成相似,同种风味物质在两种甜瓣子中相对含量差异较大,烘瓣子中风味化合物种类更多和相对含量更高,2-甲基丁醇、乙酸异戊酯、乙醇、乙酸和异戊醛等14种物质是主要差异性风味化合物。感官评价结果显示,烘瓣子品质优于阴瓣子。综上所述,烘瓣子发酵周期短,风味更突出,适于现代甜瓣子的生产。

不同品种蚕豆原料对郫县豆瓣品质的影响研究

为探究蚕豆原料对郫县豆瓣品质的影响,本文考察了5个不同品种蚕豆制备郫县豆瓣的理化指标、游离氨基酸和挥发性成分等品质差异。结果表明,不同品种蚕豆发酵郫县豆瓣的绝大部分品质指标存在显著差异(P<0.05)。‘成胡18’(CH18)、‘成胡23’(CH23)、‘通蚕鲜6号’(TCX)品种蚕豆发酵的郫县豆瓣具有更高含量的蛋白质、氨基酸态氮、还原糖和游离氨基酸,尤其是其氨基酸态氮和总游离氨基酸含量显著高于其他样品(P<0.05)。所有样品中甜味和苦味氨基酸为主要呈味氨基酸,但味道强度值(taste active value,TAV)分析表明鲜味氨基酸谷氨酸(Glu)对郫县豆瓣呈味贡献突出,尤其是CH18、CH23和TCX郫县豆瓣。采用顶空固相微萃取(headspace solid phase microextraction,HS-SPME)与气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)联用技术从5种郫县豆瓣中共鉴定出48种挥发性成分,以酯类和醇类化合物为主,相对含量分别为28.19%~39.47%、23.16%~28.82%;且不同品种间差异较大,其中CH18、CH23郫县豆瓣中酯类化合物相对含量最高,醇类相对含量最低。基于ROAV>1共筛选出11种关键风味物质,而大部分关键风味物质在CH23、云豆2662(YD)郫县豆瓣中相对含量较高。整体而言,CH18、CH23和TCX郫县豆瓣的品质显著优于未知品种(SCZG)、YD郫县豆瓣,但TCX郫县豆瓣体态存在缺陷,因此CH18和CH23品种蚕豆更适合郫县豆瓣加工。本研究表明蚕豆品种是导致郫县豆瓣理化与感官特征差异的重要因素,企业生产过程中要加强原料品种的筛选。

郫县豆瓣酱及其原料、半成品挥发性成分分析

系统分析了郫县豆瓣酱(豆瓣酱BCP)及其原料(蚕豆瓣BBC、鲜辣椒FCL)、半成品(霉豆瓣BKJ、辣椒醅PCL、甜瓣子BMR)在制曲、发酵、后熟过程中挥发性成分的变化,研究了郫县豆瓣酱的主要挥发性成分及来源。采用顶空固相微萃取-气质联用(headspace solid phase microextraction combined with GC-MS,HS-SPME-GC-MS)技术检测各样品,共检出挥发性成分73种,包括烃类6种、醇类11种、醛/酮类8种、杂环类8种、萜类13种、酯类18种、酸类6种和其他物质3种;郫县豆瓣酱原料蚕豆瓣和鲜辣椒的挥发性成分总质量分数(均以内标4-甲基-2-戊醇质量计)较低,分别为(19.64±3.84)μg/g和(7.84±1.30)μg/g,蚕豆瓣、鲜辣椒和霉豆瓣中多数挥发性成分在豆瓣酱中未检出,其挥发性特征与终产品性质关系较小;发酵后甜瓣子和辣椒醅中的挥发性成分明显增加,总质量分数分别为(82.42±17.63)μg/g和(49.71±8.06)μg/g;辣椒醅中含有更多萜类、醇类物质,主要风味物质为芳樟醇、苯乙醇、2-甲氧基-3-异丁基吡嗪等;甜瓣子中含有更多的杂环类、醛/酮类、酸类物质,主要风味物质为苯乙醇、1-辛烯-3-醇、苯乙醛等;豆瓣酱中的挥发性成分总质量分数进一步提高(超过100μg/g),酯类物质质量分数和占比明显增加,主要风味物质包括月桂酸乙酯、苯乙醇、芳樟醇等;随着后熟时间的延长,郫县豆瓣酱挥发性成分总质量分数、构成及主要风味物质变化相对较小,特征趋于稳定。郫县豆瓣酱中萜类物质主要来自辣椒原料,杂环类物质和4-乙基愈创木酚主要来自甜瓣子,酯类物质则主要在后熟阶段生成。

不同菌种对蚕豆酱前期发酵的影响

为提高蚕豆酱的品质,该试验以蚕豆为主要原材料,经去皮、蒸熟、冷却、拌入面粉、接种、发酵等工艺,分别接入毛霉、酵母、米曲霉、黑曲霉4种单一纯种菌发酵制曲生产蚕豆酱,测定蚕豆酱发酵期间(1、3、5、7 d)酱醅的总酸含量、氨基酸态氮含量、酱色差异指标的变化以及成品感官评分。结果表明:蚕豆酱发酵前期酱醅中总酸含量为米曲霉<黑曲霉<酵母<毛霉,氨基酸态氮含量为米曲霉>黑曲霉>毛霉>酵母,酱色差异变化为米曲霉>黑曲霉>酵母>毛霉。因此选用米曲霉作为蚕豆酱前期发酵的优势菌种。蚕豆酱的品质试验表明:经由米曲霉接种制曲发酵所得的成品蚕豆酱颜色呈黄褐色,色泽鲜亮,湿润有光泽,酱香、酯香协调,气味清新轻柔,口感鲜美、醇厚,酱体滋润饱满,无肉眼可见的杂质,感官评分为83,氨基酸态氮含量为1.516 g/100 g,总酸含量为1.811 g/100 g。

蚕豆豆瓣酱发酵过程中微生物群落与挥发性风味物质的相关性

该研究采用高通量测序技术对3组不同食盐含量蚕豆豆瓣酱发酵过程中微生物的多样性进行分析,并基于Pearson相关性对后发酵过程中优势微生物与挥发性风味物质(VFCs)的相关性进行探究。结果表明,在不同发酵时期的豆瓣酱检测到的VFCs主要为醇类、酸类、酯类、醛类、酮类、呋喃类和吡嗪类。在豆瓣酱发酵过程中的优势细菌属主要为葡萄球菌属(Staphylococcus)、泛菌属(Pantoea)和肠杆菌属(Enterobacter)等9个细菌属,优势真菌属为曲霉属(Aspergillus)、青霉属(Penicillium)和德巴利酵母属(Debaryomyces)等9个真菌属。进一步分析表明,在后发酵过程中,2个细菌属和3个真菌属与VFCs呈现相关性(P<0.05)。研究结果对蚕豆豆瓣酱风味品质的提升和改良具有一定参考价值。

不同品种蚕豆发酵甜瓣子非挥发性风味物质对比分析

为研究不同品种蚕豆发酵甜瓣子中非挥发性风味物质的特异性,通过对比分析、PLS-DA聚类分析,结合感官评价,探究11种甜瓣子中有机酸、脂肪酸和游离氨基酸组成与含量的差异性。结果显示,不同品种蚕豆发酵甜瓣子营养成分差异性显著(P<0.05)。CH系列和QY甜瓣子有机酸(0.93~1.13 g/100 g)与游离氨基酸(43.18~45.65 g/kg)含量较高;TCX甜瓣子有机酸(1.00 g/100 g)和脂肪酸(2808.88μg/g)含量相对较高;YD和SCZG甜瓣子脂肪酸总量较高,其它营养成分含量相对较低。PLS-DA品质差异性分析发现不同品种甜瓣子品质有较大差异。通过变量重要性排序发现品质差异主要与苯丙氨酸、精氨酸、草酸等14种VIP值>1的化合物有关。感官评分结果显示,CH系列和QY甜瓣子的感官评分较高(77.26分~82.75分),品质更好。综上认为QY和CH系列蚕豆发酵甜瓣子中含有更丰富的有机酸、脂肪酸以及游离氨基酸,感官综合评分更高,拥有较好的风味品质,适宜用来加工甜瓣子。

QuEChERS-HPLC测定郫县豆瓣酱中真菌毒素污染的研究

建立了QuEChERS-高效液相色谱法测定郫县豆瓣酱中黄曲霉毒素B1、黄曲霉毒素B2、黄曲霉毒素G1、黄曲霉毒素G2和赭曲霉毒素A的快速检测方法。样品经乙腈-水(84∶16)和乙腈-水-冰乙酸(84∶15∶1)提取,分别得到黄曲霉毒素和赭曲霉毒素提取液,提取液加入QuEChERS盐包振摇离心,取上清液加入吸附剂净化处理,净化液分别经衍生或复溶后,进高效液相色谱仪分析,豆瓣酱基质匹配的真菌毒素标准曲线定量。5种真菌毒素在质量浓度范围内均呈良好线性关系,决定系数R2>0.99,3个水平的加标实验回收率在74.26%~112.92%,相对标准偏差(RSD)为3.3%~7.2%,检出限为0.01~0.16μg/kg,定量限为0.03~0.53μg/kg。QuEChERS-HPLC具有简单、高效、经济和准确度高等优点,适用于郫县豆瓣酱中真菌毒素的快速定量分析。

不同陈酿时间豆瓣酱对制作川菜风味的差异性分析

研究不同陈酿时间豆瓣酱对制作川菜风味的差异性分析,更好地将其应用于川菜工业化生产,该研究分别选取发酵时间为6个月、1年、2年、3年、4年、5年的四川某品牌豆瓣酱,通过感官鉴评、电子鼻、电子舌和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分别对豆瓣酱进行感官、香味轮廓、滋味轮廓和挥发性香气成分的变化分析。结果表明,陈酿时间为1年的豆瓣酱感官得分最高,为80.7分;电子鼻、电子舌检测分别表明,不同陈酿时间的豆瓣酱之间香味、滋味轮廓存在差异;GC-MS共检测出124种挥发性风味物质,包含酯类、醇类、烷烃类、烯烃类、醛类和酸类等;发酵时间为1年的豆瓣酱中检测出的挥发性风味物质最多,达69种,且含有的共同物质含量最高,其相对含量达到20.276%。该研究比较分析了不同发酵时间豆瓣酱的风味差异,选择发酵时间1年的豆瓣酱用于制作川菜最佳,为其在川菜工业化生产中的应用提供一定参考。

蚕豆酱发酵过程微生物群落结构及其功能分析

传统蚕豆酱发酵一般采用开放式加工工艺,涉及到复杂的微生物群落结构,这些微生物在蚕豆酱发酵过程中对其香气成分产生发挥着重要作用。该研究基于此,对发酵蚕豆酱中各种理化性质进行分析和研究,同时利用宏基因技术对蚕豆酱发酵过程中微生物群落变化情况进行研究。结果表明,蚕豆酱发酵初期,水分、盐度、可滴定酸度、氨基酸态氮和还原糖含量快速增加;随着发酵时间持续增加,蚕豆酱中的水分、盐度、可滴定酸度、氨基酸态氮和还原糖含量缓慢增加或者基本保持不变。通过宏基因技术对发酵过程中蚕豆酱中的微生物群落进行分析,结果表明,发酵初期,蚕豆酱中的细菌多样性和丰富度较高,随着发酵时间的增加,蚕豆酱中的细菌群落基本保持稳定;而发酵时间的长短对蚕豆酱中真菌群落丰富度和多样性的影响并不明显。蚕豆酱发酵结束时,蚕豆酱中主要的丰富度大于1%的微生物类群的细菌种类包括葡萄球菌属、芽孢杆菌属、魏斯氏菌属、未分类A属和B属;相对丰富度大于1%的真菌种类包括曲霉属和接合酵母菌属。

郫县豆瓣中重金属含量测定及其发酵期香气成分测定分析

利用微波消解法对郫县豆瓣中的矿物质元素和重金属元素进行测定,结果表明工厂郫县豆瓣中30个样品的矿物质元素Mg、Ca、Fe、Al、Mn和Zn的最大值分别是最小值的3.2,3.74,2.23,10.03,5.41,15.71倍;家庭郫县豆瓣中20个样品的矿物质元素Mg、Ca、Fe、Al、Mn和Zn的最大值分别是最小值的3.01,4.15,8.41,18.66,4.84,8.37倍;工厂加工的豆瓣中超标的重金属包括Cr、Pb和Hg,家庭加工的豆瓣中没有重金属超标情况发生。此外,通过电子鼻和电子舌分析郫县豆瓣香气成分中的氮氧化合物、硫化物、萜类化合物和甲基类化合物在豆瓣中的贡献情况,线性方式分析得到豆瓣中主要成分的贡献率为94.85%(超过90%),能够清晰地区分不同发酵期的豆瓣,说明利用电子鼻和电子舌系统可以检测郫县豆瓣的发酵程度,对郫县豆瓣的实际生产有重要意义。

7株米曲霉与沪酿3.042发酵制备郫县豆瓣用甜瓣子的对比研究

为了筛选高效的具有潜在应用价值的郫县豆瓣生产专用米曲霉菌株,研究了7株高产蛋白酶、α-淀粉酶的米曲霉试验菌株(24M-1、21M-2、25M-1、19M-2、BM-2、18M-1、DM1)与沪酿3.042米曲霉在制备甜瓣子中的发酵性能差异,考察了不同菌株发酵的种曲中中性蛋白酶、酸性蛋白酶、α-淀粉酶的酶活力差别;进一步评价了由试验菌株制作的种曲发酵的甜瓣子的氨基酸态氮、总酸、挥发性风味物质、感官评价等发酵特性指标。结果表明,菌株24M-1、DM1发酵甜瓣子的各项发酵特性指标表现突出,甜瓣子的综合品质较佳,明显优于沪酿3.042米曲霉发酵的甜瓣子,可进一步优化菌株培养条件及发酵工艺参数,为其在郫县豆瓣加工中的应用奠定了基础。

基于PCR-DGGE分析不同品牌郫县豆瓣酱真菌多样性

以不同品牌的郫县豆瓣酱为研究对象,通过聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳免培养技术分析样品中微生物真菌菌群结构,并对典型条带进行测序,构建系统发育进化树。结果表明:郫县豆瓣酱真菌菌群种类较丰富,不同品牌的郫县豆瓣酱真菌菌群既包含共有菌群又存在一定差异。假丝酵母(Candida sp.)、曲霉(Aspergillus)、鲁氏酵母(Zygosaccharomyces rouxii)、奥默柯达酵母菌(Kodamaea ohmeri)是优势种群,尤其是黄曲霉(Aspergillus flavus)共有10个条带,占整个测序条带32.25%,表明郫县豆瓣酱的生产应特别注意防控黄曲霉。

蚕豆酱酿造过程中挥发性风味物质分析

应用顶空固相微萃取气质联用技术(HS-SPME-GC-MS)对传统发酵和高温发酵两种工艺酱醅中的挥发性风味物质进行分析检测。结果表明,与高温发酵相比,传统发酵产生的挥发性风味物质种类较多(包括醇、醛、酯、酮、烃、杂环、腈、酸、醚、酚等),较高温发酵多34种风味物质,酯、醛、烃、杂环类化合物的相对含量较高。

利用高效液相色谱法测定不同发酵时长郫县豆瓣酱中的8种生物胺

本研究基于高效液相色谱(HPLC)技术,测定了不同发酵时长(1~96个月)郫县豆瓣酱中色胺、β-苯乙胺、腐胺、尸胺、组胺、酪胺、亚精胺和精胺8种生物胺的含量。结果显示,HPLC分析中,8种生物胺的检出限在0.17~0.35 mg/L之间,定量限在0.55~0.92 mg/L之间,各生物胺标品在1~60 mg/L的质量浓度范围内线性关系良好,可被准确定量;各生物胺回收率在73.10%~104.13%之间,说明本方法具有较高的重复性和灵敏度。腐胺、尸胺、酪胺和组胺是郫县豆瓣酱中的主要生物胺;随着发酵时间的延长,腐胺含量快速上升,尸胺含量在发酵前54个月迅速上升,之后明显下降,酪胺和组胺在发酵54个月后含量有所增加;其他生物胺含量较低,且发酵期间变化不明显;郫县豆瓣酱中总生物胺含量随发酵时间的延长不断积累,从(37.86±6.69) mg/kg增加到(155.09±8.53) mg/kg,其含量在发酵前54个月快速上升,之后趋于稳定。目前食品中的多数生物胺尚没有限量标准,但参考现有的毒理学数据来看,本研究中郫县豆瓣酱的生物胺含量水平相对安全。

蚕豆酱中白点物质的分析

成品蚕豆酱随着货架期的延长,在豆瓣表面及其瓶壁上会出现一些乳白色硬质圆粒状小点,有时呈较大的片状结构。通过对白点物的研究分析,发现其主要成分为氨基酸,由大量的酪氨酸和少量的苯丙氨酸组成。在此基础上,对酪氨酸在不同溶液中的溶解度进行了研究。

不同菌种发酵制备蚕豆酱的研究

本试验研究米曲霉、黑曲霉、黑根霉、高大毛霉4种不同单一菌种分别发酵制得的蚕豆酱中蛋白酶、淀粉酶活力及主要成分、酱色OD420nm值等指标在不同发酵时期的变化,并对发酵42d的蚕豆酱进行感官评价。结果表明,米曲霉的中性及碱性蛋白酶活力较其他三种菌强,分别高达546.84U和188.79U。米曲霉发酵的蚕豆酱氨基酸态氮含量最高,可达1.381 g/100g,根霉、黑曲霉次之,毛霉最少。米曲霉和黑曲霉制得酱的颜色深,酱色OD420nm值高,另两种霉制得酱的颜色较浅。米曲霉发酵制得蚕豆酱在色泽、气味和口感上都达到一级标准,是制作蚕豆酱的良好发酵菌种。

花色酱的深加工

文中探讨了以蚕豆酱为基料 ,辅以各种辅料 ,经深加工而成的各种口味的花色酱类制品。