3 株功能菌在四川保寧醋強(qiáng)化發(fā)酵中的應(yīng)用

李玉斌，鄧 靜，吳華昌*，喬明鋒，易宇文，彭毅秦，劉 陽，嚴(yán)夢琴，唐紅梅

（1.四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院，四川 自貢 643000；2.四川旅游學(xué)院 烹飪科學(xué)四川省高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610000；3.四川旅游學(xué)院食品學(xué)院，四川 成都 610000）

3 株功能菌在四川保寧醋強(qiáng)化發(fā)酵中的應(yīng)用

李玉斌1,2，鄧 靜2，吳華昌3,*，喬明鋒2，易宇文2，彭毅秦2，劉 陽3，嚴(yán)夢琴3，唐紅梅3

（1.四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院，四川 自貢 643000；2.四川旅游學(xué)院 烹飪科學(xué)四川省高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610000；3.四川旅游學(xué)院食品學(xué)院，四川 成都 610000）

以產(chǎn)香酵母菌、高產(chǎn)酸醋酸菌以及產(chǎn)多糖乳酸菌為研究對象，將3 株功能菌應(yīng)用于四川保寧醋中進(jìn)行接種強(qiáng)化發(fā)酵。單菌強(qiáng)化發(fā)酵結(jié)果表明：與對照組相比，強(qiáng)化組1（接種產(chǎn)香酵母菌）揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種數(shù)及相對含量分別提高了17.39%、20.23%，達(dá)到27 種、79.65%；強(qiáng)化組2（接種高產(chǎn)酸醋酸菌）與強(qiáng)化組3（接種產(chǎn)多糖乳酸菌）酸度分別上升了82.75%、155.75%，穩(wěn)定在3.18%、4.45%，其中有機(jī)酸含量增幅在23.46%～389.21%之間；強(qiáng)化組3多糖質(zhì)量濃度提高了68.43%，高達(dá)1 143.78 mg/L。采用混菌設(shè)計(jì)確定強(qiáng)化發(fā)酵最佳接種比例，其結(jié)果證明在總接種量1%，接種比例為酵母菌40%、醋酸菌16%、乳酸菌44%條件下，所得食醋的效果最佳，其酸度為5.28%，揮發(fā)性物質(zhì)種數(shù)為30 種，感官評分85.65。研究結(jié)果為改善保寧醋風(fēng)味、提高出醋率提供了一定的理論支撐。

產(chǎn)香酵母菌；高產(chǎn)酸醋酸菌；產(chǎn)多糖乳酸菌；保寧醋；強(qiáng)化發(fā)酵；混菌設(shè)計(jì)

食醋作為一種含有有機(jī)酸、糖類、氨基酸、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)的調(diào)味品[1-2]，在中國已有三千多年歷史[3]，具有代表性的品牌有山西老陳醋、鎮(zhèn)江香醋、四川保寧醋、福建紅曲醋、天津獨(dú)流老醋等[4]。其中，四川保寧醋通過添加多種中藥材釀造而成，是中國四大名醋中唯一的藥醋，微生物在其發(fā)酵過程中起著關(guān)鍵作用。許多研究已經(jīng)證明食醋發(fā)酵中優(yōu)勢菌為乳酸桿菌屬、醋酸桿菌屬，主要提供酸類物質(zhì)[5-8]，也有研究表明產(chǎn)香酵母對食醋風(fēng)味有重要影響[9-11]。生物強(qiáng)化技術(shù)是指將具有特定功能的微生物添加到特定的環(huán)境中，強(qiáng)化微生物的作用效果。該項(xiàng)技術(shù)最初應(yīng)用于工業(yè)廢水處理[12-14]，之后在土壤修復(fù)[15]、地下水處理[16]、垃圾處理[17]等各種環(huán)境問題上也有應(yīng)用，其在傳統(tǒng)發(fā)酵食品生產(chǎn)領(lǐng)域還處于起步階段[18]。目前，生物強(qiáng)化已在食醋釀造[19]及奶酪發(fā)酵[20]方面得到初步應(yīng)用，其強(qiáng)化菌株主要源于自身微生物群落中的優(yōu)勢菌，避免了外源菌株帶來的食品安全隱患，但食醋領(lǐng)域僅有鎮(zhèn)江米醋的研究報(bào)道。由于不同食醋的釀造原料、發(fā)酵環(huán)境、工藝等方面差異，導(dǎo)致其微生物群落結(jié)構(gòu)存在特異性，保寧醋作為藥醋的典型代表，微生物群落結(jié)構(gòu)有其自身特點(diǎn)，而關(guān)于功能微生物在其固態(tài)發(fā)酵的研究鮮有報(bào)道。

以保寧醋醋曲中分離鑒定的一株產(chǎn)香酵母菌、高產(chǎn)酸醋酸菌以及產(chǎn)多糖乳酸菌為研究對象，進(jìn)行單菌固態(tài)強(qiáng)化模擬實(shí)驗(yàn)，分析強(qiáng)化過程中理化指標(biāo)、揮發(fā)性成分、有機(jī)酸的變化，評價(jià)其強(qiáng)化效果。再以酸度、風(fēng)味物質(zhì)種數(shù)、感官評分為指標(biāo)，采用混料（菌）設(shè)計(jì)確定3 株菌混合發(fā)酵的最佳比例，為后期強(qiáng)化菌株在生產(chǎn)上應(yīng)用奠定一定的理論基礎(chǔ)，同時(shí)為改善保寧醋風(fēng)味、提高出醋率提供一定的理論支撐。

1 材料與方法

1.1 菌株

從保寧醋醋曲中篩得，經(jīng)形態(tài)學(xué)及分子生物學(xué)分別鑒定為異常威克漢姆酵母（Wickerhamomyces anomalus）、醋酸桿菌（Acetobacter sicerae）和發(fā)酵乳酸桿菌（Lactobacillus femertum），其產(chǎn)香、高產(chǎn)酸、高產(chǎn)多糖特性在前期工作中均已驗(yàn)證。

1.2 培養(yǎng)基與試劑

酵母菌的活化及擴(kuò)大培養(yǎng)基為麥芽汁培養(yǎng)基（麥芽汁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13%），計(jì)數(shù)培養(yǎng)基為YPD培養(yǎng)基（1%蛋白胨、1%酵母膏、2%葡萄糖、自然pH值、121 ℃滅菌30 min）。

醋酸菌的活化及擴(kuò)大培養(yǎng)基為醋酸菌培養(yǎng)基（1%葡萄糖、1%酵母膏、pH 4.5、95%乙醇溶液），計(jì)數(shù)培養(yǎng)基為擴(kuò)大培養(yǎng)基基礎(chǔ)上添加2%瓊脂、2%碳酸鈣。

乳酸菌活化、擴(kuò)大培養(yǎng)基均為MRS培養(yǎng)基，計(jì)數(shù)培養(yǎng)基另需添加15%瓊脂及160 mg/L溴甲酚紫。

食醋發(fā)酵基質(zhì)配比：麩皮2 640 g、醋曲660 g、活化酵母液4 mL（酵母粉9.6 g、水240 g、葡萄糖4.8 g，30 ℃條件下活化30 min）、糖化酶4 mL、水2 857 g（對照組加水量為2 922 g）。

硫酸鋅、亞鐵氰化鉀 成都科龍化學(xué)試劑廠；草酸、乙酸、乳酸、蘋果酸、琥珀酸、檸檬酸（色譜純） 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；酵母粉 安琪酵母股份有限公司。

1.3 儀器與設(shè)備

頂空固相微萃取儀 美國Troemner公司；1200高效液相色譜儀、5975氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用儀 美國Agilent公司；固相微萃頭（50/30 μm） 美國Supelco公司；SW-CJ-IF超凈工作臺 蘇凈集團(tuán)蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；LDZX-50FBS立式壓力蒸汽滅菌器 上海深諳醫(yī)療器械廠。

1.4 方法

1.4.1 強(qiáng)化菌株種子液制備

生長曲線測定：3 株強(qiáng)化菌分別接種于相應(yīng)的活化培養(yǎng)基中，醋酸菌和酵母菌于30 ℃、120 r/min條件下培養(yǎng)，乳酸菌于37 ℃靜置培養(yǎng)，每隔2 h測定發(fā)酵液OD600nm值，繪制3 株菌生長曲線。

種子液制備：挑取4 ℃斜面保存的強(qiáng)化菌株，接入到30 mL相應(yīng)的活化培養(yǎng)基中，酵母菌、醋酸菌于30 ℃、120 r/min條件下培養(yǎng)，乳酸菌于37 ℃靜置培養(yǎng)，至對數(shù)末期，獲得一級種子液。菌株于對數(shù)末期以4%接種量進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)條件同上，即得二級種子液，平板計(jì)數(shù)法測定種子液活菌數(shù)。

1.4.2 單菌強(qiáng)化發(fā)酵效果評價(jià)

食醋發(fā)酵基質(zhì)按1.2節(jié)方法混合均勻，30 ℃保溫發(fā)酵。強(qiáng)化組1、2、3分別于第1、7、1天添加相應(yīng)強(qiáng)化菌株（分別添加酵母菌、醋酸菌、乳酸菌種子液），種子液添加量1%，對照組未添加強(qiáng)化菌株。第7天時(shí)進(jìn)行首次翻醅（于翻醅前添加醋酸菌種子液），其后每隔1 d翻醅一次，每次翻醅前均進(jìn)行理化指標(biāo)（水分含量、pH值、酸度等）、揮發(fā)性物質(zhì)及有機(jī)酸含量測定，發(fā)酵周期為31 d。

1.4.3 混菌強(qiáng)化發(fā)酵最佳接種比例的確定

以酸度、揮發(fā)性物質(zhì)種數(shù)及感官評分為指標(biāo)，采用混料設(shè)計(jì)對混菌（酵母菌、醋酸菌和乳酸菌）接種比例進(jìn)行優(yōu)化。發(fā)酵基質(zhì)為1.2節(jié)所述原輔料配比的30%，總接種量為發(fā)酵基質(zhì)的1%，發(fā)酵周期為31 d。

1.4.4 指標(biāo)測定

1.4.4.1 理化指標(biāo)測定

水分含量：恒重法[21]；pH值：稱取翻醅后醋醅10 g，以3 倍質(zhì)量蒸餾水浸泡3 h，雙層濾紙過濾后，測定pH值；酸度：稱取醋醅10 g于30 mL、80 ℃蒸餾水中，攪拌2 h后，以蒸餾水定容至50 mL，雙層濾紙過濾，后續(xù)步驟按GB/T 5009.41—2003《食醋衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》進(jìn)行；多糖質(zhì)量濃度：稱取翻醅后醋醅10 g，于3 倍質(zhì)量蒸餾水中浸泡3 h，雙層濾紙過濾，按苯酚-硫酸法[22]測定。

1.4.4.2 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)相對含量測定

揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)相對含量參考文獻(xiàn)[23]測定。分別稱取醋醅1 g、NaCl2 g、蒸餾水6 mL于15 mL樣品瓶中混勻，將老化后的50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭插入樣品瓶頂空部分，在60 ℃、600 r/min條件下恒溫平衡10 min、吸附30 min后，將萃取頭取出并插入GC進(jìn)樣口，同時(shí)啟動(dòng)儀器采集數(shù)據(jù)，解吸3 min。

GC-MS分析條件：HP 5890/5975 GC-MS聯(lián)用儀；色譜柱：HP-5MS型（30 m×0.250 mm，0.25 μm）；載氣：氦氣；進(jìn)樣溫度：230 ℃；進(jìn)樣量：1 μL；升溫程序：初溫45 ℃保持2 min，5 ℃/min上升至180 ℃，保持1 min，25 ℃/min升到230 ℃，保持5.5 min。

數(shù)據(jù)處理：由計(jì)算機(jī)質(zhì)譜系統(tǒng)NIST與RTLPEST檢索未知化合物，匹配度大于800（最大1 000）的結(jié) 果將予以報(bào)告，面積歸一法計(jì)算各成分含量。

1.4.4.3 有機(jī)酸含量測定

樣品前處理[24-26]：稱取30 g醋醅于90 mL蒸餾水中攪拌浸泡2 h，雙層濾紙過濾。依次量取5.0 mL濾液、2 mL 30%硫酸鋅溶液、2 mL 10.6 %亞鐵氰化鉀溶液混勻，以ddH2O定容至50 mL，室溫靜置20 min后，8 000 r/min離心5 min，取上清液用0.22 μm微孔濾膜過濾。

液相色譜條件：Gemini C18色譜柱（4.6 mm× 250 mm，5 μm）；流動(dòng)相為(NH4)2HPO4-甲醇（95∶5，V/V），pH 2.7；進(jìn)樣量20 μL；流速0.4 mL/min；柱溫20 ℃；紫外檢測器波長210 nm。

表1 有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的含量Table1 Concentrations of standard solutions of organic acids

標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：按表1準(zhǔn)確配制8 種有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，再分別量取1.0、3.0、4.0、5.0、6.0、8.0、10.0 mL有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，以ddH2O定容至10 mL，配制不同質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

有機(jī)酸的定性與定量分析：將不同質(zhì)量濃度有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)溶液在相同條件下進(jìn)樣，以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)、峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，采用峰面積外標(biāo)法定量，得到不同有機(jī)酸的線性范圍、回歸方程及相關(guān)系數(shù)（表2）。

表2 有機(jī)酸的回歸曲線及相關(guān)系數(shù)Table2 Regression curves and correlation coefficients for organic acids

有機(jī)酸含量的計(jì)算：取適量樣品，按上述相同條件進(jìn)樣，再按下式計(jì)算醋醅中有機(jī)酸含量。

式中：ρ為由有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)曲線所得有機(jī)酸質(zhì)量濃度/（mg/mL）；N為樣品稀釋倍數(shù)；m為醋醅質(zhì)量/g；ω為醋醅水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%。

1.4.5 感官評價(jià)

參考GB 18187—2000《釀造食醋》相關(guān)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，確定相應(yīng)的評價(jià)體系，如表3所示。

表3 食醋感官評價(jià)評分標(biāo)準(zhǔn)Table3 Criteria for sensory evaluation of vinegar

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

實(shí)驗(yàn)均設(shè)3 組平行，取平均值，數(shù)據(jù)處理及分析采用SPSS 22軟件，相關(guān)圖形的繪制采用Origin 9.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 強(qiáng)化菌株生長曲線及種子液制備

由圖1可知，醋酸菌、酵母菌、乳酸菌對數(shù)末期分別為12、14、12 h，于對數(shù)末期獲得一級種子液。再將一級種子液按1.4.1節(jié)步驟進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，所得二級種子液活菌濃度分別為1.5×107、2.3×108、8.5×108CFU/mL。

圖1 強(qiáng)化菌株的生長曲線Fig.1 Growth curves of three strains used

2.2 單菌強(qiáng)化發(fā)酵性能評價(jià)

2.2.1 理化指標(biāo)變化

圖2 強(qiáng)化發(fā)酵過程中醋醅pH值（a）、酸度（b）、水分含量（c）的變化Fig.2 Changes in pH, moisture and acidity during fermentation

由圖2可知，強(qiáng)化組的pH值、酸度及水分含量均逐漸增大，最后趨于穩(wěn)定，但3 個(gè)指標(biāo)各自的穩(wěn)定值卻存在差異。與對照組相比，強(qiáng)化組1、2、3的pH值分別下降了0%、12.47%、22.63%，穩(wěn)定在4.33、3.79、3.35；酸度分別上升了8.62%、82.75%、155.75%，穩(wěn)定在1.89%、3.18%、4.45%；水分含量差別不大，穩(wěn)定在60.00 g/100 g左右。因此，強(qiáng)化發(fā)酵對醋醅水分含量影響不明顯，但強(qiáng)化組2、3會明顯提高醋醅產(chǎn)酸量。

2.2.2 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)變化

圖3 強(qiáng)化發(fā)酵過程中揮發(fā)性物質(zhì)相對含量的變化Fig.3 Changes in relative contents of volatile flavor compounds during fermentation

圖4 強(qiáng)化發(fā)酵過程中揮發(fā)性物質(zhì)種數(shù)的變化Fig.4 Changes in the number of volatile flavor compounds during fermentation

在食醋發(fā)酵中，醋酸菌主要產(chǎn)有機(jī)酸，而產(chǎn)香酵母與乳酸菌對食醋風(fēng)味貢獻(xiàn)較大[27-30]，故僅對強(qiáng)化組1、3進(jìn)行揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)測定。實(shí)驗(yàn)采用固相微萃取-GC-MS法測定強(qiáng)化發(fā)酵中醋醅揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種數(shù)與相對含量變化（圖3、4）。隨著發(fā)酵時(shí)間延長，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種數(shù)先增加后減少（或穩(wěn)定），發(fā)酵結(jié)束時(shí)，對照組、強(qiáng)化組1、3風(fēng)味物質(zhì)種數(shù)分別達(dá)到23、27、18 種，主要是酯類和醇類物質(zhì)。揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)相對含量逐漸增大，發(fā)酵結(jié)束時(shí)（31 d），對照組、強(qiáng)化組1、3風(fēng)味物質(zhì)相對含量分別為66.25%、79.65%、49.08%，以醇類及酯類物質(zhì)為主。因此，強(qiáng)化組1可顯著增加食醋揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種數(shù)及相對含量，與對照組相比分別提高了17.39%、20.23%，但強(qiáng)化組3不利于風(fēng)味物質(zhì)種數(shù)及相對含量增加。

2.2.3 有機(jī)酸含量變化

由于產(chǎn)香酵母僅產(chǎn)生微量的酸類物質(zhì)，而醋酸菌與乳酸菌分別是食醋中第一、二大有機(jī)酸的主要來源[31]，故僅對強(qiáng)化組2與強(qiáng)化組3進(jìn)行有機(jī)酸測定（圖5）。由圖5a可知，隨著發(fā)酵時(shí)間延長，草酸含量先上升后穩(wěn)定，與對照組、強(qiáng)化組2相比，強(qiáng)化組3草酸含量提高了23.46%以上，穩(wěn)定在0.3～0.4 g/100 g干醅。由圖5b可知，蘋果酸含量變化呈緩慢上升趨勢，但對照組發(fā)酵后期變化較為平緩，而強(qiáng)化組2、3出現(xiàn)較為明顯的波動(dòng)，發(fā)酵結(jié)束時(shí)強(qiáng)化組3的蘋果酸含量與對照組相比提高了36.06%，為2.91 g/100 g干醅，強(qiáng)化組2的蘋果酸含量下降了10.85%，為1.91 g/100 g干醅。乙酸與乳酸變化如圖5c、d，乙酸含量呈先快速后緩慢上升，發(fā)酵結(jié)束時(shí)強(qiáng)化組2、3乙酸含量與對照組相比分別提高了37.78%、44.61%，穩(wěn)定在12.924、13.868 g/100 g干醅；乳酸含量先上升后趨于平穩(wěn)，發(fā)酵結(jié)束時(shí)強(qiáng)化組2、3的乳酸含量與對照組相比分別提高了95.54%、120.11%，穩(wěn)定在7.841、8.875 g/100 g干醅。檸檬酸與琥珀酸含量變化如圖5e、f所示，兩種酸含量均先增加后趨于平緩，發(fā)酵結(jié)束時(shí)強(qiáng)化組2、3的檸檬酸含量與對照組相比分別提高了265.88%、321.80%，穩(wěn)定在0.772、0.870 g/100 g干醅，琥珀酸含量與對照組相比分別提高412.19%、389.2%，穩(wěn)定在1.264、1.203 g/100 g干醅。綜上所述，強(qiáng)化組2、3明顯提高了食醋中有機(jī)酸含量。

圖5 發(fā)酵過程中草酸（a）、蘋果酸（b）、乙酸（c）、乳酸（d）、檸檬酸（e）、琥珀酸（f）含量變化Fig.5 Changes in the contents of oxalic acid (a), malic acid (b), acetic acid (c), lactic acid (d), citric a5cid (e) and succinic acid (f) during fermentation

2.2.4 強(qiáng)化發(fā)酵多糖質(zhì)量濃度的測定結(jié)果

圖6 液態(tài)醋的多糖質(zhì)量濃度Fig.6 Polysaccharide contents of vinegar samples

由圖6可知，發(fā)酵結(jié)束時(shí)對照組、強(qiáng)化組1、2的多糖質(zhì)量濃度并沒有明顯差異，均處于600～700 mg/L，而強(qiáng)化組3多糖質(zhì)量濃度明顯高于其他3 組，達(dá)到1 143.78 mg/L，與對照組對比提高了68.43%，表明強(qiáng)化組3在固態(tài)發(fā)酵過程中可提高液態(tài)醋的多糖質(zhì)量濃度。

2.3 混菌強(qiáng)化發(fā)酵最佳接種比例的確定由單菌強(qiáng)化發(fā)酵可知，強(qiáng)化組1有利于增加食醋中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種數(shù)及相對含量，而強(qiáng)化組2、3有助于增加有機(jī)酸及多糖質(zhì)量濃度。以酸度、揮發(fā)性物質(zhì)種數(shù)以及感官評分為指標(biāo)，采用混菌設(shè)計(jì)確定3 株菌最佳添加比例（表4）。

表 43 株菌強(qiáng)化發(fā)酵的混菌設(shè)計(jì)及結(jié)果分析Table4 Mixture design in terms of experimental values with response variables

2.3.1 混菌模型的建立與分析

圖7 接種量對混菌發(fā)酵醋醅的酸度（a）、揮發(fā)性物質(zhì)種數(shù)（b）、感官評分（c）的影響Fig.7 Effects of inoculation proportions of mixed starter cultures on acidity and the number of volatile flavor compounds and sensory evaluation

根據(jù)混菌設(shè)計(jì)結(jié)果（表4），利用Design-Expect軟件對響應(yīng)值進(jìn)行二次多項(xiàng)式回歸擬合，分別建立酸度（Y1）、揮發(fā)性物質(zhì)種數(shù)（Y2）、感官評分（Y3）3 個(gè)指標(biāo)的回歸模型。其中，A、B、C分別代表酵母菌、醋酸菌、乳酸菌接種比例，結(jié)果如下：

Y1=1.53A+3.53B+4.92C+4.33AB+8.00AC+ 4.80BC；R2=0.917 5，P=0.000 4＜0.01；

Y2=29.64A+22.50B+19.26C+3.79AB+16.44AC+ 21.58BC；R2=0.931 6，P=0.000 2＜0.01；

Y3=64.80A+72.74B+77.29C+34.06AB+53.54AC+ 24.58BC；R2=0.863 6，P=0.002 6＜0.01。

通過對模型方程進(jìn)行方差分析可知，3 個(gè)模型達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），回歸模型良好，表明模型方程很好地?cái)M合指標(biāo)與配方比例關(guān)系。

由圖7可知，接種比例對于酸度的影響大小為乳酸菌＞醋酸菌＞酵母菌，對揮發(fā)性物質(zhì)種數(shù)的影響大小是酵母菌＞醋酸菌＞乳酸菌，對感官評分影響大小為乳酸菌＞醋酸菌＞酵母菌。

2.3.2 混菌發(fā)酵最佳接種比例

根據(jù)表4結(jié)果，利用混菌設(shè)計(jì)中Optimization功能，確定混菌強(qiáng)化發(fā)酵的最佳接種比例為酵母菌40%、醋酸菌16%、乳酸菌44%，相應(yīng)預(yù)測值為酸度5.37%、揮發(fā)性物質(zhì)種數(shù)28 種、感官評分84.92。驗(yàn)證值為：酸度5.28%、揮發(fā)性物質(zhì)30 種、感官評分85.65，驗(yàn)證值與預(yù)測值基本一致。

3 結(jié) 論

與對照組相比，強(qiáng)化組1、2、3的pH值分別下降0%、12.47%、22.63%，穩(wěn)定在4.33、3.79、3.35；酸度分別上升了8.62%、82.75%、155.75%，穩(wěn)定在1.89%、3.18%、4.45%；水分含量差別不大，穩(wěn)定在60.00 g/100 g左右。強(qiáng)化組1揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種數(shù)及相對含量分別提高了17.39%、20.23%，為27 種、79.65%；強(qiáng)化組3多糖質(zhì)量濃度提高了68.43%，高達(dá)1 143.78 mg/L。與對照組相比，強(qiáng)化組3醋醅中草酸與蘋果酸含量分別提高了23.46%、36.06%，為0.36、2.91 g/100 g干醅；強(qiáng)化組2、3乙酸含量分別提高了37.78%、44.61%，穩(wěn)定在12.924、13.868 g/100 g干醅；乳酸含量提高了95.54%、120.11%，穩(wěn)定在7.841、8.875 g/100 g干醅；檸檬酸含量提高了265.88%、321.80%，穩(wěn)定在0.772、0.870 g/100 g干醅；琥珀酸含量提高412.19%、389.2%，穩(wěn)定在1.264、1.203 g/100 g干醅。綜上所述，強(qiáng)化組1增加食醋風(fēng)味物質(zhì)的種數(shù)及含量，改善了食醋風(fēng)味，強(qiáng)化組2、3增加總酸及有機(jī)酸含量，提高了出醋率。

以酸度、揮發(fā)性物質(zhì)種數(shù)和感官評分為指標(biāo)，采用混菌設(shè)計(jì)確定3 株功能菌最佳接種比例為產(chǎn)香酵母40%、醋酸菌16%、乳酸菌44%，所得食醋的酸度為5.28%，揮發(fā)性物質(zhì)為30 種，感官評分為85.65。本研究結(jié)果為改善保寧醋風(fēng)味、提高出醋率提供了一定的理論依據(jù)。

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Application of Three Functional Bacteria in the Enhanced Fermentation of Baoning Vinegar from Sichuan

LI Yubin1,2, DENG Jing2, WU Huachang3,*, QIAO Mingfeng2, YI Yuwen2, PENG Yiqin2, LIU Yang3, YAN Mengqin3, TANG Hongmei3
(1. College of Bioengineering, Sichuan University of Science & Engineering, Zigong 643000, China; 2. Cuisine Science Key Laboratory of Sichuan Province, Sichuan Tourism University, Chengdu 610000, China; 3. College of Food Science and Technology, Sichuan Tourism University, Chengdu 610000, China)

In this study, three functional strains of aroma-producing yeast, highly efficient acid-producing acetobacter and polysaccharide-producing lactic acid bacteria were applied in the enhanced fermentation of Baoning vinegar. Results of enhanced fermentation with single starter cultures showed that compared with the control group, the number and relative contents of volatile compounds in vinegar fermented with aroma-producing yeast were improved by 17.39% and 20.23%, which were 27 and 79.65%, respectively, and the acidity of the samples fermented with acid-producing acetobacter and polysaccharide-producing lactic acid bacteria were increased by 82.75% and 155.75%, which were 3.18% and 4.45%, respectively, along with an increase in organic acid concentration of 23.46%389.21%. Additionally, the polysacchairde concentration of the vinegar fermented by the third starter culture was up to1 143.78 mg/L, which was 68.43% higher than that of the control group. Mixed culture fermentation containing 40% yeast, 16% acetic acid bacteria and 44% lactic acid bacteria at an inoculum size of 1% was demonstrated to be optimal for obtaining the best product, which had an acidity of 5.28%, contained 30 volatile compounds and scored 85.65 points in sensory evaluation. This research can provide a theoretical support for improving the flavor and yield of Baoning vinegar.

aroma-producing yeast; high acid-producing acetobacter; polysaccharide-producing lactic acid bacteria; Baoning vinegar; enhanced fermentation; mixture design

10.7506/spkx1002-6630-201712012

TS264

A

1002-6630（2017）12-0075-08

李玉斌, 鄧靜, 吳華昌, 等.3 株功能菌在四川保寧醋強(qiáng)化發(fā)酵中的應(yīng)用[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(12)： 75-82.

10.7506/

s

pkx1002-6630-201712012. http：//www.spkx.net.cn

LI Yubin, DENG Jing, WU Huachang, et al. Application of three functional bacteria in the enhanced fermentation of Baoning vinegar from Sichuan[J]. Food Science, 2017, 38(12)： 75-82. (in Chinese with English abstract) DOI：10.7506/spkx1002-6630-201712012. http：//www.spkx.net.cn

2016-09-05

四川省教育廳科技成果重大培育項(xiàng)目（15CZ0029）；四川省學(xué)術(shù)帶頭人后備人選基金項(xiàng)目（83-000001）；四川省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2015NZ0037）；四川旅游學(xué)院大學(xué)生科研項(xiàng)目（2014XKZ12）；四川理工學(xué)院研究生創(chuàng)新基金項(xiàng)目（y2015012）

李玉斌（1991—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)槲⑸锇l(fā)酵代謝調(diào)控。E-mail：995673099@qq.com

*通信作者：吳華昌（1970—），男，教授，碩士，研究方向?yàn)槲⑸锇l(fā)酵代謝調(diào)控。E-mail：694549215@qq.com