2.3.4 純培養和共培養體系中芽孢菌揮發(fā)性香氣成分的差異

風(fēng)味物質(zhì)的種類(lèi)及含量不僅決定山西老陳醋獨特的口感及滋味，而且與產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān)。芽孢菌是多種風(fēng)味物質(zhì)的生產(chǎn)菌株，目前已有從酒醅中篩選的地衣芽孢桿菌與拜耳接合酵母菌的相互作用研究，豐富了體系風(fēng)味研究。由圖9可知，解淀粉芽孢桿菌1539:枯草芽孢桿菌803共培養1:10（V/V）時(shí)，山西老陳醋揮發(fā)性香氣成分含量和種類(lèi)最豐富，其特征風(fēng)味物質(zhì)乙酸乙酯、乙酸丁酯、異戊酸乙酯、甲酸異丁酯、異丁酸乙酯等酯類(lèi)以及異戊醇、正己醇、仲丁醇等醇類(lèi)和4-壬酮、2-庚酮的含量均顯著(zhù)提高，分別提高85.23%，62.31%，72.16%，46.21%，48.56%，75.56%，32.16%，31.68%，68.49%，51.34%。由圖10可知，在純培養（1:0和0:1，V/V）時(shí)，解淀粉芽孢桿菌1539和枯草芽孢桿菌803均位于PC1、PC2的負方向，揮發(fā)性香氣種類(lèi)較少且譜圖相似；在共培養時(shí)，解淀粉芽孢桿菌1539和枯草芽孢桿菌803比例為1:0.1，1:0.5，1:5（V/V）時(shí)均位于PC1、PC2的正方向，產(chǎn)揮發(fā)性香氣成分的種類(lèi)及含量相近；解淀粉芽孢桿菌1539和枯草芽孢桿菌803比例為1:10（V/V）時(shí)，位于PC1的正方向，PC2的負方向，而風(fēng)味物質(zhì)多集中于PC1的正方向，說(shuō)明二者共培養1:10時(shí)，風(fēng)味物質(zhì)種類(lèi)最豐富。

具有果香味的乙酸乙酯、乙酸丁酯，具有香蕉香氣和酸甜氣味的異戊酸乙酯，具有朗姆酒甜香味的異丁酸乙酯，具有蘋(píng)果白蘭地香氣和辛辣味的異戊醇，具有淡青嫩枝葉氣息的正己醇等風(fēng)味共同協(xié)調，構成山西老陳醋的獨特風(fēng)味，使其不刺激，香不掩體奪主，酸香，醇厚，略帶甜味的風(fēng)格更加生動(dòng)。另外，在解淀粉芽孢桿菌1539和枯草芽孢桿菌803共培養1:10（V/V）時(shí)，椰子醛、苯乙醛、癸醛、糠醛、壬醛等醛類(lèi)物質(zhì)含量顯著(zhù)降低，微量的醛類(lèi)所形成的辣味，對陳醋的五味調和起到一定的作用，而醛類(lèi)含量過(guò)多，會(huì )有較重的辛辣味，刺激性較大。綜上可知，與純培養時(shí)相比，解淀粉芽孢桿菌1539和枯草芽孢桿菌803的混合培養體系中部分揮發(fā)性香氣成分的含量及種類(lèi)增多，這些香氣成分是山西老陳醋中的主要特征風(fēng)味物質(zhì)，其含量變化對山西老陳醋品質(zhì)有重要影響。

2.4 醋酸菌、乳酸菌和芽孢菌的相互作用

2.4.1 純培養和共培養體系中醋酸菌、乳酸菌和芽孢菌的生物量變化

醋酸菌、乳酸菌是山西老陳醋醋酸發(fā)酵過(guò)程的主要菌種。在此過(guò)程中，芽孢菌作為協(xié)調菌，在山西老陳醋中產(chǎn)生豐富的香味物質(zhì)。高通量測序結果表明：巴氏醋桿菌和植物乳桿菌是山西老陳醋醋酸發(fā)酵階段的優(yōu)勢菌株。根1.3.5節方法對巴氏醋桿菌33、植物乳桿菌19以及分離自醋醅的解淀粉芽孢桿菌1539和枯草芽孢桿菌803進(jìn)行互作研究。由圖11可知，當巴氏醋桿菌33、植物乳桿菌19以及解淀粉芽孢桿菌1539和枯草芽孢桿菌803共培養時(shí)，它們的生物量均低于純培養的生物量。從山西老陳醋醋醅中分離篩選到的2株優(yōu)勢芽孢菌解淀粉芽孢桿菌1539和枯草芽孢桿菌803，對巴氏醋桿菌33、植物乳桿菌19的生長(cháng)均無(wú)抑制作用。劉敏篩選產(chǎn)酸芽孢菌，將其與乳酸菌混合發(fā)酵，結果表明枯草芽孢桿菌23-1對保加利亞乳桿菌L1的生長(cháng)影響雖不顯著(zhù)，但可以刺激保加利亞乳桿菌的產(chǎn)酸能力，其互作機理還有待研究。

2.4.2 純培養和共培養體系中揮發(fā)性香氣成分的差異

含有醇類(lèi)、醛類(lèi)、酸類(lèi)、酯類(lèi)、酮類(lèi)、雜環(huán)類(lèi)等各種物質(zhì)，對山西老陳醋香味物質(zhì)的呈現有重要影響，這些物質(zhì)的種類(lèi)、含量及比例變化與食醋香氣類(lèi)型的構成有著(zhù)非常密切的關(guān)系。以香味物質(zhì)為主要參考指標進(jìn)行陳醋發(fā)酵菌種的選擇具有重要的作用，因此，研究芽孢菌、醋酸菌和乳酸菌純培養與共培養的揮發(fā)性香氣成分具有重要意義。由圖12可知，從風(fēng)味物質(zhì)的組成和含量變化來(lái)看，巴氏醋桿菌33和植物乳桿菌19共培養有利于山西老陳醋中貢獻風(fēng)味物質(zhì)的形成，其中具有花香、甜香的苯甲醇，水果香的乙酸乙酯，甜蜜香味的乙酸苯乙酯，巧克力和奶油風(fēng)味的2，5-二甲基吡嗪等對山西老陳醋風(fēng)味有貢獻，分別提高了42.16%，64.23%，56.89%，31.26%。當巴氏醋桿菌33、植物乳桿菌19以及解淀粉芽孢桿菌1539和枯草芽孢桿菌803培養時(shí)，揮發(fā)性香氣成分含量和種類(lèi)最豐富，其中，乙酸乙酯、異戊酸乙酯、丁酸乙酯、丁酸異丁酯、壬酸乙酯、乙酸、2-甲基己酸、3-氨基丁酸、1-壬醇、1-辛烯-3-醇、2-甲基丁醇、3-壬醇、苯乙醇、庚醇、椰子醛、癸醛、2-庚酮的含量均顯著(zhù)提高。

由圖13可知，當巴氏醋桿菌33、植物乳桿菌19以及解淀粉芽孢桿菌1539和枯草芽孢桿菌803共培養時(shí)位于PC1的負方向，PC2的正方向，而風(fēng)味物質(zhì)多集中于PC1的負方向，說(shuō)明共培養時(shí)風(fēng)味物質(zhì)豐度最高。而具有水果香味的乙酸乙酯，香蕉香氣和酸甜氣味的異戊酸乙酯，蘑菇香、水果香的1-辛烯-3-醇，甜橙油和檸檬油香氣的癸醛是山西老陳醋的特征香氣物質(zhì)，可以豐富山西老陳醋的口感，分別比純培養時(shí)提高了78.65%，49.26%，42.17%，52.69%。上述結果說(shuō)明醋酸菌、乳酸菌、芽孢菌協(xié)同發(fā)酵有利于山西老陳醋風(fēng)味的形成，應進(jìn)一步研究混合菌相互機理。

3 結論

從山西老陳醋釀造過(guò)程中分離出的54株芽孢菌中，篩選1株產(chǎn)多酚和產(chǎn)不揮發(fā)性酸能力強的解淀粉芽孢桿菌1539以及1株產(chǎn)乙偶姻和產(chǎn)酯能力強的枯草芽孢桿菌803，通過(guò)組合發(fā)酵研究二者共培養時(shí)的代謝變化，結果表明：以1:10（V/V）的比例共培養時(shí)，發(fā)酵液中乙偶姻、多酚、總酯及不揮發(fā)性酸含量均顯著(zhù)提高，典型揮發(fā)性香氣物質(zhì)的種類(lèi)和含量也顯著(zhù)提高。將其芽孢菌和巴氏醋桿菌33、植物乳桿菌19共培養發(fā)酵研究其代謝變化，結果三者等比例共培養時(shí)豐富了揮發(fā)性香氣譜圖，并且山西老陳醋的特征風(fēng)味物質(zhì)含量也顯著(zhù)提高，證明了芽孢菌具有作為山西老陳醋強化直投式發(fā)酵劑的巨大潛力。

相關(guān)鏈接：異戊酸乙酯，壬酸乙酯，乙酸苯乙酯，苯甲醇

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