不同品种辣椒对糍粑辣椒发酵过程中微生物多样性与品质影响研究

作     者：熊怡玲 

作者单位：成都大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴华昌

授予年度：2024年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083201[工学-食品科学] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 

主      题：糍粑辣椒 发酵 挥发性风味物质 细菌 非靶向代谢 

摘      要：发酵型糍粑辣椒是西南地区独具特色的地方性辣椒制品,发酵过后的糍粑辣椒辣味更柔和,风味更醇厚。辣椒品种是影响糍粑辣椒最终品质的重要因素,不同品种的辣椒在风味以及加工特性上存在较大差异。为解决这一难题,本研究采用从前期筛选的3种干辣椒作为原料,发酵制作糍粑辣椒。通过对不同品种辣椒发酵糍粑辣椒过程中的理化性质、细菌菌群结构、挥发性风味物质以及代谢产物的变化进行分析比较,对不同品种辣椒发酵前后品质变化及差异进行研究。研究结果如下: (1)本文通过对不同品种辣椒发酵过程中的理化性质进行分析,结果表明:所有辣椒组p H值随发酵时间呈先急后缓的下降趋势,总酸含量则呈先急后缓的上升趋势,发酵后,混合辣椒组p H最高,总酸含量最低。内黄新一代组相比其他辣椒组氨基酸态氮整体含量较高。挥发性风味是糍粑辣椒的重要感官品质,影响消费者决策,不同品种辣椒组的挥发性风味化合物组成具有较大差异,酸类、醇类、醛类和酮类化合物是不同品种辣椒发酵期间差异比较大的物质。与单一辣椒组相比,混合辣椒组发酵产生的醇类物质种类更丰富。通过相对气味活性值(ROAV)计算,醇、醛、酸、烯烃类化合物是所有辣椒组中主要的特征性风味物质。 (2)细菌是发酵辣椒中的主要功能菌,能反映糍粑辣椒的发酵状态,本文通过第二代高通量测序技术对不同品种辣椒发酵糍粑辣椒过程中的细菌群落变化及不同品种辣椒发酵前后细菌群落的差异进行研究,结果表明:细菌菌群多样性在糍粑辣椒发酵过程中不断改变,并随着发酵的进行,细菌的多样性和丰富度显著降低(p0.05)。辣椒品种会显著影响糍粑辣椒的细菌群落结构,但不影响其多样性。发酵前所有糍粑辣椒组的细菌结构较复杂,在门水平中,蓝细菌门(Cyanobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)是不同糍粑辣椒组发酵前期的优势细菌门,发酵后期,所有糍粑辣椒组中厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度占比最高。属水平中,发酵后期乳酸菌在不同辣椒组中均占主导地位(平均相对丰度超过70%),魏斯氏菌属(Weissella)为所有糍粑辣椒组中的优势细菌属。 (3)挥发性风味无法完全分析细菌发酵过程中代谢物的微妙变化,因此通过LC-MS/MS技术对不同品种辣椒发酵过程中非挥发性代谢产物进行了全面的检测,结果表明:在所有糍粑辣椒组中脂质和类脂分子是种类最多的代谢产物,与代谢相关的基因是最主要的功能基因。通过VIP值与显著性差异值筛选不同糍粑辣椒组的差异代谢物,不同糍粑辣椒组的差异代谢物类别相似,均以脂质和类脂分子、有机酸及其衍生物、含氧有机化合物、有机杂环化合物为主,但具体差异代谢产物有一定差异。通过KEGG数据库对差异代谢物的代谢通路进行富集,所有品种糍粑辣椒组共富集到6条代谢通路。半乳糖代谢是所有糍粑辣椒组中影响值最高的差异代谢通路。氨基酸代谢通路是不同糍粑辣椒组间差异较大的代谢通路,说明氨基酸代谢可能是造成不同品种辣椒发酵品质差异的重要因素。 (4)不同品种辣椒发酵期间各种挥发性风味化合物与代谢产物的变化具有不同规律性,这些规律的差异与其微生物结构的变化息息相关,根据Spearman相关性系数计算不同辣椒品种发酵过程中优势细菌属与理化指标、特征性风味化合物、差异代谢物的相关性。结果表明,乳酸菌属与p H呈显著负相关,与总酸呈显著正相关,说明乳酸菌属对降低糍粑辣椒中的p H有显著作用。其次,乳酸菌属与糍粑辣椒发酵过程的特征性风味化合物与差异代谢产物高度相关,说明乳酸菌是糍粑辣椒中的主导功能菌,对糍粑辣椒风味的形成具有重要作用。