摘要
镇江香醋以优质的糯米为主要原料，采用“开放式固态多菌种混合分层发酵”工艺酿制而成，其特有的“酸而不涩、香而微甜、味鲜色浓、愈存愈香”，享誉国内外。 然而镇江香醋在生产实际中却存在两个比较突出的问题： (1) 食醋质量不稳定，品质一致性较差； (2) 食醋产量随季节变化，特别是夏季产出率低、成本高。 由于醋酸发酵阶段是食醋生产中的关键阶段，对食醋的风味、品质和产量尤为重要，而醋酸发酵又是一个多菌种混合发酵的过程，因此要想解决实际问题，必须先对醋酸发酵机理进行深入了解，对发酵过程中微生物群落多样性和群落结构的变化充分了解，才能进一步考虑解决实际问题。由于对镇江香醋传统发酵机理研究不够深入，同时对醋酸发酵中关键菌株的理化特性认识不足，因而不能对醋酸发酵过程进行有效控制，进而限制了对发酵过程的有效改进。本文以镇江香醋传统手工酿醋发酵不同阶段的醋醅为试验材料，从分子生态学角度对醋酸发酵过程中菌相变化和优势菌株进行了研究，从醋醅中分离筛选优势醋酸菌株并开展了蛋白质组学研究。通过研究，对揭示镇江香醋传统发酵机理具有重要作用，为醋酸菌株的开发利用奠定理论基础。 创新性结论如下： (1)通过对酿醋发酵第一天温度实时监控和高通量测序分析，从细菌群落结构变化的角度发现了醋酸发酵第一天高温是影响醋酸发酵优势菌群形成的重要因素之一。高通量测序结果表明，细菌群落的多样性及菌群结构随着温度变化而变化，第一天醋醅样本的细菌群落共包括41科，主要由乳杆菌科、醋酸杆菌科、线粒体科和链球菌科组成，其中乳杆菌和醋酸杆菌是科水平两大优势菌群，醋酸杆菌科的相对丰度在高温 50℃时达到最高，影响样本间群落结构差异的主要因素是温度和种醅。 (2)通过对醋酸发酵过程实时温度监控分析发现，整体温度变化趋势是先升高至最高温度然后开始自降，醋醅含水量维持在61.50%~72.94%水平，总酸含量呈上升趋势，pH 值呈下降趋势；乙酸、乳酸和琥珀酸含量总和占有机酸总含量的50%~85.62%。高通量测序分析发现，醋醅中的细菌群落共130个属，其中乳杆菌(21.11~81.73%)和醋酸杆菌(除原料外 6.39~25.38%)是属水平的两大优势菌群，影响醋醅样本细菌菌群多样性和群落结构的主要因素是总酸含量和温度。 (3)从醋醅样品中筛选出一株高产醋酸菌株 Acetobacter pasteuianus HSZ3-21，产酸量达到60 g/L以上，能够耐受9%的高浓度酒精，42℃的高温，以及50 g/L的乙酸。应用蛋白质组学技术分析了A. pasteurianus HSZ3-21的蛋白表达谱，鉴定了258个蛋白，大部分蛋白为代谢相关蛋白(50.74%)和应激反应、耐酸、耐热相关的蛋白。
NETL