摘要
利用宏基因组测序技术对山西老陈醋生物量最高峰醋醅中微生物群落结构及功能进行预测和解析，确定醋醅中优势功能菌属。对山西老陈醋醋酸发酵过程中醋醅进行优良醋酸菌和乳酸菌筛选，研究优良醋酸菌与乳酸菌在模拟醋醅培养基中的互作关系，并制备复合强化菌剂，应用于老陈醋醋酸发酵阶段中，改善食醋品质与风味。 （1）通过对山西老陈醋醋酸发酵阶段微生物生物量进行测定，确定了醋酸发酵第三天的醋醅为生物量峰值醋醅。以该醋醅为研究对象，进行宏基因组学分析。其中醋醅中细菌相对丰度为43.31%，真菌相对丰度为3.5%。醋醅在门水平共注释到59个细菌门，8个真菌门。在属水平上共注释到了665个细菌属，其中细菌属中相对丰度较高的为乳酸杆菌属（22.91%）和醋酸杆菌属（21.99%）；注释到333个真菌属，相对丰度较高的属为柄锈菌属（63.79%）和酵母菌属（18.86%）。 （2）醋醅测序基因在KEGG、eggNOG、CAZy数据库中功能注释结果显示：在 KEGG 数据库中代谢通路 level 1 共注释到4个代谢通路，其中代谢过程中注释到的的基因最多（57.45%），信息处理（28.98%）注释到的基因次之。在KEGG level 2 共注释到了22个通路，全局与概述图谱（20.88%）注释到的基因丰度最高；在eggNOG 功能数据库注释到4大功能类别，具体包括24个eggNOG功能分类；在CAZy共注释到6大类酶，共计246个碳水化合物酶类，其中糖基转移酶 GT（48.77%）和糖苷水解酶 GH（43.84%）丰度最高。 （3）对山西老陈醋醋醅中物种和功能的关联进行分析，获得了不同代谢途径中微生物物种和功能的分布。底物的分解利用途径中有关纤维素、淀粉、葡萄糖利用途径共注释到 10 种酶类，注释到的优势菌属主要为 Acetobacter、Lactobacillus、Weissella。风味物质合成途径，如乙酸、乳酸、乙偶姻等合成途径共注释到39种酶类，注释到的优势菌属主要为Acetobacter、Lactobacillus、Weissella、Pediococcus、Saccharomyces。氨基酸合成途径共注释到17种酶类，注释到的优势菌属主要为Acetobacter、Lactobacillus、Weissella、Pediococcus、Streptococcus、Saccharomyces、Pichia。从而确定Acetobacter、Lactobacillus为醋醅中优势功能菌属。 （4）从山西老陈醋醋醅中筛选出了1株优良乳酸菌L57，经鉴定其为植物乳植杆菌，将其接种至MRS液体培养基中，37℃培养24 h后，菌株产总酸含量为22.16 g/L、产不挥发性酸为1.82 g/100 mL、产乙偶姻含量为0.57mg/mL；分离筛选出了1株优良醋酸菌A2，经鉴定为巴氏醋杆菌，将其接种至AC液体培养基中，30℃培养24 h后，产酸含量为27.90 g/L。 （5）在30℃与37℃下植物乳植杆菌L57与巴氏醋杆菌A2以1∶1的比例在模拟醋醅培养基中进行互作。在30℃条件下，巴氏醋杆菌A2与植物乳植杆菌L57共培养时，总酸（3.89g/100g）和乙偶姻（1.71mg/g）含量显著高于巴氏醋杆菌A2纯培养，乙酸含量和有机酸总量分别为1.0539 g/100g、2.9935 g/100g，与纯培养相比分别提高了63.34%、30.60%，共培养体系中挥发性香气物质共计44种，纯培养体系共计37种，挥发性香气物质总量与纯培养相比提高了70.42%。在37℃条件下，巴氏醋杆菌A2与植物乳植杆菌L57共培养时，总酸（3.42 g/100g）、不挥发性酸（1.61 g/100g）和乙偶姻（1.50 mg/g）含量显著高于植物乳植杆菌L57纯培养。乳酸含量和有机酸总量分别为0.7127 g/100g、2.8544 g/100g，与纯培养相比提高了95.93%、91.41%，共培养体系中挥发性香气物质共计47种，纯培养体系共计38种，挥发性香气物质总量与纯培养相比提高了88.70%。 （6）将筛选出的植物乳植杆菌L57及巴氏醋杆菌A2，制备成复合强化菌剂，应用于老陈醋醋酸发酵阶段。相比于对照组，强化组成醅的总酸、不挥发性酸、总酯、乙偶姻含量分别提高了20.69%、42.28%、24.00%和62.25%。强化组在发酵第5天时总酸已超过5 g/100g，而对照组发酵第7天总酸才超5 g/100g，复合强化菌剂可推动醋酸发酵进程。强化组有机酸含量为5.3244 g/100g，比对照组提高了32.09%，强化组乳酸和乙酸含量分别为3.0913 g/100g和1.5842 g/100g，相较于对照组分别提高了53.71%和26.17%。对照组挥发性香气物质共计43种，强化组挥发性香气物质共计54种。强化组新淋醋总酸、不挥发性酸和总酯、川芎嗪含量与对照组相比分别以高了20.21%和47.29%、24.16%和49.01%，强化组有机酸总量比对照组提高了31.10%，与对照组相比强化组乳酸乙酯、乙酸乙酯含量提高明显，分别提高了65.92%和37.77%。
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