论文部分内容阅读
近年来,我国香菇栽培发展迅速,年产量已突破一千万吨,成为我国产量最高的一种食用菌。但是,我国香菇加工技术水平却比较滞后,制约了香菇产业的健康可持续发展。乳酸菌用于果蔬发酵可改善产品的风味口感和营养价值,但其在香菇中的应用研究鲜有报道。本文以香菇为实验材料,通过研究香菇的乳酸菌发酵特性,筛选出适合香菇发酵的乳酸菌菌种,对其发酵工艺条件进行优化,研制开发调味发酵香菇和乳酸菌粉产品,并对产品的肠道菌群调节作用进行了研究,以期为乳酸菌发酵技术在香菇深加工中的应用提供有益参考。主要的研究结果如下:1.香菇的乳酸菌发酵特性研究及菌种筛选分析比较了嗜热乳酸链球菌（Streptococcus thermophiles,St）、鼠李糖乳杆菌（Lactobacillus brevis.rhamnous,Lbr）、干酪乳杆菌（Lactobacillus casei,Lc）、植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum,Lp）、短乳杆菌（Lactobacillus brevis,Lb）、发酵乳杆菌（Lactobacillus brevis.fermentum,Lf）6种常见的商业乳酸菌在香菇中的生长状况及产酸情况,研究结果显示:除St在前期生长较迟缓外,其他菌种均在8 h后进入对数生长期,在香菇中生长状况较好。从发酵性能来看,除Lp产酸能力稍弱外,其他各菌种在香菇中产酸能力较强,均随发酵时间延长,p H值逐渐下降,总酸含量逐渐上升。从耐温特性来看,乳酸菌生长的适宜温度范围在25～40℃,其中Lb的耐温特性较好,在45℃发酵温度下,仍有大量菌体生长。从耐盐特性来看,多数乳酸菌能耐受4%食盐浓度,其中Lbr耐盐特性较好,在10%食盐浓度下仍能少量生长。通过筛选,选择Lb、Lp、Lbr作为适合香菇发酵的乳酸菌,并进行3种菌的复配实验,通过分析比较发酵香菇的p H值、总酸含量、游离氨基酸含量,确定最佳3种菌的复配比例为Lb:Lp:Lbr=3:1:2。2.香菇乳酸菌发酵工艺条件优化采用复合乳酸菌种Lb:Lp:Lbr（3:1:2）发酵香菇,研究发酵温度、食盐添加量、乳酸菌接种量对发酵香菇p H值、总酸含量、游离氨基酸含量以及感官评分的影响,在单因素试验基础上进行响应面优化,获得最佳发酵工艺条件为:发酵温度37℃,食盐添加量1.0%,复合乳酸菌接种量2.7%,发酵时间48 h。比较了乳酸菌发酵前后香菇中的挥发性成分,结果显示:发酵香菇中挥发性成分含量较高的是酸、酮、烃及硫化物,分别为2.2%、17.8%、1.78%、13.92%。经乳酸菌发酵后,香菇中的酸类物质（乙酸）和酮类物质（2-庚酮、3-辛酮、2-壬酮、甲基壬基甲酮）的相对含量有所增加,分别增加2.16%、17.8%,而醇、醛、酚类物质相对含量减少了3.66%、7.42%、3.87%。研究结果表明通过乳酸菌发酵可明显改善香菇风味,且风味物质之间的平衡对发酵香菇风味的形成具有重要影响。3.香菇乳酸菌发酵产品的研制开发采用复合乳酸菌种Lb:Lp:Lbr（3:1:2）对香菇进行发酵,将发酵后的香菇块通过调味工艺制成调味香菇产品,将香菇发酵液进行综合利用,采用喷雾干燥技术制成乳酸菌粉。通过研究,获得调味发酵香菇产品的最佳工艺条件为:发酵香菇84.0%,甜面酱1.0%,豆瓣酱1.5%,白砂糖6.0%,藤椒油3.0%,芝麻2.0%,辣椒油4.0%,姜汁1.0%,将原辅材料混合均匀后,制备成15 g/袋的产品,经121℃灭菌15 min后做恒温加速试验,测得产品在常温条件下保质期可达97 d。乳酸菌粉的最佳制备工艺为:将香菇发酵液水稀释（发酵液:无菌水=3:7）,再加入香菇发酵液总体积8%的麦芽糖醇和20%的麦芽糊精,搅拌均匀后进行喷雾干燥,进风温度117℃,进料速度12 m L/min。测得集粉率83.16%,含水率为3.93%,活菌数10.40 log CFU/g。4.发酵香菇产品对小鼠肠道菌群的调节作用研究乳酸菌发酵香菇块和乳酸菌粉对小鼠肠道菌群的调节作用。灌胃4周后,发酵香菇产品对小鼠体重增长无显著影响。通过对小鼠结肠内容物的肠道菌群进行16S r RNA高通量测序分析,研究其物种的多样性、各分类水平上的物种构成及相对丰度的变化。ASVs聚类和多样性分析结果显示,发酵香菇产品改变了小鼠肠道菌群的物种多样性,其特有物种和稀有物种数量增加,处理组内的物种多样性个体差异减小,物种分布更均匀。物种组成上,对照组和所有处理组中的优势肠道菌群均属于厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）两大门类。在属分类水平上,各处理组相对丰度较高的有Muribaculaceae、乳杆菌属（Lactobacillus）、螺杆菌属（Helicobacter）、杜波氏菌属（Dubosiella）、Lachnospiraceae NK4A136 group以及拟杆菌属（Bacteroides）等。香菇发酵产品可不同程度地增加肠道内有益微生物如Muribaculaceae、乳杆菌属、Lachnospiraceae NK4A136 group、Akkermansia等的相对丰度,降低螺杆菌属（Helicobacter）、支原体（Mycoplasma）、Mucispirillum、雷沃氏菌属（Alloprevotella）等致病菌的相对含量。研究结果表明,乳酸菌发酵香菇产品可在一定程度上调节小鼠肠道菌群,增加有益菌在肠道内的定殖,减少有害菌的含量。这为乳酸菌发酵香菇功能食品的开发提供了理论依据。