黑龙江省寒地生态修复与资源利用重点实验室,黑龙江大学农业微生物技术教育部工程研究中心,黑龙江大学生命科学学院的张慧林、王永胜、李冲伟*采用高通量测序技术和氨基酸分析技术研究不同地区豆酱产品的质量,采用偏最小二乘回归(PLSR)模型分析豆酱微生物多样性和游离氨基酸组成的相关性,寻找几种不同豆酱产品质量差异的原因,并为将来企业提高产品质量提供理论依据。本实验具体分析得到豆酱中游离氨基酸的组成以及豆酱中微生物结构组成的关系,并明确东北地区质量较好的豆酱产品。
1、发酵豆酱产品质量评价
4 种豆酱在4 个感官特性强度上差异较大,尤其样品BaoQL在4 个感官特性强度上都较强,而样品HeiH在香气、滋味、体态感官特性强度上都较弱。BaoQL综合评分最高,HeiH综合评分最低。
2、样品序列OTU分析
4 份样品的细菌OTU总数为238,平均数为60,最大值为70,最小值为47。4 份样品的真菌OTU总数为254,平均数为64,最大值为70,最小值为53,由此可以看出,4 份样品中真菌的OTU数比细菌的OTU数大,真菌的物种丰富度较大。
3、Alpha多样性分析
4 份豆酱样品细菌的Chao l指数平均值为75.19,ACE指数平均值为75.00,Shannon指数平均值为1.58。4 份豆酱样品真菌的Chao l指数平均值为26,ACE指数平均值为30.60,Shannon指数平均值为0.83。从Chao l和ACE指数可以看出,豆酱样品的细菌菌群丰度高于真菌菌群丰度。从Shannon指数可以看出,豆酱样品的细菌物种均匀度高于真菌物种均匀度。因此,传统豆酱中细菌菌群多样性更加丰富。
4、豆酱样品菌群结构组成分析
4 份豆酱样品共检测到11?种真菌,包括青霉菌(Penicillium)、曲霉菌(Aspergillus)、unclassified-k-Fungi、假丝酵母(Candida)、德巴利氏酵母(Debaryomyces )、鲁氏酵母菌(Zygosaccharomyces)、毕赤酵母属(Millerozyma)等。4 份豆酱样品的真菌组成差异也较大,样品HuaN和HeiH的优势真菌为Penicillium(78.28%~89.90%);样品ChangC的优势真菌为unclassified-k-Fungi(67.37%);样品BaoQL的优势真菌为Aspergillus(94.01%)。
5、豆酱样品中游离氨基酸组成分析
豆酱样品中游离氨基酸的测定
4 种豆酱都含有17 种游离氨基酸,包括甜味氨基酸、苦味氨基酸和无味氨基酸,其中游离氨基酸总量最多的为BaoQL((9.482±0.044)mg/g),最少的为HeiH((3.685±0.031)mg/g)。检测出人体必需氨基酸7 种,BaoQL中7 种氨基酸含量均高于其他样品。
豆酱样品主成分分析与豆酱质量评价
2 个主成分的特征值均大于1,且累计贡献率达到97.823%,说明前2 个主成分基本包含了全部游离氨基酸具有的信息,因此可以将原来的17 种氨基酸转化为2 个主成分。
6、豆酱样品中微生物群落结构与游离氨基酸相关性分析
豆酱中33 个微生物的VIPpred在0.42~1.40之间,与游离氨基酸相关性最大的细菌为Weissella,VIPpred值为1.40;与游离氨基酸相关性最大的真菌为Millerozyma和Aspergillus,VIPpred值均为1.40。Weissella、Millerozyma和Aspergillus对豆酱的氨基酸组成和含量影响最大;细菌的VIPpred值大于真菌,说明细菌群落对游离氨基酸的组成和含量起主导作用。
结 论
豆酱中游离氨基酸的组成和含量与发酵过程中微生物群落结构有很大关系,细菌中Weissella对游离氨基酸的种类和含量影响最大,真菌中Millerozyma和Aspergillus对游离氨基酸的种类和含量影响最大;细菌菌群对游离氨基酸种类和含量的影响显着高于真菌菌群。黑龙江省宝泉岭豆酱样品的质量明显好于其他3 个样品,主要因为黑龙江省宝泉岭豆酱中含有上述几种优势菌群,导致氨基酸种类和含量均高于其他样品。