发酵玉米醪中酸及优势微生物的研究

摘要

玉米是世界上分布最广泛的粮食作物之一，对高血压、动脉硬化、冠心病、癌症均有一定的防治作用，具有较高的营养价值和保健作用。我国玉米发酵生产的粮食产品并不多，其中包括山东鲁中南地区的传统主食玉米酸煎饼，是用自然发酵的玉米醪加热制作而成。目前玉米酸煎饼的制作以手工作坊为主，缺少行业规范，导致市场上出售的产品质量参差不齐，制约了玉米酸煎饼的生产发展。本试验以自然发酵的玉米醪为试材，主要通过在不同发酵的温度下，研究pH值、总酸含量、有机酸含量、优势微生物数量的变化、抑菌作用，以及发酵过程中淀粉、脂肪、真蛋白含量的变化，并对其中的优势微生物进行分离和鉴定，为玉米酸煎饼的生产提供参考依据。主要研究结果如下：
　　 1. 研究了15℃、20℃、25℃、30℃、35℃五个温度下自然发酵玉米醪的pH值、总酸含量以及十种有机酸含量的变化。结果表明：初始pH值为5.62～6.94，最低pH值为3.30～3.80，随着发酵温度升高，pH值下降速率变快；总酸含量初始范围为3.89～16.14g/kg，根据玉米酸煎饼中最适总酸含量约为20.00g/kg，玉米醪最适的发酵时间分别为72～84h、72～108h、48～72h、21～27h、24～27h。随着发酵时间的延长，有机酸的总量增加，有机酸总量的变化趋势与总酸含量的变化趋势相似。通过相关性分析可以得出，在五个温度的发酵过程中乳酸含量与有机酸总量的变化成极显著正相关（P=0.000）。乳酸是发酵玉米醪中的主导酸，含量约占有机酸总量的80％；其次是乙酸和苹果酸，其含量分别约占有机酸总量的12％、5％；其余七种有机酸约占总量的3％。在不同温度的发酵过程中，乳酸、乙酸、琥珀酸的含量增加，富马酸含量减少，其余六种酸的变化规律不明显。
　　 2.研究了15℃、20℃、25℃、30℃、35℃五个温度下自然发酵玉米醪中乳酸菌数量、酵母菌数量以及菌落总数的变化。结果表明：15℃、20℃、25℃发酵时，乳酸菌数量的变化趋势相似，最大值范围为9.06～9.29lg cfu/g，酵母菌数量的变化趋势不同，最大值范围为6.75～7.67lg cfu/g，且二者生长速度不同，酵母菌的生长滞后于乳酸菌；乳酸菌对数生长期为0～12h，在12h之后进入稳定期，乳酸菌的数量保持相对稳定，或有降低的趋势；酵母菌在15℃、25℃发酵时有延滞期,20℃发酵时无延滞期。30℃、35℃发酵乳酸菌的变化趋势相似，最大值分别为9.20lg cfu/g、8.94lg cfu/g，对数生长期为0～8h，之后保持稳定并有降低，而两个温度下酵母菌的变化趋势不同，分别在33h和30h之后进入了衰亡期，数量减少。在整个发酵过程中，酵母菌的数量都远小于乳酸菌的数量。
　　 3.研究了15℃、20℃、25℃、30℃、35℃五个温度下自然发酵玉米醪中淀粉、脂肪、真蛋白含量的变化。结果表明：当15℃、20℃、25℃发酵至72h,30℃、35℃发酵至27h时，初始淀粉含量为71.08％～73.23％，发酵后淀粉含量为72.06％～75.35％，淀粉总量增加，其中，直链淀粉含量增加，支链淀粉含量下降，初始支链与直链淀粉比为2.05:1～2.23:1，发酵后支链与直链淀粉比为1.62:1～1.69:1；脂肪含量增加或没有显著变化，初始脂肪含量为3.33％～3.44％，发酵后脂肪含量为3.53％～4.46％；真蛋白含量明显增加，初始真蛋白含量为9.73％～9.75％，发酵后真蛋白含量为9.85％～9.93％。
　　 4.研究了不同时期的发酵玉米醪及其上清液对金黄色葡萄球菌（Staphyloccocus aureus）和大肠杆菌（Escherichia coli）的抑制作用。结果表明：发酵玉米醪对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌没有抑制作用。对于金黄色葡萄球菌和大肠杆菌，0h、24h时实验的发酵玉米醪上清液平板上没有形成抑菌圈,48h时总酸含量达到19.45±0.21g/kg，平板上有抑菌圈形成,72h时平板上形成的抑菌圈直径较48h实验时显著增大（P＜0.05）,72h、96h、120h测量的抑菌圈没有显著性变化（P＞0.05）；相同的发酵玉米醪上清液对两种菌的抑制性没有显著性差异（P＞0.05）。
　　 5.采用16S rRNA基因序列分析、部分生理生化试验的方法对从自然发酵玉米醪中分离出来的优势乳酸菌进行鉴定；采用培养特征观察以及生理生化试验的方法对酵母菌进行初步鉴定。结果表明：发酵玉米醪中的乳酸菌主要有柠檬色明串珠菌（Leuconostoc citreum）、米酒乳杆菌（Lactobacillus sakei）、弯曲乳杆菌（Lactobacillus curvatus）、短乳杆菌（Lactobacillus brevis）；酵母菌主要有杰丁汉逊酵母（Hansenula jadinii）、蜂生假丝酵母（Candida apicola）、拟威克酵母（Wickerhamiella domercqiae）、异常汉逊酵母（Hansenula anomala）、木兰假丝酵母（Candida magnollae）、美极梅奇酵母（Meischmkowia pulcherrima）、汉逊德巴利酵母（Debaryomyces hansenii）、巴斯德毕赤氏酵母（Pichia pastoris）。

目录

文摘

英文文摘

声明

1前言

2材料与方法

3结果与分析

4讨论

5结论

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表论文情况