晋西北酸粥发酵过程中细菌种群分析及乳酸菌、醋酸菌的分离鉴定

摘要

酸粥作为传统谷物发酵食品，食用地区广泛，主要分布于内蒙古西部、晋西北（例如山西河曲）、陕西府谷等地。本课题主要对晋西北酸粥在自然发酵过程中的细菌种群做了简要分析，同时对晋西北酸粥发酵过程中的乳酸菌、醋酸菌进行了分离和鉴定，最后进行了晋西北酸粥发酵工艺的初探，目的是为下一步晋西北酸粥的工业化生产提供理论依据。
　　本课题中采用三种方法（溶菌酶-SDS-蛋白酶K法、改良CTAB法和改良CTAB-溶菌酶法）对晋西北酸粥中微生物基因组DNA进行了提取，分别从DNA浓度、纯度及PCR产物等多方面的综合分析，证明晋西北酸粥微生物基因组DNA最佳的提取方法为溶菌酶-SDS-蛋白酶K法。运用溶菌酶-SDS-蛋白酶K法提取不同发酵时间段晋西北酸粥的细菌基因组DNA，分析了晋西北酸粥6个发酵时间段主要的细菌类群，并构建了细菌系统发育树。结果表明在整个晋西北酸粥发酵过程中起主要作用的细菌种群是乳酸菌和醋酸菌。在晋西北酸粥发酵过程中，乳酸菌和醋酸菌的丰度最高可占细菌总量的91.74％。
　　采用稀释涂布平板法从不同发酵时间段的晋西北酸粥样品中共分离得到细菌47株，其中21株呈革兰氏阳性，26株呈革兰氏阴性。通过对菌株的形态观察、生理生化试验和16S rDNA测定的方法对这些菌株进行了鉴定，革兰氏阳性菌为短乳杆菌（Lactobacillus brevis），革兰氏阴性菌为冲绳醋酸杆菌（Acetobacter okinawensis）和兰比克醋酸杆菌（Acetobacter lambici）。
　　利用从晋西北酸粥样品中分离获得的短乳杆菌（LB）、冲绳醋酸杆菌（AO）、兰比克醋酸杆菌（AL）以及本实验室同行从晋西北酸粥样品中分离得到的酵母菌Pichia kudriavzevii（PK）、Issatchenkia orientalis（IO）、Saccharomyces cerevisiae（SC）进行了晋西北酸粥的单菌种发酵和多菌种混合发酵，并进行了发酵温度和发酵时间对晋西北酸粥发酵结果的影响试验，最后通过多菌种混合比例、发酵温度、发酵时间三因素三水平L9（33）正交试验，对酸粥的发酵工艺进行了优化。结果表明单菌种发酵的酸粥其感官评价明显不如多菌种发酵。正交试验的结果表明晋西北酸粥的最佳发酵条件为：菌种LB、AO、AL、PK、IO和SC的混合比例1:2:1:1:1:1，发酵温度27.5℃，发酵时间24h。在该条件下发酵得到的晋西北酸粥感官评价最佳，与传统自然发酵的晋西北酸粥相比，在口感、味道等感官指标上十分相似，更降低了刺激性，使食用效果更佳。