基于宏基因组学技术毛霉型豆豉发酵过程中微生物生态演化与品质形成机制研究

Douchi is one of the earliest fermented condiments in Chinese food. Because of its high nutritional value and unique flavor, it is well-received by the consumers. Recent studies showed that Douchi is an ideal health food, which has antioxidant, antihypertensive, antidiabetics, thrombolytic and other health functions. However, Douchi products are always lingering in the condiment level. It yet belongs to low value-added products. Unlike other similar product, taking nato beans for example, it has become a high value-added product. The main reason is that systematic and in-depth studies are needed on its starter propagation process, its key ingredients change pattern in fermentation process and its quality formation mechanism. Therefore, scientific quality control and evaluation about Douchi products can not be implemented. The project intends to adopt metagenomics technology to conduct molecular ecology analysis about starter propagation process of Yongchuan mucor-type Douchi. According to the change patterns of its main ingredients, texture, color, flavor, enzyme activity to make systematic analysis and to establish the prediction model of color and mature quality and study its quality formation rules. Thus, it will provide theoretical basis for the development of high value-added products.

豆豉是我国人民膳食中最早的发酵调味食品之一,因其有较高的营养价值, 独特的风味,而深受消费者喜爱。目前研究发现豆豉同时具有抗氧化、降压、降血糖、溶栓等多种保健功能，是非常理想的保健食品。但豆豉产品始终停留在调味食品的层面，产品附加值低，不能像同类产品纳豆一样成为高附加值的保健食品。其中一个重要原因是对于豆豉制曲、发酵过程中主要成分变化规律、品质形成机理尚缺乏系统深入的研究，无法科学的对豆豉产品品质控制和评价。本项目拟采用宏基因组学技术通过对毛霉型豆豉（永川豆豉）制曲发酵过程微生物进行分子生态学分析，并结合豆豉的主要成份、质构、色泽、风味、酶活等变化规律进行系统分析。建立其色泽与成熟品质预测模型，研究其品质形成规律，为其高附加值产品的开发奠定理论基础。

永川豆豉是毛霉型豆豉的代表，以其色泽晶莹、光滑油黑、清香散粒、入口化渣回甜的独特品质及丰富的营养价值，深受广大消费者的喜爱。虽然永川毛霉型豆豉生产历史悠久，但由于生产方式陈旧、生产工艺落后，其产品品质既不稳定、也无法提高。关于永川豆豉的研究报道主要集中在其功能成分的研究，以及低盐速成工艺的研究。相比同为大豆发酵产品的纳豆、腐乳、酱油研究成果，对永川豆豉的成熟机理还不够深入。. 本研究通过对永川毛霉型豆豉传统发酵过程微生物进行分子生态学分析，并结合豆豉的主要成份、质构、色泽、风味、酶活等变化规律进行系统全面分析。明确毛霉型豆豉的品质形成机理，研究其品质形成规律。以期实现对毛霉型豆豉传统发酵过程科学的有效控制，稳定产品品质，优化生产工艺奠定理论基础。. 通过PCR-DGGE技术对永川豆豉发酵过程中微生物区系进行了分析发现了永川毛霉型豆豉制曲与后发酵过程中主要参与微生物与微生物区系变化规律。通过对永川豆豉蛋白质降解以及氨基酸构成分析发现高浓度的食盐与高含量的谷氨酸，同时在甜味氨基酸和还原糖参与下形成了永川毛霉型豆豉咸鲜回甘，略带苦味的滋味特点。通过对永川豆豉发酵过程中质构分析，发现浸泡、蒸煮以及后发酵过程蛋白酶、纤维素酶等共同作用下，崩解了豆豉组织结构形成了永川豆豉入口化渣的品质特点。通过色差分析发现了蛋白质水解并进行美拉德反应生成类黑精是豆豉黑亮的原因。色差L*与氨基酸态氮含量成负相关关系，通过回归方程可以用L*预测氨基酸态氮含量。通过GC-MS测定永川毛霉型挥发性香气成分，确定了永川豆豉的豉香主要来自于挥挥发性酯类、酮类、醛类物质。