新疆伊犁牧区传统奶酪中微生物群落结构解析及其对风味贡献机制的研究

Yili traditional cheese in Xinjiang have distinctive local characteristics. However, it is still not clear on what are the microorganisms diversity and influence of microbial community dynamics on flavor of Yili traditional cheese. Therefore, taking the Xinjiang Yili cheese as the research object, culture-dependent methods will be used to isolate and identify Yeast and Lactobacillus,combined with culture-independent methods to use the universal rRNA gene sequences and high-throughput sequencing to analyze the diversity of the Yeast and Lactobacillus in spontaneous cheese. At the same time, fluorescence in situ hybridization - flowcytometry will be used to detect the dynamic of Yeast and Lactobacillus in the ripening Cheese process. Samples from different fermentation process will be analyzed by gas chromatography-mass spectroscopy (GC-MS) and aroma extract dilution analysis of gas chromatography-olfactometry(GC-O-AEDA). Analysis of the relationship between the changes in flora structure and the formation of major flavor substances. To research the production of enzyme and Viscosity about dominant colony. The relationship between their characteristic and the formation of flavor will be analysed. This research aims to distinguish the quality of cheese. Finally, flavour-producing characteristics of Yeast and Lactobacillus will be investigated, which is to provide the oretical support for modernization of traditional fermented dairy.

新疆伊犁牧区传统发酵奶酪具有鲜明的地域特色，然而对这些传统奶酪中微生物群落结构、成熟过程中菌群的结构变化对风味物质的影响还不清楚，因此，本项目以新疆伊犁牧区传统奶酪为研究对象，在传统分离鉴定的基础上，利用高通量技术测定其中酵母菌和乳酸菌区系的多样性，利用FISH-FCM技术监测其成熟过程菌群的动态变化。同时利用GC-MS结合GC-O-AEDA法测定成熟过程中的风味物质变化，分析菌群结构变化与主要风味物质形成的相关性，分析优势菌群的产酶特性和产黏性与风味形成的关系，为传统奶酪的比较提供借鉴，进而为新疆伊犁牧区传统发酵乳制品的工艺现代化改造提供理论支持。

奶酪曾是游牧民族外出放牧时的主要食粮之一，但随着时代的发展，便携方便食品种类的日益丰富以及现代化生活方式不断向牧区渗透，使得传统手工奶酪的种类和加工量不断减少，其中蕴藏的微生物资源也逐渐消失。微生物资源的保护迫在眉睫。本项目以新疆伊犁牧区传统手工奶酪为研究对象，通过传统培养与Illumina Miseq高通量测序技术对其中的微生物进行了全面鉴定。在此基础上，选取了植物乳杆菌、瑞士乳杆菌、短乳杆菌及马克思克鲁维酵母作为发酵剂制作奶酪，利用荧光原位杂交-流式细胞术（FISH-FCM）与平板涂布计数法监测了两种奶酪在发酵与成熟过程中菌的动态变化，奶酪质构及挥发性风味物质的影响。此外从267株乳酸菌中筛选产脂肪酶较好的乳酸菌，研究其产酶特性及酶学性质；以产酶乳酸菌为发酵剂应用于酸凝奶酪的制作，通过气相色谱（GC）、气相-离子迁移谱（GC-IMS）分析不同发酵剂对奶酪脂肪酸及风味物质的影响。.从14份新疆伊犁牧区牧民手工自制奶酪中分离出68株乳酸菌和63株酵母菌，利用形态学观察、生理生化实验及16S/5.8S rDNA序列同源性比对相结合的方法对其进行了属种鉴定。同时对奶酪中的细菌和真菌进行Illumina Miseq高通量测序分析。传统培养法共鉴定出了3属9种乳酸菌和10属11种酵母菌，优势乳酸菌和酵母菌分别为融合魏斯氏菌与库德毕赤酵母；而高通量测序技术鉴定出了4属2种乳酸菌和13属18种酵母菌，优势乳酸菌和酵母菌分别为L.helveticus和P.sporocuriosa。制作乳奶酪只接种了3%的乳酸菌发酵剂（L.helveticus：L.plantarum：L.brevis =1：1：1），乳酵奶酪除加了相同比例3%的乳酸菌发酵剂外，还添加了3%的K.marxianus发酵剂。利用荧光原位杂交-流式细胞术（FISH-FCM）与平板涂布计数法监测了两种奶酪在发酵与成熟过程中菌的动态变化，同时利用气相离子迁移色谱技术（GC-IMS）与质构仪对比了两种奶酪在发酵和成熟过程中的挥发性风味物质及质构的变化。4株产脂肪酶能力较好乳酸菌的产酶特性和酶学性质进行研究，4株乳酸菌所产脂肪酶均为酸性中温脂肪酶，在酸性条件下产酶较好。利用GC-IMS对奶酪中挥发性有机物进行定性，结合感官评定结果，明确产脂肪酶乳酸菌的添加，使实验组奶酪的质地、口感和风味都较对照组好。