新疆地区传统发酵剂开菲尔粒微生物生态学演变及发酵产物风味响应

Contrary to changes of microbial community structure and bacteria quantity in the process of kefir fermentation about the traditional fermented dairy products in XinJiang,to microbial ecology evolution about kefir grains and the response about its fermentation product flavor,this project is going to study on microbial population evolution and microflora dynamic changes of kefir grains of the traditional agent in XinJiang by PCR-DGGE and high throughput sequencing technology. To study on the change of kefir grains fermented yoghurt flavor by SPME-GC-MS technology to establish GC fingerprint of its characteristic flavor substances,such as butanedione, acetic acid, acetone and diacetyl, establishing community level physiology fingerprint method further to reveal the response regular about microbial population evolution of kefir grains and its fermentation product flavor.The item is going to reseach of numerical relationship between dominant species and its independent fermentation flavor product by separation and purification the dominant bacteria in kefir grains and GC fingerprint.The dominant bacteria are admixed so that the response mechanism between microbial population evolution of kefir grains and its fermentation flavor product will be revealed and improved.It can provide the practicable theory evidence for joint fermentation about pure microbial compound and provide theoretical foundation on research of symbiosis mechanism about various microorganisms in kefir grains.

针对新疆传统发酵乳制品开菲尔发酵过程中微生物群落结构变化以及菌群数量变化，开菲尔粒中微生物类群演变与其发酵产物风味响应规律等问题。本项目运用变性梯度凝胶电泳及高通量测序技术研究新疆地区传统发酵剂开菲尔粒微生物类群生态学演变及微生物菌群动态变化。利用固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术研究开菲尔粒发酵酸乳风味的变化，建立特征风味物质如：丁二酮、乙酸、丙酮、双乙酰等形成的GC指纹图谱，建立群落水平生理学指纹方法，进一步揭示开菲尔粒发酵产物风味响应规律。通过对开菲尔粒中优势菌分离纯化，利用前期建立的GC指纹图谱，研究开菲尔粒中优势菌种类及其独立发酵产物风味物质的响应数值关系。对开菲尔粒中优势菌之间数量比例进行复配，明确复配关系揭示并完善开菲尔粒微生物类群演变及其发酵产物风味响应机理，为纯培养发酵剂联合发酵提供可行的理论依据，为开菲尔粒中各微生物之间共生机理的研究提供一定的理论基础。

为查明新疆传统发酵乳制品开菲尔发酵过程中微生物群落结构变化以及菌群数量变化情况与其发酵产物风味响应规律等问题，采用高通量测序技术研究了新疆地区传统发酵剂开菲尔粒微生物类群生态学演变及微生物菌群动态变化。采用顶空-气相色谱-质谱联用技术研究开菲尔粒发酵酸乳风味的变化，分析研究了开菲尔粒中菌群演替与发酵产物风味物质的响应关系，对开菲尔粒中优势菌进行了分离纯化，并对优势菌之间数量比例进行复配研究，阐述了开菲尔粒微生物类群演变及其发酵产物风味响应机理。. 结果表明：阿勒泰地区采集的开菲尔在发酵过程中，采用高通量测序方法共得到1397个OTUs，共鉴定出12个门的细菌和4个门的真菌。117个属的细菌属和11个属的真菌。测序结果显示：乳杆菌属（Lactobacillus）、链球菌属（Streptococcus）、芽胞杆菌属（Bacillus）、乳球菌属（Lactococcus）是开菲尔发酵过程中的优势菌群。采用顶空气相色谱法（HS-GC-MS）检测发酵过程中风味物质的动态变化规律。开菲尔在整个发酵过程中的挥发性风味物质可达到约174种。开菲尔中的风味物质主要是酸类、酯类、酮醛类、烃类、醇类和其他化合物6大类。发酵过程中酸类物质呈现先增加后减少再增加的趋势、酯类化合物在发酵过程中呈现先增加后减少变化趋势。烃类、酮醛类物质在发酵过程中无明显变化。随着发酵时间的推移，发酵前期不断积累了饱和脂肪酸类、酯类物质，后期醇类及呋喃类等重要风味物质不断形成，而咪唑等异味物质的含量却不断降低。相关性分析结果表明，乳杆菌与乳酸、乙酸等酸类物质之间存在显著的相关性，芽孢杆菌与酯类及其他类化合物之间存在显著的相关性。. 推断:新疆地区差异性是导致开菲尔发酵过程中微生物群落结构变化的主要原因。