咸鳓鱼腌制中微生物菌相结构及功能分析研究

Salted fish is a traditional fermented fish product in China. During its production, microorganisms make considerable contribution not only on the flavor formation, but also on harmful by-product accumulation, such as the biogenic amine. Recently, the biodiversity investigation of the fermenting microbial ecosystem and the quality analysis of the fermented fish product have attracted more attentions respectively. However, the close relationship between the microbial activity and changes of products quality has not been elucidated in detail, whereas, which might well explain how the microbial community work on both the expected and unexpected characters formation of the final product. In this work, we are going to focus on the fermentation of the salted Chinese herring. Initially, the variations of product quality including physicochemical property, nutritional composition and flavor component will be investigated. At the same time, the microbial structures, as well as their gene expression of the samples collected from different fermenting period will be investigated through the metagenomical and metatranscriptional analysis. Finally, relationship between the microflora activity and quality formation of the products could elucidate through the combined data. The results of this research will provide theoretical guidance to the starter screening for the salted fish industrial production.

腌鱼是我国传统发酵鱼制品，其包含种类丰富、消费地区广泛，但目前腌鱼生产仍多为自然发酵。自然发酵生产腌鱼中复杂的微生物群落活动既是产品品质形成关键，同时也是生物胺等危害因子积累的根源。然而，目前对腌鱼的研究或侧重于其中微生物多样性分析，或单独集中于产品品质变化研究，大多研究均未将微生物与腌鱼品质变化的相关性做系统联结，进而难以较全面地揭示发酵过程中微生物菌群变化及其代谢产物对产品品质形成的贡献及影响。本研究拟以浙东地区咸鳓鱼为研究对象，采用宏基因组、宏转录组测序技术对其微生物群落结构、群落演替规律以及微生物基因原位表达情况进行分析，并将上述结果与鳓鱼过程中理化性质、营养成分、风味成分及生物胺等品质参数变化规律相结合，以宏转录组测序结果中产酶基因的信息为纽带，系统解析微生物活动与产品品质形成的相关性。研究结果将为筛选安全的生产发酵剂、促进腌鱼工业化发展提供理论依据。

腌鱼是我国传统发酵鱼制品。自然发酵生产腌鱼中复杂的微生物群落活动既是产品品质形成关键也是生物胺等危害因子积累的根源。本项目以浙东地区传统高盐腌制咸鳓鱼为研究对象，开展了微生物对产品品质影响的相关研究。项目研究内容包括：（1）基于宏基因组测序分析了咸鳓鱼腌制期间微生物菌群结构组成及其变化趋势，明确了不同腌制阶段优势微生物菌群总体变化规律，发现在不去除内脏、鱼鳃的传统腌制工艺生产中，鱼体携带假单胞菌、弧菌、嗜冷杆菌以及希瓦氏菌属会在腌制初期成为优势菌，随着食盐浓度的增加，葡萄球菌属细菌逐渐适应高盐生产环境，成为腌制中后期的优势菌；同时，依据传统分离培养方法进行不同类群微生物数量变化分析，明确了可培养微生物菌群变化规律。（2）研究了咸鳓鱼腌制过程中理化、营养、风味、危害因子的变化规律，并探讨了微生物群落变化与其相关性，发现尽管腌制前期有数量较多的非发酵菌株甚至致腐菌（如假单胞菌、希瓦氏菌）存在，但高盐的生产环境抑制了其大量繁殖，因此，产品的pH值未出现大幅变化，蛋白质及脂肪降解平稳，除少量三甲胺积累，未出现太多腐败相关风味成分；产品脂肪氧化物含量较低、且生物胺含量远低于国标水平。（3）对马胃葡萄球菌和腐生葡萄球菌两类优势发酵菌株的生产性能及生产安全性进行评价，发现两类葡萄球菌分离菌株均具有分解蛋白质和脂肪的能力，且对常见抗生素无抗性、凝固酶阴性、产生物胺能力弱。（4）添加马胃葡萄球菌进行低盐咸鳓鱼腌制，比较了添加发酵剂组与其他对照组菌相及风味成分差异，发现较之传统腌制组，添加发酵剂组的菌相结构较为单一，产品风味成分中胺类（三甲胺、N，N-二丁基-甲酰胺）检出量低，但其他醛类、酯类、醇类等特征风味成分含量及比例与传统组相似。本项目研究成果可对于指导低盐咸鳓鱼添加发酵剂筛选、推进腌制水产品工业化生产具有现实意义。