[发明专利]一种基于微生物群落产酸指数的固态酿造食醋发酵过程监测方法

说明书

本发明属于生物发酵领域，具体涉及一种基于微生物群落产酸指数的固态酿造食醋发酵过程监测方法。为了克服传统酿造食醋发酵过程监测方法的不足之处，本发明采用高通量测序技术对食醋固态发酵过程的醋醅微生物群落结构进行测定，然后利用与总酸形成相关的微生物相对丰度数值来计算微生物群落产酸指数，并代入醋醅总酸预测方程计算该醋醅样品的总酸含量预测值，通过与醋醅总酸标准变化曲线比较后便能够知道该批次发酵过程是偏快还是偏慢，根据结果可以及时调整发酵工艺参数，及时判定和预测发酵结束时间。

技术领域

本发明属于生物发酵领域，具体涉及一种基于微生物群落产酸指数的固态酿造食醋发酵过程监测方法。

背景技术

我国食醋的生产历史悠久，酿造工艺为多菌种混合发酵工艺，通过多种微生物的代谢作用产生风味饱满、酸味柔和的食醋。食醋的生产中有两个主要的发酵阶段：酒精发酵和醋酸发酵。在酒精发酵阶段，淀粉质原料如糯米、高粱等经过霉菌和酵母菌的一系列代谢，最终生成酒精；而在醋酸发酵阶段决定食醋风味和品质的关键步骤，该过程是由众多微生物共同参与发酵，将乙醇转化为酸类等众多风味物质，因此微生物菌群是固态酿造食醋产品风味品质的保证。

目前，我国众多食醋生产厂家的食醋发酵过程控制都以传统的操作经验为主，主要按照固定的发酵方法和发酵时间进行操作，发酵过程中仅对温度、风味感官进行检测，而对于固态醋酸发酵过程的结束终点的判定则依赖于总酸、不挥发酸等代谢物含量等理化指标，因此整个固态醋酸发酵过程可控性不高。醋醅中的总酸、不挥发酸、挥发性风味物质等均为酿醋微生物菌群代谢活动的结果，因此通过总酸等代谢物指标来跟踪食醋固态发酵过程往往具有滞后性，一旦发现总酸、不挥发酸含量偏低则难以在发酵过程中进行工艺的及时调整，从而导致产品品质存在批次差异，尤其是产品风味差异较大的现象时有发生。中仅监测总酸、不挥发酸含量，未能够根据发酵过程中微生物的变化情况进行工艺参数的及时调整，另外，而总酸、不挥发酸、风味物质等均为微生物的代谢产物，与微生物的变化过程相比其存在滞后性。

随着微生物群落高通量测序技术的迅速发展，人们可以快速地从基因水平上来研究特定环境中微生物的种类、数量和功能，这在很大程度上有助于人们了解复杂微生物环境的信息。国内外很多研究人员把高通量测序技术运用到对粪便、土壤、海底污泥、污水等体系中原核生物和真核生物的微生态研究中，同时在传统发酵食品领域也有非常广泛的应用，其中包括墨西哥发酵玉米团、日本黑醋、朝鲜泡菜、奶酪意大利香肠等的微生物组成和分布的研究，取得了令人瞩目的成果，为我们更好地了解国内外传统发酵的机理提供了理论基础，同时也为传统发酵行业的改革和进步提供了宝贵的理论数据支撑。

本发明提供了一种基于微生物群落产酸指数的固态酿造食醋发酵过程的监测方法。该方法采用高通量测序技术对固态发酵过程中间的醋醅微生物群落结构进行测定，然后利用与总酸形成相关的微生物相对丰度数值来计算微生物群落产酸指数，并代入醋醅总酸预测方程计算该醋醅样品的总酸含量预测值，通过与醋醅总酸标准变化曲线比较后便能够知道该批次发酵过程是偏快还是偏慢，并根据结果可以及时调整发酵工艺参数，并及时判定和预测发酵结束时间。。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有食醋固态酿造工艺可控性以及批次质量不稳定的不足，提供了一种从微生物产酸机制出发通过微生物群落产酸指数的方法来监控食醋固态发酵的正常进行，该方法准确度较高，为我国固态食醋酿造行业由“经验型”控制向“科技型”转变奠定了理论基础。