近日,食品與生物工程學院“發酵調味品科學與工程”團隊在農林科學領域1區TOP期刊《Food Research International》 (Q1, IF:8.1)發表題為“Revealing the formation mechanisms of key flavors in fermented broad bean paste”的研究性論文。西華大學2021級碩士研究生向粵為論文第一作者,川渝特色食品重慶市重點實驗室林洪斌副教授和食品微生物四川省重點實驗室唐潔教授為論文通訊作者。該研究工作得到了四川省科技廳重點研發項目(2020YFN0151,23ZDYF3100)的支持。
郫縣豆瓣作為川菜必備調味品,享有“川菜之魂”的美稱,在2006年被授予國家地理標志產品。郫縣豆瓣的發酵過程主要分為前發酵(甜瓣子發酵、椒醅發酵)和后發酵(甜瓣子和椒醅混合發酵),其中甜瓣子發酵是郫縣豆瓣生產過程的關鍵工藝,是郫縣豆瓣中氨基酸、有機酸、香氣成分等風味物質形成的主要階段。甜瓣子發酵主要以自然發酵為主,開放式的發酵狀態會導致環境中的微生物均可能參與發酵,因而風味物質的形成與微生物代謝活動也密不可分。雖然有大量學者研究了甜瓣子中微生物的群落組成以及采用建模方式分析了微生物與風味物質的相關性,但對參與代謝的微生物以及風味物質形成的代謝途徑還不清楚。
因此,本研究利用高效液相色譜(HPLC)和頂空固相微萃取-全二維氣質聯用(HP-SPME-GC×GC-MS)等對甜瓣子發酵過程中的風味物質(滋味物質和香氣物質)進行分析,基于宏基因組學研究甜瓣子發酵過程中微生物種群組成和演替以及功能微生物,研究甜瓣子發酵過程中與關鍵風味物質形成相關的主要功能微生物和代謝途徑,揭示甜瓣子發酵過程中關鍵風味物質形成機理。
結果表明,其中雞葡萄球菌是微生物群落中的主要微生物,占39.13%;敏捷乳桿菌次之,占13.76%;黃曲霉是相對豐度最高的真菌,占3.02%。KEGG途徑富集分析表明,碳水化合物代謝和氨基酸代謝是主要的代謝途徑。糖苷水解酶和糖基轉移酶基因最為豐富,占活性酶基因總數70%以上。共注釋了113種與關鍵風味相關的酶,以及39種與酶相對應的微生物。其中,雞葡萄球菌、敏捷乳桿菌、融合魏斯氏菌、乳酸片球菌、克氏葡萄球菌、米曲霉和黃曲霉在代謝途徑中發揮了關鍵作用。該研究揭示了發酵蠶豆中關鍵風味的形成機理,對指導郫縣豆瓣生產的品質控制具有重要意義。


圖形摘要

Analysis of metabolic pathways of related flavor substances.
作者簡介:

林洪斌,工學博士、副教授、碩士生導師,長期從事農產品加工及風味化學研究,近5年發表相關學術論文20余篇,其中SCI收錄論文13篇,獲授權發明專利7項。參與完成省級成果評價3項,獲得四川省科技進步三等獎一項,四川省食品工業科學技術一等獎一項,二等獎一項,郫縣科技進步一等獎一項。其所在發酵調味品科學與工程團隊長期專注于以郫縣豆瓣、四川泡菜為代表的四川地方特色發酵食品的相關研究,合作企業達40余家,共建國家企業技術中心、國家工程實驗室、川渝共建重慶市重點實驗室及四川省川菜特色調味品工程技術研究中心等國家和省部級平臺6個,校企聯合實驗室12個。先后承擔并完成國家和省部級等各類課題50余項,獲得中國輕工業聯合會、四川省科技進步獎和成都市科技進步獎7項,發表學術論文200余篇,授權發明專利20余項。

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