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豆豉主要以黄豆或黑豆为原料，经过微生物群落作用发酵而成。因其独特风味及营养价值而成为我国四大传统发酵豆制品之一，长期食用还具有助消化、增强肝脏排毒、预防癌症等生理功能。豆豉的质量、风味与发酵过程中的微生物密切相关，而目前遵义细菌型自然发酵豆豉主要以家庭式或者手工作坊式自然发酵，涉及的菌群多、菌群产物复杂，发酵主要贡献菌群无法控制，发酵出来的豆豉品质无法保障。
传统的遵义细菌型自然发酵豆豉，发酵周期长、发酵过程复杂，难以判断其发酵周期。因此贵州大学酿酒与食品工程学院，贵州省发酵工程与生物制药重点实验室的聂黔丽、王修俊*、刘林新等以发酵成熟的干豆豉为原料，依托高通量测序分析遵义细菌型豆豉样品的菌落结构，揭示遵义细菌型自然发酵干豆豉的微生物菌落结构多样性，并对遵义细菌型豆豉的风味品质进行分析，从而为遵义细菌型豆豉微生物菌群结构影响其风味物质形成的机理提供重要参考及为后续生产工艺提供理论依据。
01
高通量测序结果
豆豉序列分析
经Illumina高通量技术对样品16S rRNA的V3-V4区域进行测序并对测序结果进行筛选后，共得到424 631 条长度大于400 bp的有效序列，细菌及真菌样品OTU覆盖率高达99%，表明豆豉样品中微生物种类几乎都被检测到，完全能够代表样本中细菌的真实情况；样品平均Chao指数为245.24，有效序列有133 587.5 条，OTU数为81，说明测序结果覆盖全面，长度大于分析标准序列，可用于序列测定分析（表1）。
豆豉的细菌多样性指数分析
由图1可看出，豆豉样品序列数大于10 000左右时，α多样性指数稀释性曲线趋于平缓，OTU数目不再上升，达到饱和。表明测序量合理，并且随着序列数的增加豆豉样品中细菌多样性不会有太大改变，足以反映豆豉样品中大部分的微生物多样性。
豆豉的科、属水平相对丰度分析
由图2可知，豆豉的细菌在科水平上细菌种类有杆菌科（Bacillacea）、芽孢杆菌科-1（Paenibacillaceae-1）、球菌科（Planococcaceae）、拟杆菌科（Paenibacillaceae-2）、莫拉氏菌科（Moraxellaceae）、乳杆菌科（Lactobacillaceae）、肠球菌科（Enterococcaceae）及其他菌株，从科水平上分析豆豉中芽孢杆菌相对丰度接近50%，说明该地区豆豉主要贡献菌群为芽孢杆菌科。在属水平上，豆豉样品的优势菌属有芽孢杆菌属（Bacillus）、拟杆菌属（Paenibacillus）、梭形杆菌属（Lysinibacillus）、短芽孢杆菌属（Brevibacillus）、无芽孢杆菌属（Aneurinibacillus）、厌氧杆菌属（Acinetobacter）、乳杆菌属（Lactobacillus）、肠球菌属（Enterococcus）、未分类芽孢杆菌属（unclassified_Paenibacillaceae），其平均相对丰度为41.01%、27.23%、7.09%、8.44%、6.6%、2.02%、2.12%、1.58%、1.16%。可见遵义细菌型豆豉中杆菌属芽孢杆菌、拟杆菌、短杆菌占据绝对优势，其综合比例占比高达92.39%，含少量的乳杆菌。
豆豉系统发育菌株种占比分析
从图3可看出，豆豉菌群隶属于两个门，分别为厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria），相对含量94.33%和5.39%。其核心优势菌群隶属于厚壁菌门的杆菌纲，而芽孢杆菌科在该地区干豆豉中占绝对优势，其相对丰度为41.85%。另外虽然乳杆菌在科水平上的相对丰度仅为2.23%，但是其对豆豉的滋味有重要影响。
02
豆豉风味品质分析
豆豉游离氨基酸分析
由表2、图4可知，豆豉中总氨基酸含量为24.828 mg/g，共检测16 种氨基酸，均包括人体所需的6 种必需氨基酸。不同菌株发酵豆豉对豆豉中氨基酸种类及含量有显著影响，这主要在与不同微生物的发酵周期不同，进而影响蛋白质水解程度，而发酵豆制品中的鲜味和苦味物质主要是由于蛋白质水解产生，当不同滋味的物质在一起时会发生味道的相消、相乘等作用，从而形成了干豆豉独特的滋味。
豆豉游离脂肪酸分析
根据图5和表3可知，豆豉中共检测出26 种游离脂肪酸，其中饱和脂肪酸15 种，硬脂酸含量最高，占总脂肪酸的47.64%。脂肪酸在豆豉风味形成过程中作为重要的前提物质对细菌型发酵豆豉的营养和香气成分有重要影响，例如硬脂酸、棕榈酸等可以在多种酶的作用下发生β氧化产生酮类等风味物质；而饱和脂肪酸有调节人体免疫能力、促进细胞分化等作用，当摄入不足会对人体健康产生影响，尤其是硬脂酸不但是ω-3系多不饱和脂肪脂肪酸重要补充来源，而且还可以改善豆豉口感，是众多风味物质的前提发酵物质。
豆豉挥发性物质分析
由图6、表4（表4可点击下方阅读原文查看）可知，自然发酵豆豉由于发酵菌株不确定性和多样性，挥发性物质种类丰富，共检测出91 种挥发性物质，其中酸类物质、酮类物质及烯烃类物质种类最多；从挥发性物质相对含量上看，该豆豉酸类物质最高达到44.529%，其次是含氮类物质12.386%，吡嗪类物质占10.622%，醇类物质占0.995%。
结 论
结合遵义细菌型干豆豉的稀释曲线及相对丰度图可以看出，该地区干豆豉的细菌组成比较丰富：共检出7 个门、15 个纲、20 个目、30 个科、44 个属；杆菌属芽孢杆菌、拟杆菌、短杆菌为该豆豉的主要贡献菌群，在相对丰度中占据绝对优势，少量的乳杆菌在其发酵过程中也有重要作用，协同发酵出具有独特豉香的遵义细菌型干豆豉。此外对该干豆豉风味品质分析得到，该豆豉中共存在16 种氨基酸，均包括人体所需的6 种必需氨基酸，总氨基酸含量为24.828 mg/g；共检测出26 种游离脂肪酸，其中饱和脂肪酸15 种，不饱和脂肪酸11 种；利用气相色谱-质谱联用技术从豆豉中检测出了91 种挥发性物质，以主要影响豆豉风味的酯类、酮类、酸类、醇类及吡嗪类化学物质作为参考对主要贡献香气成分相对含量及阈值进行比较，酸类物质含量最高，其次是含氮类物质，醇、酮及酯类物质含量较少。
本文《遵义细菌型自然发酵干豆豉菌群结构及风味品质分析》来源于《食品科学》2022年43卷14期158-164页，作者：聂黔丽，王修俊，刘林新，陈颜红，包欢欢，何春霞。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210726-299。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅
图片来源于文章原文及摄图网。
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