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        中國主要牧區(qū)特色干制發(fā)酵乳制品細菌多樣性和游離氨基酸及脂肪酸特征性分析

        2023-02-07 06:48:44劉振東程秀峰索朗群培邢書源張金超
        食品科學(xué) 2023年2期
        關(guān)鍵詞:疙瘩乳制品酸奶

        劉振東,程秀峰,索朗群培,邢書源,李 梁,張金超,羅 章

        (西藏農(nóng)牧學(xué)院食品科學(xué)學(xué)院,西藏特色農(nóng)產(chǎn)品研發(fā)中心,食品科學(xué)與工程重點實驗室,西藏 林芝 860000)

        發(fā)酵是古老的食品加工和保存方法之一,可以追溯到幾千年前[1]。在食品發(fā)酵過程中微生物可以提高營養(yǎng)物質(zhì)的生物利用度,增加防腐保質(zhì)性能,豐富食品風(fēng)味,提高食品安全性[2]。干制發(fā)酵乳制品既可以使奶類產(chǎn)品長時間保存和遠距離運輸,又能讓乳糖不耐癥患者更容易接受奶制品[3]。干制發(fā)酵乳制品獨特的風(fēng)味和營養(yǎng)特性由5 個因素共同決定:地理和氣候條件、奶源、原料混合物變化、生產(chǎn)工藝和微生物[4]。在這些因素中,細菌對干制發(fā)酵乳制品的營養(yǎng)特性起著關(guān)鍵作用。

        西藏、內(nèi)蒙、新疆和云南4 個地區(qū)均有大量牧民存在,各種各樣的乳制品是牧民的主要生存來源之一[5-8]。干制發(fā)酵乳制品是指由原料乳經(jīng)當(dāng)?shù)卮鄠鞯膫鹘y(tǒng)技藝處理,在自然條件下發(fā)酵并正常干制而成。曲拉是由脫脂后的牦牛奶在自然條件下發(fā)酵凝固并風(fēng)干制成的粗干制發(fā)酵乳制品,屬于西藏自治區(qū)典型的手工干制發(fā)酵乳制品[9-10]。酸奶疙瘩是由牛奶經(jīng)自然發(fā)酵后自然干制而成,屬于酸奶的結(jié)晶體,是新疆牧民自制的典型干制發(fā)酵乳制品[11]。奶渣子是將分離出油脂的奶進行發(fā)酵,再將其中的水分晾干,屬于內(nèi)蒙牧區(qū)常見的手工干制發(fā)酵乳制品之一[12]。乳扇是由牛乳自然發(fā)酵并經(jīng)過凝乳、熱燙、拉伸等工藝而制成,屬于云南典型的干制發(fā)酵乳制品[13]。干制發(fā)酵乳制品具有蛋白質(zhì)含量高、益生菌種類多、保存時間長,攜帶方便等特點,在西藏、內(nèi)蒙、新疆、云南4 個地區(qū)被廣泛制作并食用[14]。

        傳統(tǒng)基于細菌分離、純化、培養(yǎng)及鑒定的研究方法不易獲得痕量微生物,難以將環(huán)境中完整的細菌種群結(jié)構(gòu)及生態(tài)關(guān)系展現(xiàn)出來[15],高通量測序技術(shù)不僅可以檢測到那些難培養(yǎng)和低豐度的細菌[16],還可以排除挑選菌株時所產(chǎn)生的單一性,更能代表整體的細菌組成[17],因此已經(jīng)逐漸成為研究細菌組成及結(jié)構(gòu)的一種重要方法,近年該技術(shù)已廣泛用于原料乳和各類發(fā)酵乳等乳制品生態(tài)位的研究[18-20]。朱瀟等[21]通過高通量測序技術(shù)比較了甘肅藏區(qū)傳統(tǒng)牦牛發(fā)酵乳制品的細菌菌群多樣性,麻和平等[22]通過高通量測序技術(shù)分析比較了不同保存溫度下牦牛酸奶的細菌多樣性,曾椿淋[12]通過高通量測序技術(shù)分析了內(nèi)蒙古不同地區(qū)的手工干制發(fā)酵乳制品微生物多樣性。然而,通過高通量測序技術(shù)分析我國不同省份地區(qū)干制發(fā)酵乳制品的群落結(jié)構(gòu)和多樣性卻鮮有報道。

        本研究分別從西藏、內(nèi)蒙、新疆和云南4 個地區(qū)采集了4 種特色干制乳制品,這4 個地區(qū)分別位于中國的西北、西南、北部和南部,屬于中國的邊界省份,而且都盛產(chǎn)奶制品[23]。通過分析4 個地區(qū)特色干制發(fā)酵乳制品的基本營養(yǎng)成分以及細菌群落多樣性,測定其游離氨基酸和短脂肪鏈酸含量,探討細菌對干制乳制品品質(zhì)的影響。

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑

        24 份干制乳制品樣品:新疆的酸奶疙瘩(SNGD)、西藏的曲拉(QL)、內(nèi)蒙的奶渣子(NZZ)、云南的乳扇(RS),不同地區(qū)干制乳制品的采集及分組信息如表1所示,均為2021年3月在農(nóng)牧民家制作,密封運送至實驗室,于-80 ℃低溫冰箱中保存。

        表1 干制乳制品的采集及分組信息Table 1 Information on collection and grouping of dry fermented dairy products

        E.Z.N.A.?Soil DNA提取試劑盒 美國Omega Bio-Tek公司;瓊脂糖 西班牙Biowest公司;FastPfuDNA聚合酶 北京全式金生物技術(shù)股份有限公司;AxyPrep DNA凝膠提取試劑盒 美國Axygen Biosciences公司;MiSeq Reagent Kit v3 美國Illumina公司;鄰苯二甲醛、氯甲酸-9-芴基甲酯、3-巰基丙酸、17 種氨基酸混合標準品(2.5 μmol/mL)、天冬酰胺、谷氨酰胺、瓜氨酸、正纈氨酸、色氨酸、21-羥脯氨酸、肌氨酸標準品(均為分析純) 德國Sigma公司;濃鹽酸、硼酸、氫氧化鈉、二水合磷酸二氫鈉、十二水合磷酸氫二鈉(均為分析純) 廣州化學(xué)試劑廠;甲醇、乙腈(均為色譜純)上海安譜實驗科技股份有限公司。

        1.2 儀器與設(shè)備

        JD-3型電子天平 遼寧省沈陽龍騰電子有限公司;101-2型恒溫干燥箱 上海普瑞賽斯儀器有限公司;KND-04型自動凱氏定氮儀 上海沛歐分析儀器公司;SX2-2.5-12型馬弗爐 北京獨創(chuàng)科技有限公司;N13462C型移液器、5430 R型小型離心機 德國Eppendorf公司;MiFly-6微型離心機 安徽省合肥艾本森科學(xué)儀器有限公司;NanoDrop 2000超微量分光光度計 美國Thermo Fisher Scientific公司;DYY-6C型電泳儀 北京市六一儀器廠;GeneAmp?9700型聚合酶鏈式反應(yīng)(polymerase chain reaction,PCR)儀美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司;QuantiFluorTM-ST微型熒光計美國Promega公司;Illumina MiSeq測序儀、Illumina MiSeq PE300型高通量測序儀 美國Illumina公司;QL-901型旋渦混合器 江蘇省海門市其林貝爾儀器制造有限公司;TL-48R型粉碎研磨儀 上海萬柏生物科技有限公司;7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜(gas chromatographymass spectrometry,GC-MS)聯(lián)用儀、DB-WAX色譜柱(0.25 mm×50 m,0.25 μm)、1100液相色譜(liquid chromatography,LC)儀 美國安捷倫科技有限公司。

        1.3 方法

        1.3.1 基本營養(yǎng)成分的測定

        根據(jù)GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測定》[24]、GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測定》[25]、GB 5413.5—2010《嬰幼兒食品和乳品中乳糖、蔗糖的測定》[26]、GB 5009.4—2016《食品中灰分的測定》[27]、GB 5009.3—2016《食品中水分的測定》[28]的方法測定干制乳制品樣品中脂肪、蛋白質(zhì)、乳糖、灰分及水分含量。

        1.3.2 DNA抽提和PCR擴增

        根據(jù)E.Z.N.A.?Soil DNA提取試劑盒的說明書進行總DNA抽提,利用NanoDrop 2000超微量分光光度計測定DNA濃度和純度,利用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA 提取質(zhì)量。使用PCR 以引物對338 F(5’-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3’)和806R(5’-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3’)擴增16S rRNA基因的V3~V4可變區(qū)。PCR擴增程序為:95 ℃預(yù)變性3 min,27 個循環(huán)(95 ℃變性30 s,55 ℃退火30 s,72 ℃延伸30 s),最后72 ℃延伸10 min。PCR擴增體系(20 μL)為:4 μL 5×FastPfu緩沖液,2 μL 2.5 mmol/L dNTPs,0.8 μL 5 μmol/L引物,0.4 μL FastPfuDNA聚合酶,10 ng DNA模板。

        1.3.3 Illumina MiSeq測序

        使用2%瓊脂糖凝膠回收PCR產(chǎn)物,利用AxyPrep DNA凝膠提取試劑盒進行純化,Tris-HCl洗脫,2%瓊脂糖電泳檢測。利用QuantiFluorTM-ST微型熒光計進行檢測定量。根據(jù)Illumina MiSeq平臺標準操作規(guī)程將純化后的擴增片段構(gòu)建PE 2×300文庫。構(gòu)建文庫步驟:連接“Y”字形接頭,使用磁珠篩選去除接頭自連片段,利用PCR擴增進行文庫模板的富集,氫氧化鈉變性,產(chǎn)生單鏈DNA片段。利用MiSeq PE300型高通量測序儀進行測序。

        1.3.4 脂肪酸的提取及GC-MS分析

        參考賈益群等[29]的方法,向離心管中加入1 mL 0.5 mol/L硫酸溶液,加蓋密封,40 ℃、35 kHz超聲振蕩20 min。冷卻后,準確加入4 ℃、1 mL乙醚,用記號筆記下液面位置,劇烈振蕩5 min后,置于冰箱(4 ℃)中靜置放置30 min,補加乙醚至標記刻度,10000 r/min離心5 min,取上層乙醚溶液進行GC-MS分析[30]?;旌蠘藴势放渲疲悍謩e稱量一定質(zhì)量標準品混合,用丙酮溶解,定容至50 mL,按分析要求稀釋一定倍數(shù)后上機測定。

        GC條件:進樣口溫度250 ℃;接口溫度250 ℃;載氣流速1.5 mL/min;分流比3∶1;進樣量1 μL;升溫程序:初始70 ℃,保持3 min;以10 ℃/min升溫到100 ℃,保持2 min;8 ℃/min升溫到180 ℃,保持0 min;10 ℃/min升溫到250 ℃,保持15 min。

        MS條件:電子電離源;離子源溫度230 ℃;四極桿溫度150 ℃;電離能量70 eV;全掃描模式;質(zhì)量范圍m/z35~550。

        實驗結(jié)果與美國國家標準與技術(shù)研究所(National Institute of Standards and Technology,NIST)標準譜庫對比分析,確認物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)和名稱,使用特征離子外標法進行定量分析[31]。

        1.3.5 游離氨基酸提取及LC分析[32]

        將樣品研碎,稱取0.5 g樣品于10 mL離心管中,加5 mL 0.01 mol/L HCl溶液(或純水),混勻,沸水浴30 min,10000 r/min離心10 min,取上清液。沉淀再加2 mL 0.01 mol/L HCl溶液懸浮超聲5 min,13000 r/min離心15 min,合并上清液,定容至10 mL,過膜測定。

        采用安捷倫公司自動在線衍生化方法,一級氨基酸與鄰苯二甲醛、二級氨基酸與芴甲氧羰酰氯衍生后過柱檢測。LC條件:ZORBAX Eclipse AAA色譜柱(4.6 mm×75 mm,3.5 μm);流動相:A為pH 7.840 mmol/L磷酸二氫鈉;B為乙腈-甲醇-水(45∶45∶10,V/V);流速1.0 mL/min;梯度洗脫程序如表2所示;在338 nm(0~19 min)、266 nm(19.01~25 min)波長處檢測信號。

        表2 梯度洗脫程序Table 2 Gradient elution program

        1.4 數(shù)據(jù)處理

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同地區(qū)干制發(fā)酵乳制品基本營養(yǎng)成分分析

        脂肪可以影響干制發(fā)酵乳制品的硬度、黏性、口感和風(fēng)味。干制發(fā)酵乳制品與其他種類乳制品相比具有高質(zhì)量蛋白質(zhì),含有滿足人體正常生理代謝所需的氨基酸。如表3所示,與其他地區(qū)相比,云南乳扇的脂肪含量最高,這可能是因為傳統(tǒng)制作方式中,為延長乳扇貯藏期在制作時添加了植物油[33]。與其他地區(qū)相比,新疆酸奶疙瘩的蛋白質(zhì)含量最高,脂肪含量最低,具有高蛋白低脂肪的特性,這與王絨雪等[34]在新疆地區(qū)采集的兩種酸奶疙瘩樣品的研究結(jié)果較為相似。此外,西藏曲拉和內(nèi)蒙奶渣子基本營養(yǎng)成分的各項指標較為接近,這可能與他們極其相似的制作方式有關(guān)。乳制品中的營養(yǎng)成分含量隨制作方式、乳品種、所在區(qū)域省份及氣候等條件的變化而變化,所以不同地區(qū)干制發(fā)酵乳制品其脂肪、蛋白質(zhì)以及乳糖等含量存在一定差異。

        表3 不同地區(qū)干制發(fā)酵乳制品的基本營養(yǎng)成分Table 3 Basic nutrient compositions of dry fermented dairy products from different regions

        2.2 不同地區(qū)干制發(fā)酵乳制品α多樣性分析

        α多樣性反映出不同地區(qū)乳制品的物種多樣性與豐富度,如表4所示,Illumina MiSeq測序從各區(qū)域采集的干制發(fā)酵乳制品樣本共獲得2421338 條reads,其中clean reads為1871524 條。由表4可知,云南乳扇中細菌Chao1指數(shù)和Shannon指數(shù)均明顯高于西藏的曲拉、新疆的酸奶疙瘩以及內(nèi)蒙的奶渣子,表明云南乳扇中細菌微生物群落的種群差異性相對較大、群落多樣性較高。Chao1指數(shù)的結(jié)果與Observed OTUs的結(jié)果相似,這是因為通常用Chao1算法估計樣品中所含OTUs數(shù)目的指數(shù),用來估計物種數(shù),即Chao1指數(shù)就是OTUs數(shù)的一個反應(yīng)指標,進一步證明了云南乳扇中細菌微生物群落多樣性以及總體豐度較高。

        表4 不同地區(qū)干制乳制品細菌多樣性Table 4 Bacterial diversity of dry fermented dairy products from different regions

        2.3 不同地區(qū)干制乳制品中細菌微生物組成

        由圖1 a 可知,4 種干制乳制品的優(yōu)勢門均為Firmicutes,其中新疆酸奶疙瘩的豐度最高。由圖1b可知,內(nèi)蒙奶渣子最豐富的科為Streptococcaceae;西藏曲拉的主要科為Lactobacillaceae、Acetobacteraceae、Streptococcaceae和Enterococcaceae;云南乳扇的主要科為Streptococcaceae和Lactobacillaceae;新疆酸奶疙瘩的主要科為Lactobacillaceae和Streptococcaceae。由圖1c可知,內(nèi)蒙奶渣子和云南乳扇都以Lactococcus為主;西藏曲拉和新疆酸奶疙瘩中最豐富的屬均為Lactobacillus,第二主要屬分別為Acetobacter和Streptococcus。

        圖1 不同地區(qū)干制乳制品門(a)、科(b)、屬(c)水平各樣本菌群分布圖Fig.1 Distribution of bacterial flora at the level of phylum (a),family (b) and genus (c) in dry fermented dairy products from different regions

        通過LEfSe分析,以前6 個特征菌為代表,由圖2可知,內(nèi)蒙奶渣子的特征菌有Lactococcus、Streptococcaceae、Enterobacteriaceae、Enterobacteriales、Serratia和Halomonadaceae。西藏曲拉代表性細菌微生物有Rhodospirillales、Alphaproteobacteria、Acetobacteraceae、Acetobacter、Proteobacteria和Enterococcaceae。云南乳扇中的特征菌有Gammaproteobacteria、Pseudomonadales、Rahnella、Moraxellaceae、Archaea和Neisseriaceae。新疆酸奶疙瘩中,鑒定出了Lactobacillaceae、Lactobacillus、Firmicutes、Lactobacillales、Bacilli和Streptococcus。

        圖2 不同地區(qū)干制乳制品LEfSe分析圖Fig.2 LEfSe analysis of dry fermented dairy products from different regions

        2.4 不同地區(qū)干制乳制品中脂肪酸分析

        脂肪酸在干制乳制品風(fēng)味中起著重要作用,它們能抑制致病菌的生長,促進益生菌的生長。高乙酸含量會導(dǎo)致干制乳制品的不良風(fēng)味,通過對16 種脂肪酸的評價,乙酸含量與總脂肪酸含量相比較少(表5)。由表5可知,云南乳扇中的16 種脂肪酸均高于其他3 個地區(qū),丁酸、己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、棕櫚油酸和硬酯酸含量最為明顯。這可能與云南乳扇的生產(chǎn)工藝有關(guān),制作過程中會將木瓜提取的酸水加入鮮奶中,酸和熱加速了奶的凝固,酸水在一定程度上引入了系列復(fù)合酶,從而引發(fā)系列水解反應(yīng),導(dǎo)致乳扇中有相對較多的脂肪酸類物質(zhì)。云南乳扇中的棕櫚酸含量最高,棕櫚酸穩(wěn)定性比較好,可以用來增加食品的色澤,所以乳扇的外表光滑、色澤油亮。內(nèi)蒙奶渣子、西藏曲拉和新疆酸奶疙瘩的硬酯酸含量最高,硬脂酸是脂肪酸的重要成分,能迅速轉(zhuǎn)化為單不飽和脂肪酸油酸。此外,共軛油酸也是干制發(fā)酵乳制品脂肪中的有益成分,具有抗癌、抗脂肪形成、抗動脈粥樣硬化、抗糖尿病和抗炎等多種生物活性,適量攝入對人體健康有益。

        表5 不同地區(qū)干制乳制品中的主要脂肪酸Table 5 Major fatty acids in dry fermented dairy products from different regions

        2.5 不同地區(qū)干制乳制品中游離氨基酸分析

        干制乳制品中的游離氨基酸有助于風(fēng)味的形成,可作為分解代謝反應(yīng)的前體產(chǎn)生酮酸、氨、胺、醛、酸和醇,從而產(chǎn)生干制乳制品的風(fēng)味和香氣。由表6可知,共檢出24 種游離氨基酸,新疆酸奶疙瘩的游離氨基酸種類最為豐富,包含了24 種游離氨基酸,而且多數(shù)游離氨基酸含量高于其他3 個地區(qū)的干制乳制品,因為新疆酸奶疙瘩的蛋白質(zhì)含量與其他3 個地區(qū)的干制發(fā)酵乳制品相比最高(表3),而乳制品在發(fā)酵過程中通過酶的作用可以使蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生氨基酸。其中,谷氨酰胺、組氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸只存在與新疆酸奶疙瘩中,所以新疆酸奶疙瘩的風(fēng)味最為豐富。在4 個地區(qū)不同的干制乳制品中,只有內(nèi)蒙奶渣子不含纈氨酸,西藏曲拉不含酪氨酸。干制發(fā)酵乳制品中氨基酸的存在對其質(zhì)量與風(fēng)味都有直接作用,精氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸及亮氨酸主要呈現(xiàn)苦味,谷氨酸、蘇氨酸、天冬氨酸具有酸味,丙氨酸、甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸具有甜味[35]。

        表6 不同地區(qū)干制乳制品中的游離氨基酸Table 6 Free amino acids in dry fermented dairy products from different regions

        2.6 細菌微生物群落與脂肪酸和游離氨基酸的關(guān)系

        利用RDA研究細菌微生物群落與α多樣性、脂肪酸和游離氨基酸的關(guān)系,如圖3所示,RDA1和RDA2分別占總方差的44.31%和22%。在西藏曲拉和新疆酸奶疙瘩中,丙氨酸與醋桿菌Acetobacter、乳桿菌Lactobacillus和鏈球菌Streptococcus相關(guān)。在云南乳扇中,高含量的乙酸和丁酸與Acinetobacter相關(guān),同時,羥脯氨酸也與Acinetobacter相關(guān)。因此,不同地區(qū)干制發(fā)酵乳制品中的微生物群落與其風(fēng)味和營養(yǎng)成分息息相關(guān)。

        圖3 細菌微生物群落與脂肪酸和游離氨基酸的RDAFig.3 RDA plot showing the relationship of bacterial communities with fatty acids and free amino acids

        3 討論

        內(nèi)蒙的奶渣子、西藏的曲拉、云南的乳扇和新疆的酸奶疙瘩的基本營養(yǎng)成分和細菌微生物豐富度和多樣性均存在一定差異。其中,與其他地區(qū)相比,云南乳扇中水分含量和細菌微生物群落多樣性以及總體豐度最高,這可能與云南乳扇獨特的制作方式以及較多的環(huán)境微生物有關(guān)。首先,云南乳扇是鮮牛乳巴氏殺菌后,充分凝乳形成凝塊后進行熱燙洗滌,然后借助木桿將其拉伸成獨特的紙扇形狀上架晾干而制成,制作工藝相對復(fù)雜,制作流程相對較多[36],與環(huán)境的接觸更為密集。其次,云南是中國的旅游大省,流動人口遠高于新疆、西藏和內(nèi)蒙3 個地區(qū)[37],環(huán)境微生物相對于其他地區(qū)更加復(fù)雜多樣。

        內(nèi)蒙的奶渣子、西藏的曲拉、云南的乳扇和新疆的酸奶疙瘩都含有Lactobacillus、Lactococcus和Streptococcus,這些細菌利用乳糖和其他碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)和肽,產(chǎn)生短肽、游離氨基酸、脂肪酸和芳香化合物,在風(fēng)味形成和營養(yǎng)成分中發(fā)揮重要作用[38]。Lactococcus是中國傳統(tǒng)干制發(fā)酵乳制品和西方干制發(fā)酵乳制品的主要菌屬[39]。本研究中,云南乳扇和內(nèi)蒙奶渣子中Lactococcus的含量最高,西藏曲拉和新疆酸奶疙瘩中最豐富的屬為Lactobacillus。Lactobacillus所表達的酶能夠分解苯丙氨酸和酪氨酸,從而產(chǎn)生芳香化合物,使西藏曲拉和新疆酸奶疙瘩散發(fā)出特殊的香味[40]。在RDA圖中,Acinetobacter增加了云南乳扇中的丁酸含量,丁酸由微生物代謝產(chǎn)生,與病理性疾病有關(guān)。丁酸作為主要能量來源被結(jié)腸上皮吸收,從而增強腸道屏障功能[41]。而且只有云南乳扇中含有丙酸,丙酸參與了干制乳制品特有風(fēng)味的形成,對Salmonella、Escherichia、Listeria monocytogenes等病原菌也有抑制作用[42]。因此,云南乳扇可能比內(nèi)蒙的奶渣子、西藏的曲拉和新疆的酸奶疙瘩更健康。一般而言,干制發(fā)酵乳制品脂肪中含有66%的飽和脂肪酸、30%的單不飽和脂肪酸,硬脂酸和棕櫚酸是干制乳制品飽和脂肪酸的重要組成部分[43],所以4 個牧區(qū)的傳統(tǒng)干制發(fā)酵乳制品的硬脂酸和棕櫚酸含量較高。綜上所述,不同的加工工藝導(dǎo)致4 個牧區(qū)傳統(tǒng)干制發(fā)酵乳制品的微生物組成不同,這可能會影響微生物代謝產(chǎn)生的氨基酸和脂肪酸的含量,從而導(dǎo)致營養(yǎng)成分和風(fēng)味的差異。

        不斷增加的人類活動,包括工業(yè)化、城市化、人口、旅游業(yè)和其他變化,可以改變近地表大氣中環(huán)境微生物的數(shù)量和類型[44]。內(nèi)蒙的奶渣子、西藏的曲拉、云南的乳扇和新疆的酸奶疙瘩是中國4 個牧區(qū)的傳統(tǒng)干制發(fā)酵乳制品,沒有添加發(fā)酵劑乳酸菌。與大多數(shù)西方干制發(fā)酵乳制品不同的是,它們的細菌微生物幾乎完全來自環(huán)境。結(jié)果表明,奶渣子、曲拉、乳扇和酸奶疙瘩可作為研究中國不同地理區(qū)域與環(huán)境微生物關(guān)系的指示性案例。在4 個牧區(qū)中,乳扇的細菌微生物群落顯著豐富,其次是奶渣子和酸奶疙瘩,最后是曲拉。因為,曲拉產(chǎn)于西藏,西藏的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量最好,工業(yè)化、城市化和人口規(guī)模最小,這反映了云南乳扇可能比其他3 種干制發(fā)酵乳制品受到更多的環(huán)境污染。這種污染在干制發(fā)酵乳制品生產(chǎn)過程中普遍存在,應(yīng)該在進一步研究干制發(fā)酵乳制品細菌微生物群時加以考慮。

        眾所周知,微生物在發(fā)酵過程中對風(fēng)味代謝產(chǎn)物的特性起著至關(guān)重要的作用。此外,干制發(fā)酵乳制品成熟過程中復(fù)雜的微生物組成與多種代謝物的形成有關(guān),這是干制發(fā)酵乳制品風(fēng)味多樣化的潛在工具[45]。本研究測定了干制發(fā)酵乳制品樣品中24 種游離氨基酸的含量,其中酸奶疙瘩中多數(shù)氨基酸的含量高于乳扇、曲拉和奶渣子。芳香氨基酸、支鏈氨基酸和含硫氨基酸等游離氨基酸的產(chǎn)生,是干制發(fā)酵乳制品獨特風(fēng)味和香氣的形成因素[46]。同時,乳扇生產(chǎn)地區(qū)丁酸含量最高、人口最多。丁酸不僅是一種益生菌,也是干制發(fā)酵乳制品的一種香味。研究表明,陳年干制發(fā)酵乳制品的味道非常濃郁,這可能與丁酸有關(guān)[47]。綜上所述,地理區(qū)域與人口、旅游等人類活動相結(jié)合,可能會影響干制發(fā)酵乳制品的細菌微生物豐富度、多樣性、組成以及干制發(fā)酵乳制品的風(fēng)味。

        4 結(jié)論

        采用國標中的系列方法對基本營養(yǎng)成分進行測定,利用高通量測序技術(shù),對中國4 個主要牧區(qū)特色干制發(fā)酵乳制品的細菌微生物群落結(jié)構(gòu)進行分析,同時測定游離氨基酸和脂肪酸的含量并對其進行RDA。研究表明,云南乳扇中水分含量和細菌微生物多樣性最高,脂肪含量和16 種脂肪酸含量均高于其他3 個地區(qū)。新疆酸奶疙瘩的蛋白質(zhì)含量和游離氨基酸種類最為豐富,檢測到24 種游離氨基酸,而且多數(shù)游離氨基酸含量高于其他3 個地區(qū)的干制發(fā)酵乳制品。在4 個地區(qū)不同的干制發(fā)酵乳制品中,只有內(nèi)蒙奶渣子不含纈氨酸,西藏曲拉不含酪氨酸。在西藏曲拉和新疆酸奶疙瘩中,丙氨酸與Acetobacter、Lactobacillus及Streptococcus相關(guān)。由此可見,不同的地理位置和環(huán)境條件會在很大程度上改變細菌微生物的數(shù)量和種類,導(dǎo)致干制發(fā)酵乳制品中細菌微生物的分布和化學(xué)成分不同。本研究為我國各省份傳統(tǒng)干制發(fā)酵乳制品的工業(yè)化生產(chǎn)提供了一定理論支持。

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