源自香糟大黄鱼的红酒糟优势菌特性及发酵能力研究

1、源自香糟大黄鱼的红酒糟优势菌特性及发酵能力研究大黄鱼享有“国鱼”之美誉，2022年全国养殖量约25万t，其中福建省产量约占全国总产量的81%1。发酵大黄鱼是传统加工产品，具有风味独特、利于保藏和便于运输等特点2。红酒糟具有福建省地方特色，含有发酵后未被利用的粗淀粉、粗蛋白及有机酸类等物质，为酿红曲酒的副产物，对人体健康和膳食均衡起到一定的作用3。香糟大黄鱼由原料大黄鱼和红酒糟在密闭环境下发酵而成，传统发酵多采用手工操作，存在人工经验依赖性强、发酵周期长、缺乏标准化等问题。目前，工业化生产中将红酒糟与三去(去鳞、去鳃和去内脏)鱼体复合，采用层糟层鱼、真空包装、冷冻加工和冷链销售等方式进行，基本未

2、进行发酵，风味多来自酒糟自身，难以呈现发酵鱼特有风味。因此，筛选优势微生物及分析其发酵能力，进一步采用现代生物和发酵工程等技术，通过强化发酵剂和优化底物等手段，利用微生物间的相互作用使发酵产品更易消化吸收，以满足消费者对产品营养、质地、安全、风味等更高的要求4-5。发酵鱼中优势菌群受产品类型、生产工艺和生态因子等影响，其种群类别和发酵特性均存在差异。ZENG等6-7从中国传统发酵酸鱼中分离出2株具有抑菌及高酸化活性的植物乳杆菌，接种至鱼糜进行发酵，产品具有较好的风味；并从酸鱼中分离酵母菌，探究其耐受性、蛋白水解和脂解活性，用其制作发酵剂提高了发酵效能和产品质量。贺林娟等8将分离的发酵乳杆菌接种

3、至糟制鳓鱼中，采用接种发酵与传统工艺相结合的方法，缩短了发酵周期的同时形成了优质风味。混合菌种接种发酵效果优于单一菌接种发酵9，其模拟自然发酵中多种微生物的协调作用，能够更好地还原传统发酵食品的风味特征。本研究以源自香糟大黄鱼中红酒糟的优势菌株为对象，研究其生理生化、耐受性和碳源利用等基本特征，并以单一菌和复合菌协同红酒糟接种至鱼块中，测定发酵过程中的优势菌动态与品质变化，以期为香糟大黄鱼发酵剂的制备和传统发酵工艺优化提供参考依据。2.2 发酵能力2.2.1 感官评定各组样品感官综合得分见图3，在发酵前3 d，各组样品间的感官评分无明显差异，4 d后差异逐渐显现，接种复合菌株的样品组评分大于接

4、种单一菌的发酵鱼样品。酵母菌和乳酸菌进行混合培养后，其产生的代谢物具有互补机制，能够促进有机酸、游离氨基氮等含量的提高，从而利于增强风味14。在实验的过程中发现酿酒酵母的加入促进红酒糟中的刺激气味逐渐变得柔和，提升了发酵大黄鱼的风味品质。2.2.2 微生物分析乳酸菌和酵母菌生长动力模型评价参数见表3，该生长模型拟合优度良好。A-添加红酒糟；B-添加红酒糟及短乳杆菌； C-添加红酒糟及酿酒酵母；D-添加红酒糟、 短乳杆菌及酿酒酵母(下同)图3 大黄鱼发酵过程中的感官综合得分Fig.3 Sensory comprehensive score of large yellow croaker duri

5、ng fermentation表3 乳酸菌和酵母菌生长动力学模型评价Table 3 Evaluation of lactic acid bacteria and yeast growth kinetic models图4为大黄鱼发酵过程中微生物的变化，在发酵过程中，菌落总数整体处于较低状态，D组样品中菌落总数最低仅为2.70 lg CFU/g，推测由于红酒糟具有较低的pH并含有抑菌物质，进一步抑制了杂菌的生长。发酵鱼中接种短乳杆菌和酿酒酵母后，其相应生长曲线整体呈“S”型。a-菌落总数；b-乳酸菌总数；c-酵母菌总数图4 大黄鱼发酵过程中微生物的变化Fig.4 Microbiological

6、changes in large yellow croaker during fermentation由表4所示乳酸菌生长动力学参数中可知，由于A和C样品未接种短乳杆菌，乳酸菌均来自于红酒糟，此时两者max无明显差别，B和D样品由于接入短乳杆菌，故其max显著大于A和C样品的max，且B样品的max显著大于D，接入复合菌后乳酸菌延滞期变短。酵母菌生长动力学参数中A组和B组中未接入酿酒酵母，酵母菌均来自红酒糟，此时两者max无明显差别；C和D中由于接入酿酒酵母，故其max大于A和B样品，且接入复合菌后酵母菌延滞期变长。在前期研究中发现纯培养条件下虽然低含量的乳酸能够促进酿酒酵母的生长，但在鱼块中

7、进行短乳杆菌和酿酒酵母的混合发酵，短乳杆菌和酿酒酵母的实际生长情况可能还受其他复杂因素的影响15。2.2.3 色差分析由于红酒糟中含有红曲霉菌产生的红曲色素，故其在发酵过程中赋予了鱼肉诱人及独特的色泽。由图5可知，在发酵过程中鱼肉L*值逐渐下降，同样在王乃富等16研究中鳙鱼肉糜经红曲霉发酵后L*值明显降低。添加红酒糟及接种菌株后a*值、b*值显著提升，鱼肉表现出良好的色泽。样品D在发酵结束时表现出最高的红度值和黄度值，且添加酿酒酵母和短乳杆菌后的B、C和D样品的a*值均大于A样品，说明短乳杆菌和酿酒酵母的加入有助于发酵鱼块中红色色泽的形成。在鱼块发酵过程中b*值波动较a*值大，B组和C组在发酵

8、第2天时b*值达到最大，发酵后期逐渐降低后平稳。总体上，添加红酒糟组a*值总体在25左右波动，b*值在20左右波动，表明红酒糟发酵大黄鱼逐渐呈现了其区别于其他发酵产品的红亮色色泽。综上所述，在添加复合菌株和红酒糟后的发酵大黄鱼块能够形成良好的色泽，提升了发酵大黄鱼的品质。表4 乳酸菌和酵母菌生长动力学参数Table 4 Growth kinetic parameters of lactic acid bacteria and yeast2.2.4 pH和TA含量变化大黄鱼发酵过程中pH和总酸含量的变化见图6，由于红酒糟本身具有较低的pH，发酵第1天，pH已下降至较低的状态，在后续发酵中处于波动

9、状态。a-L*；b-a*；c-b*图5 大黄鱼发酵过程中色差的变化Fig.5 The color changes of large yellow croaker during fermentationa-pH；b-总酸图6 大黄鱼发酵过程中pH和总酸含量的变化Fig.6 Total acid changes of large yellow croaker during fermentation发酵肉制品中前48 h的环境条件对有害病原体的生长和随后的存活率至关重要，此外低pH值引起的蛋白聚集有利于提升发酵产品的稳定性和紧实性，还可以抑制生物胺的形成，提高产品安全性。各样品在发酵过程中总酸含量逐

10、渐增高，在发酵后期趋于稳定；其中短乳杆菌实验组在发酵前期，其总酸含量略高于其他实验组，但在发酵后期接种复合菌实验组总酸含量略高。2.2.5 ANN含量变化蛋白质、多肽等含氮化合物在发酵过程中会逐渐降解成小分子肽、游离氨基酸等物质17，可指示ANN含量的变化，见图7。发酵前期ANN的含量均呈上升趋势，而后未接种菌株和接种酿酒酵母实验组氨基态氮含量逐渐下降，裘迪红等18指出氨基态氮为蛋白质的中间降解产物，可进一步代谢为小分子物质，故呈先增加后降低的趋势。短乳杆菌的接入可以明显增加ANN的含量，其蛋白质的降解是内源蛋白酶和微生物酶共同作用的结果，而这2种因素对蛋白水解的贡献还有待研究19。图7 大黄

11、鱼发酵过程中氨基态氮含量的变化Fig.7 Amino nitrogen changes in large yellow croaker during fermentation2.2.6 TVB-N含量变化TVB-N值与蛋白质分解产生的氨以及胺类等含氮物质的含量呈正相关，与水产品品质呈负相关20。由图8所示，在各实验组发酵鱼中TVB-N在接种1 d后均已达到较高水平，可能是发酵过程中红酒糟的液态基质渗透到鱼肉组织中，使得所检测的鱼肉中的TVB-N含量处于较高的状态。随着发酵时间的延长TVB-N含量下降，推测酒糟发酵所造成的酸性环境抑制了酶活性和蛋白质分解；另外在BAO等21的研究中发现发酵肉制品中乳酸菌可通过其产生的乳酸和细菌素来中和挥发性碱性含氮物质，从而抑制TVB-N的积累。图8 大黄鱼发酵过程中挥发性盐基氮含量的变化Fig.8 Total volatile basic nitrogen changes in large yellow croaker during fermentation3 结论以源自香糟大黄鱼中红酒糟优势菌短乳杆菌和酿酒酵母为对象，分析了2种菌的生理生化、碳源代谢和发酵能力，表明短乳杆菌具有良好的酸化能力、低pH耐受性和高NaCl耐受性；酿酒酵母具有低