曲霉型豆豉微生物及風味成分研究進展

楊新河 王文鐸 許文婕 徐梅珍 譚志豪 呂幫玉

摘要：曲霉型豆豉作為我國的傳統(tǒng)豆豉之一，是一種藥食同源的調味副食品，同時是我國南方銷售量最大和食用范圍最廣的一類豆豉。文章綜述了曲霉型豆豉微生物、風味成分及二者關聯性等方面的研究進展，并對曲霉型豆豉未來研究進行了展望。

關鍵詞：曲霉型豆豉；微生物；風味成分

中圖分類號：TS214.2????? 文獻標志碼：A???? 文章編號：1000-9973（2023）12-0193-07

Research Progress of Microorganisms and Flavor Components

of Aspergillus-Type Fermented Soybeans

YANG Xin-he， WANG Wen-duo， XU Wen-jie， XU Mei-zhen， TAN Zhi-hao， LYU Bang-yu

（School of Food Science and Engineering， Guangdong Ocean University， Yangjiang 529500， China）

Abstract： Aspergillus-type fermented soybeans， as one of the traditional fermented soybeans in China， are a kind of medicinal and edible seasoning subsidiary food. They are also the best-selling and most widely consumed type of fermented soybeans in southern China. In this paper， the research progress of microorganisms and flavor components of Aspergillus-type fermented soybeans as well as the relevance between them are reviewed， and the prospect of future research on Aspergillus-type fermented soybeans is put forward.

Key words： Aspergillus-type fermented soybeans; microorganisms; flavor components

豆豉屬于中國傳統(tǒng)的發(fā)酵食品，生產歷史悠久，因其具有獨特風味和高營養(yǎng)價值，與醬油、腐乳和豆醬一同被譽為中國四大傳統(tǒng)大豆發(fā)酵制品[1—3]。豆豉的原料黑豆或黃豆在自然發(fā)酵過程中受到了多種微生物的協同作用，經過極其復雜的生物化學變化后形成特有的色、香、味。古人使用豆豉作為美食和入藥?，F代藥理研究表明，豆豉的功能特性包括良好的抗氧化性[4—7]、抗糖尿病[8—9]、降血壓[10—11]、預防乳腺癌和前列腺癌 [12—13]等。隨著《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》的逐步實施，營養(yǎng)健康食品日漸受到人們的青睞，食品行業(yè)也進入了健康與營養(yǎng)升級轉型加速期，食品科技創(chuàng)新更重視高品質健康食品制造的基礎研究，因而具有營養(yǎng)健康屬性的豆豉也越來越受到消費者及研究者的高度關注。

豆豉依據發(fā)酵主體微生物的不同，分為曲霉型豆豉、毛霉型豆豉、根霉型豆豉和細菌型豆豉，它們的品質風味特征之間的差異較大[14]。其中，曲霉型豆豉屬于歷史悠久的調味副食品，是中國南方銷售量最大和食用范圍最廣的一類豆豉[15]，含有多種有益于人體健康的營養(yǎng)成分[16—17］，且藥用價值較高[18—19]，代表性產品為廣東陽江豆豉和湖南瀏陽豆豉。近些年來，隨著發(fā)酵食品研究技術手段的不斷發(fā)展和人們對高品質健康食品的重大需求，不同類型豆豉發(fā)酵微生物、風味成分及生產工藝等方面的研究雖取得了積極進展，但對曲霉型豆豉的研究成果缺少系統(tǒng)的疏理，不利于后續(xù)有針對性地開展研究及其成果應用。本文綜述了近十余年來曲霉型豆豉微生物、風味成分及二者關聯性等方面的研究進展，并對曲霉型豆豉未來研究進行了展望。

1 曲霉型豆豉微生物研究

豆豉主要依賴于在制曲和后發(fā)酵過程中微生物產生的酶系作用于發(fā)酵基質（黑豆或黃豆）中的蛋白質、淀粉、脂肪及次生代謝物質等，經過一系列復雜的生物轉化而形成其獨特風味并提升其營養(yǎng)健康價值。因此，研究闡明曲霉型豆豉中微生物的多樣性、優(yōu)勢菌及其變化規(guī)律等對揭示其風味品質形成機理、優(yōu)化工藝及提升產品質量等顯得尤為重要。

1.1 傳統(tǒng)培養(yǎng)方法

傳統(tǒng)培養(yǎng)方法指通過培養(yǎng)基對樣品中的微生物進行分離、純化來獲得純種微生物的方法。該方法通常結合形態(tài)學觀察、生理生化檢驗和分子生物學實驗等手段來進行菌種鑒定，獲得豆豉中的微生物多樣性信息[20]。

廖焰焰等[21]從曲霉型豆豉發(fā)酵樣品中分離純化獲得高產脂肪酶菌株8號，測出其脂肪酶活力為30 IU/mL，并結合形態(tài)學和分子生物學技術鑒定該菌株為米曲霉。楊林等[22]對曲霉型豆豉發(fā)酵樣品中微生物進行了分離、初篩和復篩，得到高產蛋白酶的菌株1株，測定其酶活力為 2 231 U/L，并經生理生化及16S rDNA分子鑒定該菌株為解淀粉芽孢桿菌。萬明等[23]從傳統(tǒng)曲霉型豆豉發(fā)酵階段的樣品中獲得高產酒精的菌株1株，用重鉻酸鉀法測定該菌株產乙醇的能力為2.14 mg/mL，并通過菌株形態(tài)學觀察及將其ITS序列輸入NCBI 中進行Blast比對和構建系統(tǒng)進化樹，鑒定出該菌株為釀酒酵母。管泳宇[24]開展了曲霉型豆豉的菌株篩選、誘變及工業(yè)化應用研究，獲得高產酸發(fā)酵乳桿菌株、枯草芽孢桿菌株、高蛋白分解能力米曲霉、高蛋白降解率木糖葡萄球菌、畢赤酵母和黑曲霉菌株。此外，趙文鵬[25]利用傳統(tǒng)培養(yǎng)方法探究了曲霉型豆豉后發(fā)酵期間的微生物多樣性，結果表明真菌多樣性遠小于細菌多樣性，且真菌及細菌多樣性整體呈下降趨勢，另外獲得18種菌株，其中后發(fā)酵期間的優(yōu)勢菌有雞葡萄球菌、貝萊斯芽孢桿菌和咸海鮮魏斯氏菌。

綜上可知，傳統(tǒng)培養(yǎng)法能獲得高產脂肪酶菌株、高產蛋白酶菌株、高產酸發(fā)酵乳桿菌等菌株，為多菌種復合發(fā)酵制作風味良好的豆豉提供了基礎，同時為工業(yè)化生產酶提供了菌種資源，但獲得的菌種種類有限，也難以獲取曲霉型豆豉生產中菌種的動態(tài)變化及菌種間的相互作用等信息。此外，由于可培養(yǎng)的微生物較少，了解的微生物信息甚至不到1%[26]，在曲霉型豆豉發(fā)酵期間所獲取的微生物多樣性信息非常有限，可能會埋沒大量極具應用潛力的微生物資源。

1.2 現代分子生物學技術

現代分子生物學技術直接以從樣品中提取的核酸為分析對象，以特定的核酸片段為生物標志物，理解該樣品中微生物的組成和多樣性，能夠較客觀地反映樣品中微生物信息。

趙文鵬等[27]依托高通量測序及統(tǒng)計分析揭示曲霉型豆豉發(fā)酵中細菌群落組成和演替規(guī)律，并分析了細菌群落演替與發(fā)酵環(huán)境變化之間的關聯。結果表明整個發(fā)酵過程的核心菌屬是葡萄球菌屬，相對豐度為24.16%～85.97%；細菌群落的多樣性和均勻度變化較大，不同階段群落的均勻度均具有顯著差異性（P＜0.05）；細菌群落的演替受到發(fā)酵環(huán)境因子的影響，其中主要驅動因子為還原糖含量、pH值和溫度，而在實際生產中溫度可能是豆豉工業(yè)化生產過程中需要人為控制的重要因素。

文鶴等[28]通過Illumina 高通量測序技術分析了曲霉型豆豉發(fā)酵過程中可培養(yǎng)細菌群落的結構組成和變化規(guī)律，結果表明在不同發(fā)酵時期細菌豐富度和多樣性呈先上升后下降的趨勢，以第5天細菌多樣性和豐富度最高；發(fā)酵前期5 d內的優(yōu)勢菌群主要是不動桿菌屬、克雷伯氏菌屬、變形桿菌屬和香味菌屬，發(fā)酵中后期第9～19天優(yōu)勢菌群主要是隸屬于厚壁菌門的芽孢桿菌屬；代謝的功能基因表達發(fā)酵前期顯著高于中后期，而環(huán)境信息處理和遺傳信息處理的功能基因表達則相反。

李世瑞等[29]采用454高通量焦磷酸測序技術研究了曲霉型豆豉發(fā)酵周期8個不同階段樣品細菌多樣性變化，結果表明細菌在門、綱兩個水平不同樣品主要微生物類別相似度很高，變形菌門、放線菌門和厚壁菌門三者占90%以上，但目、科、屬水平差別較大，魏斯氏菌屬、腸球菌屬、葡萄球菌屬、假單胞菌屬、乳球菌屬和芽孢桿菌屬出現在發(fā)酵不同階段且豐度差異較大。

總的來說，通過采用高通量測序技術研究來自不同廠家或不同發(fā)酵時期的曲霉型豆豉微生物，一定程度上明確了曲霉型豆豉發(fā)酵過程中微生物群落結構的復雜性和相關樣品中的核心菌屬等信息，為后續(xù)挖掘與曲霉型豆豉品質密切相關的微生物、闡述曲霉型豆豉生產機理和改進生產工藝等方面的研究奠定了理論基礎。

1.3 傳統(tǒng)培養(yǎng)方法與現代分子生物學技術相結合

Zhang等[30]結合培養(yǎng)方法、高通量測序技術和發(fā)酵過程中理化性質測定研究了豆豉的理化參數、微生物數量和細菌群落多樣性，結果表明豆豉發(fā)酵溫度呈先升后降變化，大多在45 ℃左右，但pH值持續(xù)下降至4.86；鹽含量維持在約6%；氨基酸態(tài)氮和總酸含量穩(wěn)步上升，而還原糖和總糖含量持續(xù)下降；細菌和真菌數量減少；曲霉型豆豉發(fā)酵前期細菌組成以葡萄球菌屬和乳酸桿菌屬為主，在中后期優(yōu)勢菌由乳酸桿菌和葡萄球菌向芽孢桿菌轉移，冗余分析表明pH和溫度是促進菌群結構轉變和影響菌群多樣性分布的重要環(huán)境參數。

李浩等[31]采用可培養(yǎng)法及高通量測序技術研究了曲霉型豆豉快速工藝及傳統(tǒng)工藝下的細菌演替，結果表明兩種工藝下可培養(yǎng)微生物的總量均持續(xù)減少，且細菌均占據絕對優(yōu)勢，主要含芽孢桿菌、葡萄球菌及乳桿菌；兩者優(yōu)勢門均為厚壁菌門，芽孢桿菌屬、賴氨酸芽孢桿菌屬、類芽孢桿菌屬為快速工藝下的主要優(yōu)勢屬，而葡萄球菌屬、棒狀桿菌屬、乳桿菌屬和魏斯氏菌屬為傳統(tǒng)工藝下的優(yōu)勢屬；兩種工藝特有屬的占比均低于5%；兩種工藝的菌群結構波動都較大，而快速工藝的菌群物種豐度更低，且基因功能注釋為增殖相關通路的占比更少（P＜0.05），說明該工藝的菌群或更多地維持低活性狀態(tài)。

Chen等[32]采用Illumina HiSeq測序揭示了瀏陽豆豉發(fā)酵過程中微生物多樣性的波動特征，結果表明優(yōu)勢真菌為巖霉菌屬（74.57%）、根霉屬（10.93%）和青霉屬（2.68%），且Petromyces與Alternaria、Saccharomyces和Saccharomycetales_unclassified呈負相關，此外，首次分離獲得的4株非產毒黃曲霉菌株均表現出產高活性纖維素酶和蛋白酶及弱活性脂肪酶。

從理論上講，采用傳統(tǒng)培養(yǎng)方法與現代分子生物學技術相結合研究曲霉型豆豉微生物兼具二者優(yōu)點，但上述文獻報道大多停留在微生物的屬水平上進行研究。此外，曲霉型豆豉微生物群落結構、發(fā)酵環(huán)境及風味成分三者之間的內在關聯性缺乏同步研究，不能從根本上闡明曲霉型豆豉風味品質形成機理，也難為豆豉技術創(chuàng)新提供強有力的理論依據。

1.4 菌株產酶發(fā)酵條件優(yōu)化

研究發(fā)酵過程中溫度、環(huán)境pH值、氯化鈉濃度等條件對源自曲霉型豆豉中的相關菌株產酶活力的影響，獲得菌株適宜的作用條件，可為進一步研究菌株在曲霉型豆豉色、香、味形成中的作用奠定基礎，對從根本上指導曲霉型豆豉改進其生產模式或生產工藝，進一步提高產品質量等具有重要意義。

曲直等[33]對源自廣東陽江豆豉曲醅中的米曲霉菌株進行培養(yǎng)基和發(fā)酵條件優(yōu)化的研究表明，該菌產酶最適培養(yǎng)基的組成為添加3%酵母粉、3%硝酸鈉、1%葡萄糖和0.50%氯化鈣于基礎PDA培養(yǎng)基中；該菌株產酶最優(yōu)發(fā)酵條件為pH值7～8，溫度30 ℃，250 mL三角瓶中裝瓶量為120 mL，綜合菌量和蛋白酶活力以培養(yǎng)48 h為最適發(fā)酵時間。

梁源等[34]對曲霉型豆豉釀造用米曲霉滬釀3.042產淀粉酶的研究表明，該淀粉酶最適作用pH值為4.5，最適作用溫度為55 ℃，酶活力為18.0 mg/h，在pH 4.0～6.0、30～50 ℃范圍內其酶活力較穩(wěn)定，另外，氯化鈉對淀粉酶酶促反應有明顯的抑制作用，其抑制效果隨著氯化鈉濃度的升高越發(fā)明顯。

上述研究分別獲得了1株米曲霉菌株產酶最適發(fā)酵條件和1株米曲霉滬釀3.042產淀粉酶最適作用條件，但需要進一步探究菌株產酶對豆豉品質形成的作用機理及產業(yè)化應用。目前，從曲霉型豆豉中分離得到的菌株種類和數量少，開展菌株產酶發(fā)酵條件優(yōu)化在曲霉型豆豉生產中對其產品品質的影響尚未引起業(yè)界的高度關注。

2 曲霉型豆豉風味成分研究

消費者更易接受風味特征為滋味醇香、鮮美可口、醬香濃郁的豆豉，但豆豉風味成分十分復雜，一直難以明確其關鍵風味成分。近年來，隨著風味成分研究技術包括固相微萃?。╯olid-phase microextraction， SPME）技術、氣相色譜-質譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）技術、氣相色譜-聞香法（gas chromatography-olfactometry，GC-O）等的普及與發(fā)展，曲霉型豆豉作為起源最早及分布最廣的豆豉，其風味成分研究也取得了積極進展。

2.1 揮發(fā)性風味成分

湯啟成等[35]采用GC-MS在曲霉型豆豉中檢測出揮發(fā)性成分68 種，主體香氣物質是冰乙酸、2-甲基丁醛、2-亞甲基-甲基環(huán)丙烷羧酸、2，5-二甲基吡嗪、苯甲酸、甲基麥芽酚、2，3，5-三甲基吡嗪、2-氨基-5-甲基苯甲酸、（R，R）-2，3-丁二醇和苯乙醛。謝艷華等[36]采用甲酯化處理正己烷提取所得的曲霉型豆豉中的粗脂肪，然后通過GC-MS分析脂肪酸組成及外標法定量脂肪酸，結果表明曲霉型豆豉中均含有12 種脂肪酸，其中7種飽和脂肪酸、3種單不飽和脂肪酸、2種多不飽和脂肪酸，以亞油酸含量最高，飽和脂肪酸含量低于不飽和脂肪酸含量。

何桂強等[37]應用頂空固相微萃取（headspace solid-phase microextraction，HS-SPME）和GC-MS技術研究了毛霉型和曲霉型豆豉的揮發(fā)性組分特征，結果表明曲霉型豆豉中檢出揮發(fā)性組分52種，其酯類、醇類、酮類、酚類、酸類、醛類和吡嗪類化合物含量顯著低于毛霉型豆豉，并通過香氣活性值（odor activity value，OAV）輪廓分析表明，曲霉型豆豉中9-十八碳烯酸乙酯、苯甲醛、苯乙醛、1-辛烯-3-醇、亞油酸乙酯、3-甲基丁酸和2-甲氧基苯酚的OAV低于毛霉型豆豉。

Chen等[38]利用氣相色譜-嗅聞-質譜（gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry，GC-O-MS）聯用法檢測成品瀏陽豆豉的揮發(fā)性成分表明，GC-MS共檢測出揮發(fā)性成分55種，而GC-O技術共嗅聞出氣味峰29種，其中被GC-MS檢測到的氣味峰有22種，依據嗅聞出的氣味強度明確了瀏陽豆豉的主體香氣物質為2-甲基丁醛、乙酸苯乙烯、丁酸苯乙酯、2-甲基丁酸乙酯、1-辛烯-3-醇、2-戊基呋喃、乙酸異戊酯、2，6-二甲基吡嗪、苯乙醛和苯乙醇。

李金林等[39]利用固相微萃取-氣相色譜-質譜（solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry， SPME-GC-MS）分析方法對曲霉型豆豉生產過程中的揮發(fā)性風味成分變化進行研究，結果表明豆豉以醛類、醇類、酚類和酯類為主體成分，制曲、后發(fā)酵和干燥階段的揮發(fā)性風味成分分別為24，45，50種，其中后發(fā)酵階段揮發(fā)性風味成分的數量和含量均顯著增加，是豆豉風味形成的主要階段，而干燥階段雖會略微改變風味物質含量，但對豆豉整體風味影響小。

Chen等[40]利用GC-MS和氣相-離子遷移譜（GC-IMS）兩種技術對瀏陽豆豉發(fā)酵過程中的揮發(fā)性成分變化進行研究，GC-IMS技術檢測出揮發(fā)性成分80種，其中明確鑒定出50種，包括醇類12種、醛類12種、酸類3種、吡嗪類3種、酯類9種、酮類9種和酚類2種，通過對指紋圖譜的差異化分析，發(fā)現各發(fā)酵時期之間的揮發(fā)性成分差異較大；通過GC-MS共鑒定出81種揮發(fā)性成分，包括醇類14種、酯類13種、酸類7種、醛類6種、酮類5種、吡嗪類7種、酚類4種及其他類25種；對比兩種技術發(fā)現GC-MS和GC-IMS對揮發(fā)性成分的識別能力不同，其中GC-MS對高濃度的吡嗪類更敏感，GC-IMS對低濃度的醛類和酮類的敏感度更強；另外，GC-MS顯示醇類為L1時期的主要揮發(fā)性成分，而GC-IMS顯示醛類和酮類為L1時期的主要揮發(fā)性成分。綜上可知，GC-MS和GC-IMS確實對揮發(fā)性成分的敏感度存在差異，其中GC-IMS技術對痕量物質檢測較準確，更側重于分析揮發(fā)性成分的差異化，對通過揮發(fā)性成分差異區(qū)分各發(fā)酵階段更有優(yōu)勢。

文鶴等[41]通過SPME-GC-MS對曲霉型豆豉快速發(fā)酵工藝生產過程中揮發(fā)性成分的變化研究表明，檢測出的揮發(fā)性成分包括酯類、醛類、酸類、吡嗪類、酮類、酚類、醇類、芳香族、呋喃9大類化合物；其中蒸煮階段67種，主要包括醇類、酚類和醛類等，以1-辛烯-3-醇、正己醇和甲基麥芽酚的含量較高，其中1-辛烯-3-醇是豆腥味的主要來源;制曲階段70種，主要包括醇類、酸類、呋喃類和芳香族等，以1-辛烯-3-醇、苯乙烯和2-正戊基呋喃的含量較高，該階段發(fā)生了輕度的美拉德反應;洗曲階段67種，主要包括酸類、醇類、芳香族和呋喃等，大量1-辛烯-3-醇被水洗掉;后酵階段81種，主要包括醛類、酸類、酚類和吡嗪類等，該階段美拉德反應劇烈，苯甲醛、2，5-二甲基吡嗪、2-甲基吡嗪、可卡醛、愈創(chuàng)木酚等揮發(fā)性成分大量形成，該階段是豆豉揮發(fā)性風味成分形成的主要階段。

上述研究表明，采用GC-MS、GC-O-MS和GC-IMS等技術能檢測出曲霉型豆豉成品或其不同生產階段樣品中一定數量的揮發(fā)性成分，但成品中有益于品質的關鍵揮發(fā)性成分、形成機理及其在生產過程中的變化規(guī)律等有待深入研究。

2.2 非揮發(fā)性風味成分

王迪等[42]研究表明，在45～65 ℃的后發(fā)酵溫度內，經過修正的 Gompertz 方程可以很好地擬合4種曲霉型豆豉的氨基酸態(tài)氮（amino acid nitrogen，AN） 生成動力學（R2＞0.94），并且溫度越高，AN的最大值和生成速率越低，但不同大豆品種的豆豉間AN最大值和生成速率無明顯差異。相關性分析顯示，4種豆豉呈現一致的趨勢：溫度與總酸、AN呈負相關（P＜0.01），與褐變指數呈正相關（P＜0.01），并且4種豆豉中的游離氨基酸含量隨著溫度的升高而降低，這為研究曲霉型豆豉的后發(fā)酵工藝提供了理論支持。

2.3 接菌發(fā)酵對曲霉型豆豉風味成分的影響

管泳宇[24]研究發(fā)現，整個發(fā)酵過程中接菌發(fā)酵豆豉蛋白酶活力、酸度和氨基酸態(tài)氮含量均高于自然發(fā)酵豆豉，脂肪含量低于自然發(fā)酵豆豉，接菌發(fā)酵豆豉的風味較自然發(fā)酵豆豉的復合風味表現出高醇高酯香特點；質構、感官評價均顯著（P<0.05）高于自然發(fā)酵豆豉。

于華等[43] 研究表明，在曲霉型豆豉生產過程中添加異常威克漢姆酵母對AN、醇類風味物質的形成貢獻巨大，其量超出空白0.188 g/100 g，醇類相對含量高達35%；添加乳酸片球菌對總酸、有機酸和酮類風味物質的形成貢獻較大，總酸含量超出空白0.392 g/100 g，使檸檬酸和琥珀酸分別增加了約8.6倍和23.5倍，并且生成2，3-丁二酮和乙偶姻風味物質；產酸芽孢桿菌單獨添加與乳酸片球菌、異常威克漢姆酵母2種菌復配以及3種功能菌復配對總酸和有機酸的形成均無太大促進作用。

劉敏等[44]以大豆為原料，用總狀毛霉、米曲霉滬釀3.042分別純種制曲，研究豆豉在“傳統(tǒng)后發(fā)酵”中有關成分變化及其與生物胺的相關性表明，“傳統(tǒng)后發(fā)酵”中豆豉水分基本穩(wěn)定，總酸、AN和游離氨基酸先增加后穩(wěn)定，pH 先下降后穩(wěn)定，并且曲霉組有鳥氨酸與苯丙氨酸的脫羧酶活力，生物胺種類由腐胺、2-苯乙胺、亞精胺和精胺減少為腐胺和 2-苯乙胺，此外，后發(fā)酵期間總生物胺增加3.05倍。

由上述研究可知，添加外源性微生物對曲霉型豆豉的風味品質會產生一定的影響，不過有待深入研究精準添加外源微生物提升曲霉型豆豉風味品質、優(yōu)良發(fā)酵劑制備及產業(yè)化應用。

3 曲霉型豆豉微生物與風味成分關聯性研究

Yang等[45]采用Illumina MiSeq測序和色譜法研究了曲霉型豆豉發(fā)酵過程中的細菌群落和揮發(fā)性成分，利用雙向正交偏最小二乘建模，并整合了7個發(fā)酵階段的曲霉型豆豉中微生物群落結構與風味化合物的數據，鑒定出參與風味的核心功能微生物有16個細菌屬，揭示細菌為豆豉風味的主要貢獻者。另外，豆豉的純菌發(fā)酵試驗發(fā)現魏斯氏菌與乳酸桿菌發(fā)酵后主體風味為乳香，而芽孢桿菌及葡萄球菌發(fā)酵豆豉分別為豉香與醬香味[25]，還發(fā)現酯類、酮類、醇類中的多數風味化合物是由乳酸菌和芽孢桿菌生成的，酸類主要由乳酸菌產生[46]。

李浩[47]將傳統(tǒng)曲霉型豆豉中的揮發(fā)性物質與參與發(fā)酵的細菌群落進行關聯性研究表明，14個關鍵菌屬中以葡萄球菌屬、乳酸桿菌屬、魏斯氏菌屬和片球菌屬最為重要，其中葡萄球菌屬與醛類、酮類和酸類的產生有關，乳酸桿菌屬、魏斯氏菌屬和片球菌屬與酸類和醛類的生成有重要關系，而芽孢桿菌屬與酮類和吡嗪類的生成有關。

上述研究從豆豉中篩選出了相關的核心菌群，也初步探明了部分核心菌屬與風味成分生成的關聯性，這為深入研究豆豉風味的形成規(guī)律提供了思路，也為下一步篩選適合工業(yè)發(fā)酵的菌株進行復配發(fā)酵打下了實驗基礎。

4 展望

4.1 結合多種方法開展曲霉型豆豉微生物研究

采用傳統(tǒng)培養(yǎng)方法與現代分子生物學方法研究樣品中包含的微生物信息各有所長，同時運用多種技術手段有助于更加全面地獲取樣品中的群落組成、優(yōu)勢菌株及其變化規(guī)律等方面的信息。其中，傳統(tǒng)培養(yǎng)方法具有操作簡便、鑒別較準確、能夠直接獲得優(yōu)勢發(fā)酵菌株，從而進一步開展相關菌株最適發(fā)酵條件優(yōu)化、所產蛋白酶結構及作用條件、菌株在曲霉型豆豉中的復配實驗等方面的研究，為改善曲霉型豆豉的風味和對其深度開發(fā)利用提供了科學理論依據。近幾年來，采用高通量測序、擴增子分析和宏基因組學等現代分子生物學方法探索傳統(tǒng)發(fā)酵食品微生物群落動態(tài)和功能表征方面的應用飛速發(fā)展[48]，對發(fā)酵食品繁復多變的微生物群落演替數據進行整合，并從代謝通路和功能基因的視角更全面、深入、精準地探討微生物對風味形成的作用。目前，現代分子生物學方法中大多運用高通量測序研究曲霉型豆豉微生物，而其他技術手段研究曲霉型豆豉微生物如何參與其風味形成基本處于空白狀態(tài)。因此，后續(xù)應加強傳統(tǒng)培養(yǎng)方法和眾多分子生物學方法相結合來進行曲霉型豆豉中微生物組成、參與風味形成及調控等方面的研究。

4.2 開展曲霉型豆豉中關鍵風味成分挖掘研究

目前，曲霉型豆豉揮發(fā)性風味成分主要采用GC-MS， 其次是GC-O/GC-IMS等技術研究其生產過程中樣品或成品揮發(fā)性風味成分的種類和含量。實際上，檢測出的揮發(fā)性化合物中僅有少部分對曲霉型豆豉的香氣具有貢獻，稱之為香氣活性化合物[49]，因而不能簡單地僅采用揮發(fā)性物質對曲霉型豆豉風味進行表征。而分子感官科學是將芳香提取物稀釋分析、GC-O和GC-MS等技術與感官分析相結合來準確地定性和定量分析食品中關鍵風味物質，借助風味物質閾值計算香氣活性值并確定它們的重要性及重要性排序，依據食品中各風味物質 “自然”的濃度構建風味重組物，然后通過風味物質缺失實驗，以最少數量的物質和最精準的含量篩選出與食品香氣輪廓非常接近的香氣重組物，進而從分子層面揭示食品風味物質組成的目的[50—51]。因此，后續(xù)應加強運用分子感官科學技術在分子水平上定性、定量地研究曲霉型豆豉的感官質量，精確構建風味重組模型，精準獲得曲霉型豆豉中關鍵性揮發(fā)性風味成分，為探明關鍵性揮發(fā)性風味成分在曲霉型豆豉加工中的變化規(guī)律提供研究基礎。另外，目前對曲霉型豆豉的非揮發(fā)性風味成分研究不多，為了制造高品質健康曲霉型豆豉，也應加強其非揮發(fā)性風味成分的研究。

4.3 開展曲霉型豆豉微生物組成、關鍵風味成分及環(huán)境因子三者變化規(guī)律同步研究

從微生物與風味角度分析，曲霉型豆豉發(fā)酵過程中的微生物是其風味形成的生物學基礎。豆豉中已被檢測到的風味成分有上百種，而微生物有上百種甚至千種，這意味著豆豉風味形成與微生物組成變化緊密相關。在研究曲霉型豆豉微生物多樣性和風味成分變化的基礎上，利用相關性分析進一步揭示曲霉型豆豉發(fā)酵過程中核心微生物與產生的風味成分之間的聯系，這不僅有助于闡明風味形成機制，而且能為探索優(yōu)良發(fā)酵劑提供理論基礎。然而，近十年來研究者的視野傾向于單一層面的曲霉型豆豉微生物或風味成分，沒有構建風味和微生物的系統(tǒng)研究方法。此外，曲霉型豆豉發(fā)酵過程中微生物和風味成分二者的變化受到環(huán)境因子包括溫度、濕度和pH等的變化影響，也就是微生物、風味成分和環(huán)境因子3個維度共同影響曲霉型豆豉品質特征的形成。基于此，一方面，采用高通量測序技術與多元統(tǒng)計相結合來研究曲霉型豆豉的微生物與風味成分，建立二者之間真正的聯系，規(guī)避僅依據微生物豐度來評價微生物對風味形成的貢獻。另一方面，運用微生物學技術、現代分子生物學技術和現代分離分析技術等多學科技術融合同步開展曲霉型豆豉微生物組成、關鍵風味成分及環(huán)境因子3個維度的變化，將更有助于理解曲霉型豆豉發(fā)酵過程中微生物的演替規(guī)律及其對關鍵風味成分的形成機理，也可為研究曲霉型豆豉品質提升與風味定向調控技術提供理論基礎。

4.4 開展曲霉型豆豉安全與健康相關研究

除了上述三個方面的研究之外，還應重視曲霉型豆豉安全與健康相關研究。曲霉型豆豉自然發(fā)酵過程中極易受到外界微生物、溫度及pH等因素的影響，其風味、品質不穩(wěn)定，不符合消費者對食品安全及衛(wèi)生的要求[14]。而豆豉發(fā)酵過程中某些微生物代謝參與生成如生物胺和氨基甲酸乙酯等有害物質，因此研究探明曲霉型豆豉發(fā)酵過程中有害物質及其產生菌，進而通過技術調控減少發(fā)酵中產生相應有害物質的微生物種類和數量，消除曲霉型豆豉自然發(fā)酵中存在的“質量安全難以控制”的風險。此外，基于新時代營養(yǎng)健康食品越來越受到市場歡迎，曲霉型豆豉作為一種藥食同源的調味副食品，應加強研究其功能成分、藥理作用及產生菌種等，為探明功能成分形成機理、研制營養(yǎng)功能曲霉型豆豉及工業(yè)化應用功能成分產生菌種等提供理論支撐。

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收稿日期：2023-06-02

基金項目：廣東海洋大學科研啟動經費資助項目（360302062204）

作者簡介：楊新河（1974—），男，教授，博士，研究方向：食品營養(yǎng)與健康。