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传统发酵调味品酿造机理解析与微生物资源开发利用

郑宇

  中国传统调味品具有上千年的酿造历史,一些传统发酵调味品酿造技艺被列为国家级非物质文化遗产.近年来,我国调味品行业品牌百强企业的销售收入年增长率均超过10%,说明市场对调味品的需求在逐年增加,但目前传统发酵调味品的品质提升及现代化生产仍存在一定的问题.我国传统发酵调味品普遍多采用开放式发酵的生产方式,发酵过程中微生物及其菌群不断变化,完成从原料到目的产物的转化过程.由于相关系统的复杂性,有必要利用现代生物技术等手段,深入解析传统发酵调味品酿造机理,改善产品品质,提高发酵效率.
  天津科技大学生物工程学院王敏教授带领的研究团队自2010 年针对食醋、豆瓣酱等传统发酵食品现代化生产存在的科学问题和关键技术问题展开研究.通过微生物群落组成变化、微生物代谢以及微生物在原料利用和风味物质代谢等方面的研究,解析了食醋、豆瓣酱等传统发酵食品固态发酵过程中微生物群落演替与主要化合物变化之间的对应关系.以天津独流老醋为研究对象,在国际上首次报道了中国传统食醋发酵全过程的微生物演替规律及其变化原因.对山西老陈醋的保健功能进行了分析,结合化合物组成及功能分析,分别利用体外实验和体内实验的方法初步阐明了山西老陈醋抗氧化等功能的作用机制.研究过程中,课题组特别重视传统发酵食品微生物资源的挖掘与利用,构建了国内首个传统食醋固态酿造微生物菌种库,分离纯化微生物500 余株,从中选育出具有耐温、耐酸等优良性能的菌株;以传统食醋酿造过程模型为基础,利用选育到的优良菌株建立了传统食醋微生物强化发酵技术,提高了发酵效率和原料利用率,改善了产品品质;筛选到了一株具有较高乙醇和醋酸耐受性的巴氏醋杆菌,进一步根据果醋发酵特点定向选育出适合果醋发酵的生产菌种,利用代谢组学和蛋白质组成的方法对其代谢特征进行了系统分析,从而建立了基于代谢活性反馈调节的高浓度果醋发酵控制技术,并应用于苹果醋等果醋饮料的发酵生产,发酵效率提高约50%.相关研究成果发表在本领域Top期刊(Bioresource Technology,2013,148:325-333),发表后3 个月的查阅下载量达到373 次;发表的“宏基因组学技术分析传统食醋发酵过程微生物多样性”论文入选领跑者5000 中国精品科技期刊顶尖学术论文;相关论文分别获中国调味品协会科技论文大赛一等奖、二等奖和三等奖各一次.开发的高浓度果醋发酵技术与果醋原料风味品质判别技术等成果在广东天地壹号饮料股份有限公司转化应用,推动该企业果醋饮料产值连续4年增长率超过100%.相关研究成果获天津市科技进步一等奖.团队成员多次应邀在“国际醋酸菌大会”、“国际食醋论坛”、“全国调味品行业科技大会”等多个国际和国内重要学术会议上作学术报告.
  团队的相关研究先后获得国家863 计划、国家自然科学基金等项目的资助,其中王敏教授作为课题负责人承担的国家863 课题“大宗食品发酵安全低碳加工关键技术研究”相关研究成果被推荐为标志性成果.天津科技大学受邀作为理事单位加入“中国食醋产业技术创新战略联盟”,王敏教授任联盟第一届技术委员会副主任委员.研究团队获批天津市“传统发酵食品”131 创新型人才团队,团队负责人王敏教授先后入选国家“万人计划”领军人才、国家科技部中青年科技创新领军人才、教育部新世纪优秀人才、天津市131 人才第一层次等,担任教育部生物技术与生物工程类专业指导委员会委员、中国生物发酵产业协会发酵工程技术工作委员会委员、中国生物发酵产业协会育种分会副理事长;受邀担任《中国粮油学报》、《食品与发酵工业》、《中国酿造》、《饮料工业》等期刊编委.


 
 

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津科备27-1号