嗜盐菌代谢影响传统发酵虾酱特征风味形成的分子机制
批准号:
32072348
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
解万翠
依托单位:
学科分类:
食品风味化学与感官评价
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
解万翠
中文摘要
发酵食品独特风味的形成主要来自微生物菌群的多样性和代谢途径的复杂性,基于传统虾酱风味指纹图谱的优势微生物发酵机制研究发现,嗜盐菌代谢对特征风味形成影响显著。本项目分离鉴定传统虾酱发酵过程中产蛋白酶、支链氨基酸转氨酶、核酸酶等的嗜盐菌。设计单一及复合菌发酵模型,采用LC-Q/TOF-MS及NMR等代谢组学方法,以味活度值(TAV)、等效鲜味浓度(EUC)等指标鉴定味觉关键活性成分。利用GC-IMS、GC-O-MS及香气提取物(AEDA)和稳定同位素稀释分析(SIDA)等剖析关键香气化合物。集合多种组学和分子感官科学分析技术,构建风味代谢网络,研究嗜盐菌Ehrlich通路、支链氨基酸降解途径及支链醛形成的复杂化合物体系。解析传统发酵虾酱特征风味形成的群体微生物代谢及协同作用,阐明盐胁迫启动的嗜盐菌特异性代谢物生物转化的分子机制,为探索传统虾酱风味导向的微生物发酵调控提供理论依据和实验数据。
英文摘要
Fermented foods exhibit distinct flavors primarily because of diverse microbial flora, metabolic pathway complexity, and various responses to changes in microflora during fermentation. Our preliminary studies about dominant microbial fermentation mechanism on traditional shrimp paste flavor have indicated that the metabolism of halophilic bacteria has significant effects on characteristic flavor formation. In this study, fermentation models for the single and complex bacterial phases are developed to extract enzymes, such as protease, branched-chain amino acid aminotransferase and nuclease, that are decomposed by halophilic bacteria, through morphology, physiology, biochemistry, and molecular biology identification techniques. Specifically, the complex metabolites in the halophilic fermentation model are tracked by metabolomics methods such as LC-Q/TOF-MS and NMR. Key active components of taste are measured by taste activity value (TAV), and equivalent umami-flavor concentration (EUC), etc. An aroma model is established by GC-IMS, GC-O-MS, aroma extraction and stable isotope dilution analysis (AEDA, SIDA). The complex compound system formed by the halophilic bacteria Ehrlich pathway, branched-chain amino acid synthesis pathways, and branched-chain aldehydes is analyzed by multi-omics technology. The study explores the microbial succession during forming the distinctive flavor of traditional fermented shrimp paste and elucidates the molecular mechanism of biotransformation for the specific metabolites of halophilic bacteria under salt stress. Significantly, this project provides theoretical and experimental bases for the flavor-oriented microbial shrimp paste fermentation regulation.
中国传统发酵虾酱独特风味的形成主要来自微生物菌群的多样性和代谢途径的复杂性。能否解析虾酱特征风味生物转化的分子机制及实现优势微生物发酵代谢调控,是传统虾酱产业化面临的突破点,也是风味导向的发酵食品研究亟待解决的关键问题.本项目以传统虾酱为研究对象,从风味形成机制角度系统研究了嗜盐菌代谢对特征风味形成的影响。成功从虾酱中分离筛选出高产蛋白酶的Virgibacillus sp. ZV10-1、Virgibacillus sp. SK37和S. nepalensis JS11,以及经ARTP诱变的高产氨肽酶菌株SN-T13和高产支链氨基酸转氨酶菌株BV-T11。.在此基础上建立单一及复合菌发酵模型,采用LC-Q/TOF-MS等追踪复杂代谢产物。结果表明,复合嗜盐菌发酵组的等效鲜味浓度(EUC)达960.32 g MSG/100 g,显著高于传统虾酱。通过味活度值(TAV)发现,酒石酸、苹果酸和琥珀酸是虾酱味道特征的主导物质。采用GC-MS、GC-IMS和GC-O-MS等共鉴定出115种特征挥发性化合物,其中正戊醛、2-庚酮、2-甲基丁醛和环己酮等是虾酱独特发酵香的主要来源。.基于全基因组测序和非靶向代谢组学分析,阐明了嗜盐菌通过Ehrlich通路将支链氨基酸转化为2-氧代异己酸酯、2-氧代异戊酸酯等中间产物,进而生成特征风味物质的分子机制。通过构建可视化的风味网络图谱,揭示了复合嗜盐菌在风味形成过程中的协同作用。结果表明,虾酱的鲜味主要与谷氨酸、琥珀酸和IMP等的协同作用有关;而浓郁发酵香与乙醇、3-甲硫基丙醛和香芹醇相关。.本研究筛选获得的高产酶活性嗜盐菌及其复合发酵体系,可有效缩短虾酱发酵周期,同时保持传统产品的特征风味,为虾酱生产工艺的标准化和现代化提供了技术支持。此外,构建的风味代谢网络为发酵食品的风味导向设计提供了新思路,研究成果对促进传统发酵食品产业升级具有重要的指导意义。
嗜盐菌Staphylococcus nepalensis高产氨肽酶代谢调控发酵虾酱关键味感的分子机制
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批准号:32472483
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.00万元
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批准年份:2024
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负责人:解万翠
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依托单位:
基于传统虾酱特征风味指纹图谱构建的优势微生物发酵调控机制
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批准号:31671825
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项目类别:面上项目
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资助金额:62.0万元
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批准年份:2016
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负责人:解万翠
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依托单位:
单萜烯醇-β-D-吡喃葡萄糖苷的合成及热降解机理研究
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批准号:21275035
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2012
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负责人:解万翠
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依托单位:
国内基金
海外基金