物理化学性质、挥发性风味质量和微生物群落组成金华脂肪火腿和瘦火腿:比较研究
金张
可赵
欢欢李
双溪李2,- 1国家重点实验室管理生物和化学威胁农产品的质量和安全,食品科学研究所、浙江农业科学院,杭州,浙江,中国
- 2摘要大学、浙江师范大学、金华,浙江,中国
- 3金华市Jinnian火腿有限公司,金华,浙江,中国
- 4浙江省产品质量安全科学研究所,杭州,浙江,中国
挥发性风味化合物,理化性质和微生物群落结构的金华脂肪火腿(跳频)和瘦火腿(LH)被高通量测序和HS-GC-IMS调查和比较。结果表明,跳频高pH值和略轻,比韩黄颜色。同时,33个挥发性风味化合物识别跳频和LH,其中LH显示更高的总丰度醇酸,但跳频一般富裕醛,酮类、酯类、杂环、含硫化合物。此外,跳频和LHα-diversity细菌社区中没有显著差异,但韩提出更低的比FHα-diversity真菌的社区。此外,占主导地位的微生物(相对丰度> 2%)在跳频Ruminococcaceae超声心动图- 005,葡萄球菌,Ruminococcaceae超声心动图- 014,Meyerozyma,曲霉属真菌在属级,而在LH葡萄球菌,Psychrobacter,Halomonas,Propionicicella,Ruminococcaceae超声心动图- 005,Meyerozyma,Yamadazyma,曲霉属真菌。此外,皮尔逊相关性和代谢网络的分析证实,跳频的区别的风味化合物主要是β-oxidation和脂肪酸的降解产物,而韩大多是来自斯特反应或微生物新陈代谢的氨基酸。本研究有助于理解微生物特征影响的潜在途径fat-deficient干腌火腿风味的形成和为发展健康的发酵肉制品提供理论支持。
1。介绍
中国干腌火腿是一个有着悠久历史的传统发酵肉制品1000多年的(李et al ., 2022)。金华火腿,被认为是中国最具代表性的干腌火腿之一,在世界各地广泛流行是由于其独特的口味和丰富的营养(李w . et al ., 2021;王et al ., 2021)。金华火腿生产从新鲜猪的后腿长处理程序,主要包括原料的选择、盐,dry-ripening, post-ripening,通常花费几个月(周et al ., 2021 a)。脂肪、蛋白质和糖原生火腿可以退化为大量的氨基酸,脂肪酸,和丙酮酸酯dry-ripening期间,进一步产生干腌火腿的特征风味化合物通过不同的化学反应,如β-oxidation、脱氨基作用,特退化,米勒德反应(Martinez-Onandi et al ., 2017;宝仕et al ., 2018;施et al ., 2019)。因此,脂肪的形成中扮演着关键角色独特的金华火腿风味。然而,高级脂肪或多不饱和脂肪酸氧化变质肉很敏感,这是相关的令人作呕的味道和消费者的接受上可能会有副作用(驱魔师et al ., 2015;周et al ., 2021 b)。此外,消费具有高饱和脂肪的食品可以增加cholesterol-related心血管疾病的风险(Trevisan et al ., 1990;驱魔师et al ., 2016)。因此,精益火腿(LH),生产的猪肉后腿皮肤和脂肪组织,越来越受消费者的欢迎,特别是人口与健康问题。然而,物理化学性质和风味质量很少是研究了LH,即使充分报告正常脂肪火腿(跳频)。此外,脂肪的影响缺乏对干腌火腿的风味特点也没有了。
另一方面,上述产生独特的风味化合物的复杂反应依赖于酶的行为不仅内源酶,而且微生物酶(佩特洛娃et al ., 2015;王et al ., 2021)。最近的研究报道,各种微生物可以促进形成的干腌火腿的风味和质量特征属性进行水解、氧化脂类分解,活动(托莱达诺et al ., 2019;陈et al ., 2021;李et al ., 2022)。与此同时,一些报告集中在微生物群落的组成和相对含量的挥发物在金华FH (通用电气et al ., 2017;王et al ., 2021;邓et al ., 2022)。此外,金华跳频的核心微生物,如葡萄球菌,乳酸菌,Debaryomyces,Apiotrichum,已确定积极与风味化合物来自氨基酸的分解代谢,例如一些支链醛和杂环化合物(周et al ., 2022)。然而,这仍然是一个缺乏全面的知识在金华LH的微生物群落。此外,潜在的代谢途径的核心影响风味形成LH细菌/真菌也不理解。
因此,本研究的目的是首先,比较物理化学性质,挥发性风味品质、微生物群落组成金华跳频和LH,其次,探讨核心微生物和微分之间的相关性和关系风味化合物。颜色、pH值、水分活度、化学成分、和亚硝酸盐残留的跳频和韩都确定。的顶空气chromatography-ion迁移谱(HS-GC-IMS)和高通量测序的16 s rRNA /基因也被用来分析挥发性风味,和细菌/真菌社区,分别。此外,相关的分析和代谢网络申请核心微生物和挥发物之间的关系的探索。从这项研究中获得的信息可以帮助理解微生物特征的潜在途径影响下的干腌火腿风味形成脂肪不足的状况。
2。材料和方法
2.1。加工和取样金华脂肪火腿和瘦火腿
本研究中使用的金华火腿金华Jinnian准备和采样的火腿有限公司有限公司(浙江,中国)。六个新鲜后腿(14.5±0.5公斤,pH = 5.9±0.2)国内猪(大白色×长白猪)被用来准备金华跳频和LH的过程周et al。(2021)做了一些调整。金华市FH,三个后腿与0.014%纳米咸了75天2每腿和10%氯化钠,紧随其后的是浸泡清洗为1天1天,日晒法。随后,后腿在脱水装置脱水为7天,一天晒干,然后成熟dry-ripening房间为180天。在成熟过程中,环境温度逐渐增加从5°C到35°C,而相对湿度逐渐从85减少到65%。大约30天之后,双腿被进一步post-ripened在室温(25°C),和火腿终于获得减肥达到大约40%的初始重量。金华市LH的皮肤和脂肪组织是首先削减从其他三个后腿。最后火腿也获得了盐的渐进过程,浸泡清洗,日晒法,脱水,二级日晒法,dry-ripening post-ripening,都表现在相同条件下与金华跳频。此外,所描述的陈et al。(2021)与小修改,大约5厘米×2厘米×0.2厘米从表面的碎片被削减股二头肌每个火腿的肌肉,用于真菌群落的决心。同时,大约20 g内部采集标本从中央部分(约3 - 4厘米深度)股二头肌每个火腿的肌肉,用于理化参数的评估,挥发性风味化合物,细菌社区。所有样本vacuum-packaged和冷冻在- 80°C,直到进一步的分析。
2.2。测量颜色,pH值、水分活度(aw)
颜色,pH值和水一个w测量方法后,我们的先前的研究(李h . et al ., 2021;Zhang et al ., 2022),小的修改。样品的颜色是直接检测到使用色度计(NH310 3 nh科技有限公司有限公司,中国),在那里l,一个*,b *价值观代表轻盈,红/绿色,分别和黄色/蓝色。一个白色的标准板的l,一个*,b *值为99.46、0.19和1.98−,分别用于校准之前颜色检测。pH值是决定使用便携式酸度计(205年服务,服务工具有限公司,深圳,中国)配有穿刺探针pH值和温度补偿温度探测器。的一个w价值决定用一个智能水活动计(HD-4,华科仪器和仪表有限公司,无锡,中国)。
2.3。检测化学成分
含的化学成分检测样品我们之前描述的研究(Zhang et al ., 2017),小的修改。短暂,总内容的水分、蛋白质、脂肪,矿物质和分析直接干燥法(GB / T -2016 - 5009.3),凯氏(ISO 5983 - 1997),索氏提取(ISO 1444 - 1996),摘要(ISO 5984 - 2002),分别。
2.4。估计亚硝酸盐残留
根据的方法刘et al。(2019)与小修改,剩余的内容后,亚硝酸盐与亚硝酸盐检测试验设备制造商的指令(南京建成生物工程研究所、南京、中国)。短暂、火腿样本分散到蒸馏水和过滤,其次是对氨基苯磺酰胺的反应溶液和N-naphthyl-ethylenediamine盐酸盐。亚硝酸盐含量计算基于上层清液的吸光度550海里,这是化验使用紫外-可见分光光度计(uv - 1750,日本岛津公司,京都,日本)。
2.5。测定挥发性风味化合物
所描述的刘et al。(2020)与小修改,含的挥发性风味化合物样本由顶空气chromatography-ion流动性光谱仪(HS-GC-IMS;Flavorspec、G.A.S.仪器、德国)配备了毛细管柱柱se - 54柱(15 m×0.53毫米×1μM)。样本首先切成大约1厘米××1厘米1厘米的立方体和切碎的分析磨床(爱家仪器设备有限公司,有限公司,广州,中国)。然后2 g样本放入20毫升顶部空间采样瓶和孵化20分钟60°C。之后,500年μL顶空自动注入注射器加热注射器在85°C。随后,样品是由高纯度氮转移到毛细管柱(> 99.99%)以下程序流率:最初2毫升/分钟前2分钟,然后10毫升/分钟8分钟,下一个100毫升/分钟10分钟,最终150毫升/分钟5分钟。同时,列和漂移管的温度保持为60°C和45°C,分别和漂移的流量气体(氮气纯度> 99.99%)是维护150毫升/分钟。
分析了IMS数据使用仪器实验室分析视图(洗手间)软件的记者,画廊的阴谋,和动态主成分分析插件应用程序。挥发性风味化合物被确定通过比较保留指数(RI)和漂移时间(DT)与NIST库和IMS数据库检索软件从G.A.S.获得这些化合物的强度计算基于选择的信号峰值的高度。
2.6。细菌和真菌群落的分析
微生物群落的分析,包括真菌和细菌的成分,通过高通量测序过程后进行陈et al。(2021)和王et al。(2021)做了一些调整。细菌和真菌的总基因组DNA提取使用Cetyltrimethylammonium溴铵(CTAB)方法在基因组DNA提取设备的制造商的指示。的V3-V4细菌的变异度高的地区16 s rRNA基因放大正向引物的5 ' -CCTAYGGGRBGCASCAG-3′和反向引物5′-GGACTACNNGGGTATCTAAT-3′。ITS1-1 \ u00B0F地区真菌基因放大与正向引物5′-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3′和反向引物5′-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3′。所有PCR反应进行了30μL反应15μL Phusion®高保真PCR反应混合液(新英格兰生物学实验室),0.2μM正向和反向引物,和大约10 ng模板DNA。PCR产品被混合在等密度比率和净化通过Axy预科DNA凝胶萃取工具包(AXYGEN;对于细菌)或试剂盒凝胶萃取工具包(试剂盒、德国;真菌)。
数据排序的程序进行王et al。(2021)和李et al。(2022)做了一些调整。测序图书馆使用下®内生成超™DNA库Illumina公司准备工具包(内,美国;细菌)或TruSeq®DNA PCR-Free样品制备设备(Illumina公司、美国;真菌)遵循制造商的建议和索引代码添加了。图书馆质量评估在Qubit@ 2.0荧光计(热费希尔科学)和安捷伦生物分析仪2100系统。然后在Illumina公司库测序Miseq / HiSeq2500(细菌)或NovaSeq(真菌)平台。之后,QIIME (V1.9.1)质量控制过程进行了过滤原始读取来获取高质量的清洁。读起来比较的参考数据库(席尔瓦数据库)使用UCHIME算法来检测嵌合体序列,和嵌合体序列被收购的有效清洁。使用UPARSE序列分析算法。序列相似度≥97%分配给同一操作分类单元(辣子鸡),并为每个OTU代表序列筛选进一步注释。 The significance of differences in microbial communities was statistically analyzed based on the relative abundance of bacteria or fungi at various levels, mainly including phylum, genus, and species. The α-diversity was presented通过香农指数、辛普森指数、ACE指数,曹国伟1指数和观察到的物种,而β-diversity由主坐标分析化验(PCoA)。
2.7。统计分析
所有实验进行了一式三份,结果显示为平均±标准差。表是由Microsoft Excel 2016软件,而数据的起源V2021 (Origin-Lab,北安普顿,美国)和微软PowerPoint 2016。方差分析(方差分析)进行了使用SAS V8软件(SAS研究所有限公司,美国),而皮尔森分析的相关性和分层集群(HCA)是由V2021起源的插件应用程序。平均值之间的差异与邓肯建立了多个测试范围。时确认的重大区别p< 0.05。
3所示。结果与讨论
3.1。物理化学性质的差异
干腌火腿的理化性质与风味质量和微生物多样性密切相关(Dominguez et al ., 2022)。内部的物理化学参数样本金华跳频和LH,包括颜色、水活动(一个w)、pH值、化学成分、和亚硝酸盐残留,所示表1。很明显,没有明显的区别一个*值(红色)跳频和LH (p> 0.05)。然而,跳频显示略高l和b*比LH值(p< 0.05),表明跳频略轻的颜色,黄的跳频。这个结果可能归因于不同氧化还原程度的蛋白质,尤其是肌红蛋白和血红蛋白(Parolari et al ., 2016)。具体来说,肌红蛋白和血红蛋白是主要的颜料负责干腌火腿的颜色(Parolari et al ., 2016;周et al ., 2021 b),和缺乏保护脂肪和皮肤组织可能允许更多的肌红蛋白/ LH在dry-ripening氧化血红蛋白,可能导致LH的深点的颜色。
表1。内部的物理化学参数样本金华跳频和LH。
此外,一个w跳频和LH值没有明显不同(p> 0.05),远低于0.85,这是一个低一个w防止火腿最有害的微生物,同时允许salt-consuming的增长和flavor-generating细菌/真菌(陈et al ., 2021)。然而,LH表现出显著的pH值低于FH (p< 0.05)。宝仕et al。(2018)报道,pH值6.0 - -6.2会导致更高的微生物风险和减少水扩散能力火腿,而火腿pH值为5.6 -6.0有更多理想的咸味,颜色和纹理。跳频的pH值和LH分别为6.08±0.03,5.75±0.04,分别,这表明LH可能比跳频更高的感官质量和食用安全。跳频的截然不同的pH值和LH可能是归因于他们的区别在成熟期间生成的酸强度(表2;图1)。
表2。强度33鉴定挥发性风味化合物从金华FH, HS-GC-IMS LH。
图1。金华FH比较挥发性风味化合物的强度和LH在不同化学家庭。误差棒上方不同小写字母表示显著差异金华跳频和LH (p< 0.05)。跳频、脂肪火腿;LH、瘦火腿。日志10P是总强度的对数价值在HS-GC-IMS光谱对化合物的化学家庭。
此外,这两个火腿也表现出化学成分无显著差异(p> 0.05)。跳频和LH的水分含量(约31.5%)与原来火腿报道相类似陈et al。(2021),这是足够低,以防止损坏和提高质量的火腿。这个结果也是一致的一个w数据如前所述,由于水分含量是通常被认为是积极的与水相关的活动。与此同时,矿物在火腿可以主要盐(Dominguez et al ., 2022),因此跳频和LH显示类似的矿物含量(约8.50%;p> 0.05),因为相同的在盐添加量的氯化钠。另外,亚硝酸盐残留分别为1.13±0.21,1.57±0.12跳频和LH,分别,没有明显差别(p> 0.05)和远低于安全亚硝酸盐残留限制(30毫克/公斤)在中国肉类产品(陈et al ., 2021)。另一方面,干腌火腿的颜料为玫瑰红色颜色主要是nitromyoglobins nitrohemoglobins,这之间反应的产物亚硝酸盐/硝酸盐和肌红蛋白和血红蛋白(Parolari et al ., 2016)。因此,类似的亚硝酸盐残留的跳频和LH同样表明亚硝酸盐消耗数量生产红色的颜料,可以类似发红(的主要原因一个*值)如上所述。总的来说,所示的数据表1表明LH有明显降低明度,发黄,比跳频和pH值,可能造成氧化和发酵产品的歧视。
3.2。挥发性风味化合物的比较
内部样品的挥发性风味,金华跳频和分析了LH HS-GC-IMS和结果说明二维谱图(图2)。的y设在和x设在中图2显示,保留时间(RT)的GC和离子的相对漂移时间(DT),分别为(刘et al ., 2020)。与此同时,红线代表x= 1.0是反应离子峰(RIP)。除此之外,每个数据点对应于一个挥发性风味化合物,和它的颜色表示的强度波动(李et al ., 2019)。具体来说,蓝白相间的颜色代表了挥发物的低强度,而黄色和红色的颜色显示一个高强度的化合物。展出的是两个火腿显示同样数量的离子峰的DT范围内1.0 - -1.7毫秒,表明主要确定挥发物的数量没有明显不同跳频和LH。然而,数据点(离子峰)的跳频主要显示红颜色或更大尺寸比LH,表明跳频有一个整体的挥发性风味强度高于LH。
图2。比较的挥发性风味,金华跳频和韩二维HS-GC-IMS光谱。跳频、脂肪火腿;LH、瘦火腿。
此外,比较指纹图特征挥发物在跳频和LH,画廊情节插件与结果提出了在利用图3。在每一行图3代表一个挥发性风味化合物,这可能对应一个信号(单体)或一壶(二聚体)的IMS光谱图(图2)根据其浓度(Arroyo-Manzanares et al ., 2018)。所示图3,共有33个挥发性化合物,它可以分为7化学家庭。在细节,有7醇,酮,10醛、4酯,2酸,1 1杂环化合物和含硫化合物。这些发现是依照的报道刘et al。(2020),王et al。(2021),李et al。(2022)在金华火腿的挥发性资料。
图3。画廊的情节特征风味指纹图金华跳频和LH由HS-GC-IMS决定。跳频、脂肪火腿;LH、瘦火腿。
个别挥发性风味化合物的概况进行了进一步的分析与数据所示表2。醛被称为主要贡献者的独特风味发酵肉类由于高浓度和低香气阈值(刘et al ., 2020;王et al ., 2021)。在展出表2、己醛、2-methylbutanal最富有的醛和3-methylbutanal跳频和LH,其次是2-methylpropanal (FH)或苯乙醛(LH),符合的结果王et al。(2021)在金华火腿的挥发物。乙醛被视为主要的脂质氧化产品在干腌火腿中,含量低,己醛通常提供了一个宜人的草地上,水果,和绿色的气味(驱魔师et al ., 2015;Dominguez et al ., 2022)。2-methylbutanal、3-methylbutanal 2-methylpropanal都是支链醛,源于氧化脱氨基作用和脱酸缬氨酸,亮氨酸,异亮氨酸通过斯特退化(Narvaez-Rivas et al ., 2014)。与此同时,他们也碳链(C4-C9)脂肪族醛,这被认为是负责的,脂肪和/或坚果风味肉制品(刘et al ., 2020;王et al ., 2021)。此外,大多数发现醛的丰度显著降低(p< 0.05)或类似的(p> 0.05)相比,LH与跳频。显著地,只有苯乙醛显示相对更高的丰富性LH (p< 0.05)。苯乙醛是源于斯特降解苯丙氨酸和可能导致火腿的辛辣的感觉(Garcia-Gonzalez et al ., 2008)。
酮是另一个重要的干腌肉制品风味成分,和高强度酮通常与奶油,水果,熟,辛辣的味道特征(朱et al ., 2018)。最丰富的两个火腿2-butanone酮和丙酮(p< 0.05;表2)。丙酮可以主要从乙酰辅酶a,肌糖原的主要降解产物,并传授黄油味道和水果香气肉类产品(施et al ., 2019;李w . et al ., 2021)。2-butanone和其他生产甲基酮通过β-keto酸进行脱羧反应的酶或β-oxidation饱和脂肪酸,和作为前体脂肪风味的形成在肉的成熟(范教授et al ., 2008;施et al ., 2019)。此外,跳频有显著较高的强度比LH在几乎所有确认酮(p< 0.05)2-pentanone除外。2-pentanone没有显示两个火腿(值得注意的区别p> 0.05;表2)。
醇被认为是造成更少的火腿的香味,因为它们相对比醛和酮气味阈值更高,但他们也可以传授一种草药,伍迪和油腻的味道在高浓度(刘et al ., 2020)。直链脂肪族醇是脂类物质的氧化产品,而支链醇主要是报道的微生物降解产品相应的支链醛(施et al ., 2019)。很明显在表2最丰富的酒精显然是截然不同的两个火腿,丙胺在LH但在FH乙醇。与此同时,多数发现直链醇显示更高的丰富性在FH (p< 0.05),而丙胺,3-methyl-1-butanol(单体)、LH和3-hexen-1-ol提出更高的丰度(p< 0.05)。
两个短链脂肪酸(SCFAs;C1-C6)、异戊酸和2-methylpropanoic酸,也识别跳频和LH,这可能源于氨基酸的脱氨基作用或由微生物次级代谢(刘et al ., 2020;李et al ., 2022)。有趣的是,两个确定酸更丰富的LH (p< 0.05;表2),它可以是一个关键原因其相对较低的pH值(p< 0.05;表1)。这些酸会导致酸味和奶酪味道,中和一些有害的碱性化合物发酵肉类如胺和吡嗪(Garcia-Gonzalez et al ., 2008;刘et al ., 2020)。发现酯香气阈值相对较高,生成的通过之间的酯化羧酸和醇,部分提供了甜,水果,和/或脂肪风味肉制品(Carrapiso et al ., 2015)。主要酯乙酸乙酯和γ-butyrolactone跳频和LH。γ-butyrolactone相似的强度在跳频和LH (p> 0.05),但丰富的跳频的乙酸乙酯相对高于在LH (p< 0.05)。
2-pentylfuran,而且,只有一个杂环化合物中发现两个火腿,也是决定最丰富的呋喃在中国bone-less火腿李et al。(2022)。2-pentylfuran被视为odor-active复合水果在干腌火腿风味,(Garcia-Gonzalez et al ., 2008)。此外,二甲基二硫是唯一确定两个火腿挥发性含硫,这是符合报告刘et al。(2020)在金华火腿。这种化学家庭一般是含硫氨基酸分解代谢的产物或微生物的新陈代谢,并且通常提供了一个较低的令人不快的味道气味阈值(Perez-Santaescolastica et al ., 2018)。然而,二甲基二硫蔬菜香气熏肉的口味特点和重要贡献(刘et al ., 2020)。此外,2-pentylfuran和二甲基二硫显示更高的跳频比LH浓度(p< 0.05)。
挥发物的总丰度属于每个化学家庭进一步总结结果所示图1。结果表明,跳频有显著较高的总离子强度的峰值比LH挥发物(p< 0.05)。一方面,醛类是最丰富的挥发物在所有化学家庭对跳频和LH,紧随其后的是酮和醇,符合的结果刘et al。(2020)和李w . et al。(2021)各式各样的中国干腌火腿的挥发物。另一方面,LH显示显著更高的总强度的酸和醇(p< 0.05),而其他类型的挥发物少显然是丰富的LH (p< 0.05)。
3.3。细菌群落结构的分析
16 s rRNA基因的高通量测序的细菌群落结构进行调查金华跳频和LH。细菌的α-diversity跳频和LH,包括香农,辛普森,王牌,曹国伟1索引所示表3。香农和辛普森指数代表社区的多样性,ACE和曹国伟1索引相关的社区丰富(μet al ., 2020)。很明显,这两个火腿没有显著不同α-diversities的所有索引(p> 0.05)。此外,观察到细菌物种的数量在跳频和LH是1058±307和1262±71,分别没有显著差异(p> 0.05)。这些数据表明,跳频和LH整体相似的细菌社区的多样性和丰富性。
表3。α细菌社区的多样性指数在金华跳频和LH。
图4比较两个火腿各级的细菌群落结构,包括门、属,物种。见图4一,厚壁菌门是最丰富的细菌在门级跳频的相对丰度为87.23% (p< 0.05),紧随其后的是拟杆菌门(6.06%)和变形菌门(3.46%;p< 0.05)。这个结果是在报告的一致性王et al。(2021)和李et al。(2022)金华火腿的细菌组成。然而,占主导地位的细菌类群(> 5%)的LH显示更多种类,其中包括变形菌门(41.39%),厚壁菌门(20.33%),蓝藻(16.26%),放线菌(8.92%)和拟杆菌门(5.57%;p< 0.05)。在跳频与细菌相比,丰富的厚壁菌门大幅减少LH (p< 0.05),但是变形菌门,蓝藻,放线菌,Chloroflexi,ε-acteraeota表现出显著海拔相对丰度(p< 0.05)。
图4。细菌群落结构的金华跳频和LH门,属,物种水平。(一)门级别的相对丰度。(B)相对丰度在属水平。(C)热图HCA的主要物种的相对多度(前20名)。色阶的面板C代表相应的z分数相对丰度。跳频、脂肪火腿;LH、瘦火腿。
在属级(图4 b),Ruminococcaceae超声心动图- 005 (22.39%),葡萄球菌(11.91%)和Ruminococcaceae超声心动图- 014(4.27%)占主导地位的细菌在FH (> 2%) (p< 0.05),而葡萄球菌(22.88%)和Psychrobacter(11.58%)最富有的细菌属LH (p< 0.05),紧随其后的是Halomonas(2.50%),Propionicicella(2.07%)和Ruminococcaceae超声心动图- 005 (2.02%;p< 0.05)。王et al。(2021)报道称,葡萄球菌,Psychrobacter,Halomonas,不明Ruminococcaceae是占主导地位的细菌属不同月份的金华火腿成熟,这与我们上面的发现。此外,在主要的细菌属相对丰度> 1%,跳频有富裕Ruminococcaceae超声心动图- 005,Ruminococcaceae超声心动图- 014,拟杆菌,RuminococcaceaeNK4A214集团,瘤胃球菌属)扭矩集团(p< 0.05),而韩显示更高的丰富性葡萄球菌,Psychrobacter,Propionicicella,Ochrobactrum,Sphingomonas,乳酸菌,Halomonas(p< 0.05)。
在物种水平(图4 c),占主导地位的细菌(> 1%)葡萄球菌sp。Ruminococcaceae超声心动图- 005sp。,RuminococcaceaeNK4A214集团sp. FH (p< 0.05),而葡萄球菌sp。,Ochrobactrum sp。,Psychrobacter pulmonis,Halomonas subglaciescolaLH (p< 0.05)。另一方面,在核心细菌物种丰富度> 0.5%,丰富的Ruminococcaceae超声心动图- 005 sp.和RuminococcaceaeNK4A214集团sp。更丰富的跳频(p< 0.05),而葡萄球菌sp。,Ochrobactrum sp。,Psychrobacter pulmonis,普氏菌paludivivens,Halomonas subglaciescola提出了一个相对较高的丰富性LH (p< 0.05)。
3.4。真菌群落结构的分析
高通量测序的基因应用于分析金华FH的真菌群落结构和LH。真菌的α-diversity两个火腿在展出表4。一般来说,跳频提出更高的香农,王牌,曹国伟1索引比LH (p< 0.05)。此外,观察到的真菌物种的数量从FH 697±147,大约2.8倍的观察从LH (246±5;p< 0.05)。这些结果表明,两种真菌的多样性和丰富性社区LH大幅减少相比,跳频。
表4。α真菌社区的多样性指数在金华跳频和LH。
图5说明了跳频的真菌群落结构和LH门,属,物种水平。见图5一个,子囊菌类是最富有的真菌门跳频和相对丰富的占82.79%,其次是吗担子(6.06%)和Mortierellomycota(2.66%;p< 0.05)。与此同时,子囊菌类是唯一的主要真菌门LH (> 5%) (p< 0.05),占更高的相对丰度(97.69%)比FH (p< 0.05)。根据这一发现,林et al。(2020)和陈et al。(2021)还发现,子囊菌类是绝对的主要真菌在门级Laowo干腌火腿和原来火腿,分别。此外,许多真菌类群的相对丰度,主要包括担子,Rozellomycota,Chytridiomycota,Glomeromycota在韩比显著降低跳频(p< 0.05)。
图5。金华市FH真菌群落结构和LH门,属,物种水平。(一)门级别的相对丰度。(B)相对丰度在属水平。(C)热图HCA的主要物种的相对多度(前20名)。色阶的面板C代表了z得分相对丰度。跳频、脂肪火腿;LH、瘦火腿。
在属级(图5 b),Meyerozyma(55.61%)是最丰富的真菌在FH (p< 0.05),紧随其后的是曲霉属真菌(11.67%;p< 0.05)。而Meyerozyma(64.79%),Yamadazyma(17.76%)和曲霉属真菌(12.82%)占主导地位的真菌属LH (> 2%) (p< 0.05)。与这些研究结果一致,林et al。(2020)还发现,Yamadazyma,Meyerozyma,曲霉属真菌是最丰富的真菌属Laowo干腌火腿成熟1 - 3年,分别。另一方面,在核心真菌属相对丰度> 1%,丰富的镰刀菌素,Debaryomyces,Marasmius,Apiotrichum在跳频相对较高(p< 0.05)Yamadazyma是唯一的更丰富的真菌LH (p< 0.05)。
在物种水平(图5 c),Meyerozyma sp。,曲霉属真菌proliferans,Yamadazyma triangularis都在核心真菌(> 1%)跳频和LH (p< 0.05)。除此之外,Debaryomyces sp。和Apiotrichum sp。也跳频的主要真菌(p< 0.05)。此外,在核心真菌物种相对多度> 0.5%,跳频显示更加丰富Marasmius siccus,Debaryomyces sp。,Apiotrichum sp。,Archaeorhizomyces sp。,腐皮镰孢霉菌(p< 0.05),而韩提出更高的相对丰度Yamadazyma triangularis(p< 0.05)。
3.5。相关性和微分核心微生物之间的联系和区别的挥发性风味化合物
图6显示了皮尔森17之间的相关性差核心微生物属(p< 0.05和相对丰度> 1%;12个细菌属、2酵母属,3模具属)和29歧视挥发性风味化合物(p< 0.05)在金华跳频和LH。令人惊讶的是,12的17微分核心微生物,包括细菌属和10 2酵母属,与不同的挥发物显示显著的相关性(pr < 0.05和| | > 0.82)。在这些微生物属,葡萄球菌,乳酸菌,Yamadazyma,Ochrobactrum,Sphingomonas是一种类型的微生物主要是积极的关联与酸,支链醇,几个直链醇(丙胺和3-hexen-1-ol)在两个火腿(p< 0.05和r > 0.82)。葡萄球菌一直被视为最重要的因素在干腌火腿的感官特征发展,拥有强大能力的硝酸还原酶、过氧化氢酶、蛋白酶、脂肪酶(Landeta et al ., 2013;肖et al ., 2020)。乳酸菌可以延长保质期的火腿通过抑制腐败细菌的增长通过其产品乳酸,可以进一步利用其他微生物SCFA合成(图6;表1;肖et al ., 2020;胡锦涛等人。,2022年)。Yamadazyma据报道有机酸水平呈现正相关和负相关的氨基酸含量火腿(林et al ., 2020;μet al ., 2020),表明其潜在生产能力的SCFAs氨基酸(图6)。此外,乳酸菌和Yamadazyma都是核心相对丰度较高的微生物LH (p< 0.05;图4 b,5 b),这可能是一个重要的贡献者酸挥发性较高水平(图1;表2)和低pH值(表1LH) (p< 0.05),拥有与SCFA代他们潜在的协会。
图6。皮尔森的相关性(一)和潜在的途径(B)微分核心微生物之间和不同的挥发性风味化合物。色阶和圆大小的面板一个表示相关系数(r值),而没有“×”符号表示的模式显著相关(p< 0.05)。绿色和红色箭头的面板B分别表示一个老年病跳频和LH。A1, n-nonanal;A2,苯乙醛;A3,苯甲醛;A4,戊醛;A5, 2-methylbutanal;A6, 3-methylbutanal;A7, 2-methylpropanal;B1, 3-octanone;B2, 6-methyl-5-hepten-2-one; B3, 2-octanone; B4, 2-heptanone; B5, 3-hydroxy-2-butanone; B6, 2-butanone; B7, acetone; C1, 1-octen-3-ol; C2, 1-pentanol; C3, ethanol; C4, 2-propanol; C5, 1-hexanol; C6, 3-hexen-1-ol; C7, 3-methyl-1-butanol; D1, ethyl acetate; D2, butyl acetate; D3, butyl propanoate; E1, isovaleric acid; E2, 2-methylpropanoic acid; F1, 2-pentylfuran; G1, dimethyl disulfide; M, monomer; D, dimer.
另一方面,Ruminococcaceae超声心动图- 005,Psychrobacter,Ruminococcaceae超声心动图- 014,Debaryomyces是另一种类型的微生物,积极与醛,酮,大多数直链醇类,酯类,另两个化合物(2-pentylfuran和二甲基二硫)两个火腿(p< 0.05和r > 0.82)。Psychrobacter是一种常见的细菌在低温发酵食品大量蛋白质水解能力(Broekaert et al ., 2013)。Zhang et al。(2021)有报道称,Debaryomyces可以生产支链醛,比如2-methylbutanal 3-methylbutanal,利用氨基酸。此外,弗洛雷斯et al。(2004)报道称,Debaryomyces可以促进dry-fermented肉类乙酯的生成。2-methylbutanal的强度、3-methylbutanal和乙酸乙酯的丰富性都呈正相关Debaryomyces(图6),这是与他们的研究结果一致。此外,所扮演的角色Ruminococcaceae在发酵肉制品家庭很少被报道,但众所周知的脂肪降解能力和脂肪酸β-oxidation (巴尔et al ., 2018),这可能导致高级挥发物在跳频起源于脂肪,如甲基酮、呋喃和一些liner-chain醛/醇(图6)。
根据目前的数据和相关的先前的报告(陈et al ., 2017;施et al ., 2019;μet al ., 2020;李et al ., 2022),潜在的歧视挥发物代谢网络的参与下形成核心微生物在金华跳频和LH是进一步说明图6 b。简单,没有脂肪的显著影响微生物群落结构和LH的风味形成过程。通过脂酶葡萄球菌和Ruminococcaceae在跳频,脂肪可以退化为脂肪酸,进一步生成甲基酮和呋喃通过脱酸和其他反应。此外,不饱和脂肪酸可以分解通过β-oxidationRuminococcaceae生产直链醛,这可以减少直链醇,进一步的促进下酯化Debaryomyces。而在LH,蛋白质代谢相对增强由于缺少脂肪和核心特征微生物的作用。的蛋白水解作用下葡萄球菌和Psychrobacter,更多的蛋白质降解成氨基酸,然后被斯特退化和脱氨基作用进一步生成一些芳香醛或linear-chained醇。此外,分支酸可以生成的Yamadazyma并通过利用氨基酸或其他微生物乳酸菌冲击波乳酸酸。总之,这种代谢网络证实,跳频的区别的风味化合物主要是β-oxidation和脂肪酸的降解产物,而韩大多是来自斯特的反应或微生物新陈代谢的氨基酸。
4所示。结论
总之,缺乏脂肪显然影响了LH的微生物组成和风味的形成,进而影响一些生化的参数。跳频和LH发红的差异不显著,水活动,化学成分,和亚硝酸盐残留,但FH pH值和较高的和黄的颜色稍浅。此外,共有33个挥发性风味化合物被确定。FH在29日确认挥发物LH表现出显著差异,其中LH显示更高的总丰度醇酸,而跳频一般富裕醛,酮类、酯类、杂环化合物和含硫化合物。同时,跳频和LH在社区α-diversity细菌还显示无显著差异,但韩都低于FH真菌社区的丰富性和多样性。占主导地位的微生物(> 2%)Ruminococcaceae超声心动图- 005,葡萄球菌,Ruminococcaceae超声心动图- 014,Meyerozyma,曲霉属真菌在跳频属水平,而葡萄球菌,Psychrobacter,Halomonas,Propionicicella,Ruminococcaceae超声心动图- 005,Meyerozyma,Yamadazyma,曲霉属真菌LH。皮尔逊相关性和代谢网络的分析证实,跳频的区别的风味化合物主要是β-oxidation和脂肪酸的降解产物,而韩大多是来自斯特反应或微生物新陈代谢的氨基酸。此外,葡萄球菌,Yamadazyma,Ruminococcaceae,Debaryomyces,乳酸菌,Psychrobacter可能是核心微生物导致他们的风味特点和pH值的差异。这个工作可以帮助理解微生物特征影响的潜在途径fat-deficient干腌火腿风味的形成和发展中健康的发酵肉制品提供理论支持。
数据可用性声明
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作者的贡献
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资金
这项研究是财务支持的浙江关键研究和发展项目(2021 c04024和2022 c02060号),浙江省自然科学基金(没有。LY21C200003),浙江农业科学院国际合作基金(没有。10411040122 gj0101f),年轻的专业人士推广基金浙江农业科学院(2020号r15r08e01)和科研基金高级学者浙江农业科学院(3300002172744)。
确认
我们感谢上海应用蛋白质技术有限公司有限公司有限公司有限公司,上海,中国天然气仪器有限公司,有限公司,德国的援助在分析微生物群落和挥发性风味化合物,分别。
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关键词:金华火腿、脂肪火腿,瘦火腿、挥发性风味化合物,细菌社区,真菌社区,GC-IMS,高通量测序
引用:李赵张J, K,李H, S,徐W,陈L,谢J和唐H(2023)理化性质,挥发性风味质量和微生物群落组成金华脂肪火腿和瘦火腿:比较研究。前面。Microbiol。14:1124770。doi: 10.3389 / fmicb.2023.1124770
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