制作馒头用传统酸面团发酵剂中乳酸菌多样性研究

我国传统方法制作的馒头是以酸面团（Sourdough）作为发酵剂的。在我国民间，酸面团又被称为老面、面肥、酵头、酵子、面起子或面引子等。酸面团中主要含有酵母菌和乳酸菌（比例约为1:100），乳酸菌数量大于1亿CFU/g。迄今已发现酸面团中的乳酸菌多于50种。酸面团中的乳酸菌能够显著改善馒头的食用品质，如降解面粉中的植酸盐；提高矿物质的生物可利用率；产生益生性的胞外多糖；降解小麦粉中的麸质蛋白；降低馒头的葡萄糖指数；增加膳食纤维的溶解性；产生挥发性风味化合物；改善馒头的质构和延缓馒头的老化等。本研究将采用分子分类学和分子生态学方法对我国制作馒头用传统酸面团发酵剂中乳酸菌的多样性进行系统地调查。这具有如下意义：（1）构建我国的酸面团乳酸菌资源库，为从中选择特定的乳酸菌菌株来发酵制作酸面团，并用于改善馒头品质贮备菌株资源；（2）为实现酸面团的工业化生产以及馒头的工业化生产奠定基础。

纵观世界，欧美国家对酸面团的研究已有近百年的历史，对酸面团中乳酸菌的认识和利用已经取得极大的进展。然而我国对制作馒头用酸面团发酵剂中乳酸菌的研究却刚刚起步，许多基本的理论问题，例如乳酸菌的多样性等，尚待阐明。本项目采用分子分类学和分子生态学方法对我国制作馒头用传统酸面团发酵剂中乳酸菌的多样性进行了系统地调查。从北京、天津、河北、河南、山东、陕西、山西、内蒙古、吉林、黑龙江和辽宁等地采集了酸面团样品90份，并从中分离纯化了乳酸菌菌株576株。采用16S rDNA序列分析、多位点序列分析（pheS、rpoA和dnaK）和RAPD-PCR指纹图谱分析等研究手段对所分离的576个菌株进行了多样性调查。发现我国制作馒头用传统酸面团发酵剂中乳酸菌种类多达40种，主要分布于Leuconostoc、Weissella和Lactobacillus属内。另外，不同地区的酸面团中乳酸菌种群构成存在较大差异。针对酸面团的不同地理来源，选取11个代表性样品采用分子生态学方法进行了分析。研究结果和基于分类学方法的多样性调查结果基本相似。但是物种丰度不高，约为20种左右。共发现了6个乳酸菌新物种、1个乳酸菌新亚种和一个非乳酸菌的新种。另有16个类群的分类学地位需要增加实验才能予以确定，这些类群可能是已知的物种，也可能是未知的新物种。通过16S rDNA序列分析、pheS序列分析、rpoA序列分析、API 50 CH糖发酵测定、脂肪酸甲酯分析（FAME）、(G+C)mol%测定、DNA-DNA同源性分析和其它生理生化特征测定等多相方法证明和描述了7个新种和1个新亚种。这初步认识了我国制作馒头用传统酸面团发酵剂中乳酸菌的物种多样性，建立了我国的酸面团乳酸菌资源库。既扩大了对酸面团这一特殊生态系统中乳酸菌多样性的认识，又发掘了潜在的乳酸菌新物种，扩大了乳酸菌分类系统。