《食品科学》：牦牛乳硬质干酪成熟过程中生物胺与细菌群落结构分析

牦牛乳蛋白质量分数为6.53%，脂肪质量分数为5.64%，平均比荷斯坦牛乳高出1 倍以上，干物质质量分数为18.38%，很适宜制作干酪。牦牛乳硬质干酪出品率较高、成熟期长、风味浓郁、营养价值高。然而干酪是富含蛋白质的发酵食品，其成熟过程中伴随着酪蛋白降解而产生的游离氨基酸在干酪中存在的微生物作用下易产生生物胺。生物胺是世界范围内公认的对人体健康有影响的物质，在不同国家均出现过因食用不同干酪（如Gouda、Swiss、Cheddar、Gruyere、Cheshire）而引起生物胺中毒的报道。

目前，对牦牛乳硬质干酪成熟过程中蛋白质降解及品质研究较多，但是关于干酪成熟过程中生物胺的动态变化研究鲜见报道。因此，甘肃农业大学食品科学与工程学院的宋雪梅、宋国顺、梁 琪*等人以此为切入点，研究牦牛乳硬质干酪成熟过程中生物胺的动态变化规律，同时解析干酪的细菌群落结构，为评价牦牛乳硬质干酪质量安全和探究生物胺形成的微生物机制提供理论依据。

1、牦牛乳硬质干酪成熟过程中pH值和游离氨基酸含量的变化

从表1可知，牦牛乳硬质干酪在1～6个月成熟过程中pH值变化趋势平缓，pH值均在5.2～5.5，这为干酪中生物胺的形成提供了有利环境。游离氨基酸是制约生物胺形成的重要因素，如组氨酸脱羧酶和鸟氨酸脱羧酶的产生紧密依赖于游离氨基酸含量，且受到微生物生长阶段的调控。如表1所示，在1～6个月成熟过程中，牦牛乳硬质干酪中游离氨基酸含量呈现增加趋势，且成熟6个月干酪中游离氨基酸含量比成熟1个月干酪显著高出75.32%（P＜0.05）。

2、牦牛乳硬质干酪成熟过程中生物胺含量的变化

从图1可知，牦牛乳硬质干酪中的生物胺主要为腐胺、2-苯乙胺、酪胺、组胺和尸胺，这与大多数干酪中生物胺种类相同。干酪中生物胺含量最高阶段均出现在成熟后期5～6个月，这说明成熟期长的干酪含有较高生物胺含量，在大多数干酪品种中也存在类似现象。因此，成熟时间是导致生物胺积累的重要因素之一。

3、牦牛乳硬质干酪中各生物胺、游离氨基酸含量和成熟时间之间的相关性分析

由表2可知，牦牛乳硬质干酪中游离氨基酸含量和各生物胺含量、成熟时间之间存在正相关关系，其中游离氨基酸含量与腐胺含量、尸胺含量和总生物胺含量间均呈极显著正相关性（P＜0.01），与2-苯乙胺、酪胺含量呈显著正相关性（P＜0.05），这说明干酪中游离氨基酸含量对生物胺形成具有重要影响。在其他干酪研究中也得到类似结果。成熟时间与游离氨基酸含量、各生物胺含量之间也具有较强正相关性，这进一步说明成熟时间的延长导致生物胺的积累。

4、牦牛乳硬质干酪中细菌群落Alpha多样性分析

从表3可以看出，Shannon指数在牦牛乳硬质干酪1～4个月成熟过程中呈现下降趋势，在第5个月时呈现上升趋势，之后又呈下降趋势。这表明干酪的微生物多样性在成熟过程中呈现先下降后上升再下降的变化趋势。这主要由于是牦牛乳硬质干酪采用了真空包装，干酪处于厌氧状态中，随着贮藏时间的延长和干酪中基质环境变化，部分微生物的生长繁殖受到抑制。另外，所有样品Coverage指数接近1，表明使用的抽样方案已经基本覆盖了样本中所有细菌，数据可用于后续分析。

5、牦牛乳硬质干酪中细菌群落Beta多样性分析

由图2可知，第一主成分和第二主成分的贡献率分别为64.92%、28.26%。成熟1～6个月的干酪样品分布在4个区域。成熟2～4个月干酪样品在相同区域，说明细菌群落结构相似，成熟1、5、6个月干酪样品分别分布在不同区域，且与其他样品距离较远，说明其细菌群落结构有较大差异。这种差异也反映在不同成熟期干酪中生物胺的含量差异上。

6、牦牛乳硬质干酪中细菌群落在门和属分类水平的分析

为进一步了解不同成熟期牦牛乳硬质干酪中细菌群落结构，在门和属水平对测序数据进行分类分析。从图3可知，所有测试样品包括两个门，分别为厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria），厚壁菌门相对丰度在84%以上，为优势菌门。在1～6个月干酪成熟中，厚壁菌门相对丰度呈现增加趋势，变形菌门相对丰度呈下降趋势。

由图4可知，成熟1～6个月的牦牛乳硬质干酪包含链球菌属、明串珠菌属、乳杆菌属、拉乌尔菌属、不动杆菌属、假单胞菌属、肠杆菌属7个属和无分类的肠杆菌科。不同成熟期干酪中链球菌属相对丰度均高于79.6%，其平均相对丰度为84.63%，为主要优势菌群，这与干酪制作过程中加入的发酵剂有关，其次为明串珠菌属，其平均相对丰度为6.91%，乳杆菌属平均相对丰度为3.97%，是干酪中第三优势菌群。

结 论

牦牛乳硬质干酪中主要生物胺为腐胺、2-苯乙胺、酪胺、组胺、尸胺。干酪中各种生物胺含量在1～6个月成熟过程中呈现增加趋势。干酪中生物胺含量最高阶段均出现在成熟后期5～6个月。干酪中组胺、酪胺和总生物胺含量分别低于推荐安全剂量50、100 mg/kg和1 000 mg/kg。干酪中游离氨基酸含量与除组胺之外的各生物胺含量、总生物胺含量、成熟时间具有显著正相关性（P＜0.01，P＜0.05），各生物胺含量之间也存在正相关性。不同成熟期干酪包含链球菌属、明串珠菌属、乳杆菌属、拉乌尔菌属、不动杆菌属、假单胞菌属、肠杆菌属7个属和无分类的肠杆菌科。链球菌属为优势菌属，其平均相对丰度为84.63%；明串珠菌属次之，其平均相对丰度为6.91%，本研究为评估牦牛乳硬质干酪的质量安全性和生物胺形成机理提供了依据。

本文《牦牛乳硬质干酪成熟过程中生物胺与细菌群落结构分析》来源于《食品科学》2021年42卷23期27-33页，作者：宋雪梅，宋国顺，梁琪，张炎，张忠明。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20201123-230。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

图片来源于文章原文及摄图网

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