黄豆发酵工艺：微生物与风味物质生成的相关性分析
黄豆酱是我国著名传统发酵调味品之一，主要由米曲霉制成的黄豆曲与一定比例盐水均匀混合后长期发酵制得，具有酱香醇厚、酯香浓郁、咸甜适中的特点。黄豆酱的发酵过程主要由制曲过程中微生物主导，其中以米曲霉为主，微生物通过代谢产生的多种酶系在一系列生化作用下生成多种挥发性风味物质。米曲霉具有较强产淀粉酶及蛋白酶的能力，在发酵过程中能充分将原料中的淀粉和蛋白质等物质进行分解，利于风味物质的生成，因此广泛应用于豆瓣、酱油、豆豉等传统发酵豆制品中。但由于米曲霉单菌制得的黄豆曲中微生物种类较少，导致曲中酶系单一，不利于挥发性风味物质的产生。混菌强化发酵是改善黄豆酱风味品质的有效方法，其可丰富发酵微生物的种类，产生更多酶系分解原料，进一步促进风味物质的形成。红曲霉具有较强的糖化力和酯化力，而米曲霉相应能力较弱，红曲霉制曲后混合发酵丰富了体系中微生物和酶系种类，不仅利于原料的分解利用，还能够加快发酵速率，有助于提升产品的色泽、香气和口感。
黄豆酱中挥发性风味物质的主成分分析
为了进一步了解红曲霉强化发酵对黄豆酱挥发性风味物质的影响，对39种主要呈香风味化合物进行PCA，如图1A所示。PC1和PC2累计贡献率达到84.6%，可代表大部分风味物质的信息。
PCA的得分图（A）和载荷图（B）
黄豆酱A、B、C、D、E分布在4个不同象限，说明5种黄豆酱中风味化合物存在较大差异。结合图1B可知，异戊醇、正己醇、1-辛烯-3-醇、芳樟醇、2,3-丁二醇、苯乙醇、2-乙基己醇、2-壬醇、苯酚、壬醛、桧烯等与PC1具有较高的正相关性，是红曲霉单菌制曲发酵黄豆酱A中主要差异化合物；糠醇、3-甲硫基丙醇、2-甲基苯酚、辛醇以及2-辛烯-1-醇与PC1具有较高的负相关性，是混合强化发酵黄豆酱C中的主要差异化合物；而反-2-辛烯醛、1-辛烯-3-酮、2-己酮和麦芽醇、苯甲酸甲酯异戊醛等分别为米曲霉单菌制曲发酵黄豆酱B和混合强化发酵黄豆酱D中的主要差异化合物。
强化发酵黄豆酱E中的差异化合物主要为4-壬酮、2-壬酮。
为了进一步了解黄豆酱发酵过程中微生物与挥发性风味物质之间的关系，通过对优势微生物和挥发性风味物质数据进行同理化处理和相关性分析，结果如图2所示。
Aspergillus和Bacillus是米曲霉单菌制曲发酵黄豆酱B中的主要优势菌属，其中Bacillus与大多数醇类和酚类物质呈显著负相关（0.85＜|r|＜0.96），而与辛酸辛酯、γ-硬脂酸内酯具有较强的正相关性（0.56＜r＜0.84），研究证明，在酱类食品的发酵过程中，Bacillus的代谢是影响豆酱发酵后期挥发性酯类含量的重要因素。
而Bacillus在米曲霉单菌制曲发酵黄豆酱B的发酵过程中相对丰度较高，这可能是导致其酯类化合物含量高于其他黄豆酱的原因。
Aspergillus与4-甲基-2-庚酮、2-甲基-3-己酮和反-2-辛烯醛呈显著或极显著正相关（0.86＜|r|＜0.97）。Staphylococcus、Leuconostoc和Monascus是混合强化发酵组与米曲霉单菌制曲发酵黄豆酱B的主要差异微生物，其中Staphylococcus与黄豆酱中1-辛烯-3-醇、2,7-二甲基-4,5-辛二醇、邻苯二甲醚、3-羟基-2-丁酮及1-甲氧基-4-[(Z)-1-丙烯基]苯呈显著或极显著正相关（r＞0.90）。
Leuconostoc与4-甲基-2-戊酮呈显著正相关（r＞0.90），4-甲基-2-戊酮具有相对较低的风味阈值和较为突出的草木味和果香味。Monascus则与1-辛烯-3-醇、(2R,3R)-2,3-丁二醇、芳樟醇、苯乙醇、愈创木酚、3-羟基-2-丁酮、邻苯二甲醚、2,7-二甲基-4,5-辛二醇、1-甲氧基-4-[(Z)-1-丙烯基]苯等物质呈显著或极显著正相关（r＞0.85），其在红曲霉发酵的米酒中也有相似发现，具有青草味、花香味、玫瑰味、草木香等气味，这表明Monascus对黄豆酱中花草香气的形成具有贡献作用。
由此可以看出，由差异微生物代谢产生的化合物对黄豆酱整体风味具有较大的作用，而这些化合物可能是区别于米曲霉单菌制曲发酵黄豆酱B风味的关键风味物质。Millerozyma主要与异戊醇呈显著正相关（r＝0.92），与2.5节分析结果一致，虽然Millerozyma在米曲霉单菌制曲发酵黄豆酱B发酵后期具有较高的相对丰度，但在发酵过程中产生以异戊醇为主的醇类化合物较少，因此，混合强化发酵的黄豆酱和米曲霉单菌制曲发酵的黄豆酱B在醇类风味上有较大的区别。
Faecalibaculum则主要与1-辛烯-3-醇、(2R,3R)-2,3-丁二醇、芳樟醇、苯乙醇、愈创木酚、邻苯二甲醚等物质呈显著负相关（0.85＜|r|＜0.95），说明Bacillus和Faecalibaculum不利于黄豆酱中花草香气的形成。
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