目前,酿造果醋多采用自然或人工接种的方式进行发酵。自然发酵是指利用空气中及水果表面携带的菌种进行发酵而不再添加任何发酵剂,此方式操作简便,但周期较长、效率低且发酵过程不易控制,难以满足人们的需求。我国果醋液态发酵多接种Acetobacter rancens(AS1.41)或Acetobacter lovaniense(沪酿1.01)进行纯菌种发酵,制成的果醋口感尖酸且有机酸种类、风味物质等较为单一。相比果醋,我国传统酿制的谷物醋口感柔和、风味醇厚,究其根本是得益于发酵过程中众多微生物彼此共存、共同代谢的结果。山西老陈醋是我国传统的谷物酿造醋,其醋酸发酵阶段为开放式的固态发酵体系,含有丰富的微生物资源,它们经代谢直接产生或其代谢物通过合成作用形成的醇类、酯类、有机酸等多种物质组合在一起共同赋予了食醋复杂而独特的风味。参与发酵的酿造微生物经过长期的高温、高酒精度和高酸驯化,分离得到功能菌种,具有耐受性好、致病率低等特点。基于此,本课题通过高通量测序和纯培养技术对山西老陈醋发酵过程中微生物的多样性进行分析,并筛选出适宜于山楂醋酿造的优良菌株,采用多菌种协同发酵方式应用于山楂醋的酿造,改善其风味特征,同时丰富果醋酿造菌种资源。所获得的主要研究结果如下:1、在属水平,参与山西老陈醋醋化阶段的主要细菌有醋酸菌属、乳杆菌属、魏斯氏菌属、链球菌属、芽孢杆菌属、假单胞菌属等,其中乳杆菌属和醋酸菌属占主导优势。发酵前中期醋醅细菌的种类和丰度明显高于发酵末期的样本,乳酸菌的丰度最高,其次为醋酸菌属。乳杆菌在种水平上有Lactobacillus helveticus,Lactobacillus mucosae,Lactobacillus panis,Lactobacillus secaliphilus,醋酸菌仅检测到Acetobacter pasteurians和Gluconacetobacter europaeus两个种。2、采用纯培养技术,从山西老陈醋的酒醪和醋醅中共分离出80株酵母菌和158株细菌,经菌落形态、显微形态观察和分子鉴定后分属于31个种,其中酵母菌有Saccharomyces cerevisiae,Pichia scaptomyzae,Candida ethanol,Candida humilis,Pichia membranifaciens和Rhodotorula 6个种;乳酸菌有Lactobacillus fermentum,Pediococcus acidilactici,Lactobacillus plantarum等13个种;芽孢杆菌有Bacillus amyloliquefaciens,Bacillus cereus,Bacillus licheniformis等11个种;分离到的醋酸菌经鉴定后均为Acetobacter pasteurianus。3、筛选获得一株产酯能力较强,环境耐受性好的乙醇假丝酵母。C.ethanol发酵后的总产酯量为33.48±0.22 g/100mL,可以在乙醇浓度9%(v/v)、pH3.0、40 g/100mL葡萄糖质量浓度、最高温度不超过40℃的环境中生存。将其应用于山楂果酒发酵,在单因素试验的基础上采用响应面分析法获得的山楂果酒发酵工艺为:发酵初始糖度18.5%,C.ethanol和酿酒酵母的顺序接种量分别为2%和1%,发酵温度28.5℃,周期6d。制成的山楂果酒酒精度为9.5%vol,总酯含量0.68 g/100mL,酒体丰满醇厚,微酸,颜色桔红色,香味浓郁清新,有明显的山楂香气。4、对分离出来的22株醋酸菌和32株乳酸菌进行了产酸能力测试及环境耐受性分析,筛选出的巴氏醋杆菌产酸能力为35.5±0.48 g/L,能耐受42℃高温、10%(v/v)乙醇浓度和5.0 g/100mL的乙酸质量浓度,且遗传性能较稳定;筛选出来的优势乳酸菌为戊糖片球菌,其产酸能力为9.56±0.23 g/L,能耐受50℃高温和12%(v/v)乙醇浓度。5、将三株优势菌株应用于山楂果醋的酿制,最佳发酵工艺为:酒精发酵阶段顺序接种2%乙醇假丝酵母和1%安琪果酒专用酵母,发酵温度28℃,前2 d敞口发酵,后5d封口发酵;醋酸发酵条件为各接种5%的戊糖片球菌和巴氏醋杆菌,发酵温度为30℃,发酵时间6 d,摇床转速为130 r/min,制成的山楂果醋中总酸含量4.29 g/100mL,总酯含量1.97 g/100mL,不挥发酸含量为0.72 g/100mL。利用SPME-GC-MS技术对不同菌种发酵的山楂果醋香气成分进行了鉴定,酸、酯、醇、醛和酚类化合物,总含量占总挥发性物质的90%左右,其中乙酸乙酯、苯甲酸乙酯、乙酸、己酸、糠醛、苯甲醛、丁香酚等为香气的主体成分。山楂果醋成品澄清透亮,呈棕红色,酸味柔和,略带甜味。