凝结魏茨曼氏菌高密度培养条件优化

为了满足市场对凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)不断增加的需求和获得高密度培养凝结魏茨曼氏菌的方法,该研究以凝结魏茨曼氏菌D1为试验对象,以MRS培养基为基础,通过单因素试验和响应面试验,对凝结魏茨曼氏菌高密度培养条件进行了优化,并在最佳条件下进行10 L放大培养。结果表明,最佳培养条件为培养温度50℃、初始pH值为8.0、培养时间16 h,最佳培养基配方为葡萄糖24 g/L;酵母浸粉-胰蛋白胨(1∶1)31 g/L、七水合硫酸镁0.29 g/L。优化后菌株的OD620 nm值达到了2.15,比优化前增长了68%,且延滞期更短。在上述试验结果的基础上,菌株在10 L发酵罐、搅拌速度200 r/min并通气培养的条件下,OD620 nm值达到了7.90。研究结果为凝结魏茨曼氏菌的工业化生产提供了依据,为后续菌粉生产奠定基础。

不同乳酸菌接种发酵对泡白菜理化特征及风味的影响

为评估泡白菜中乳酸菌的发酵特性,以植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)PC295、肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)PC137、柠檬明串珠菌(Leuconostoc citreum)PC222、食窦魏斯氏菌(Weissella cibaria)PC311、清酒乳杆菌(Lactobacillus sakei)PC229、短乳杆菌(Lactobacillus brevis)PC330为发酵菌株,分析不同乳酸菌接种发酵对泡白菜pH、总酸、还原糖、微生物数量、有机酸、游离氨基酸、挥发性风味成分的影响。经6种乳酸菌接种发酵后,泡白菜的pH、还原糖、柠檬酸、苹果酸、游离氨基酸总量以及大肠杆菌数量均下降;不同种乳酸菌表现出不同的发酵性能,植物乳杆菌PC295和短乳杆菌PC330发酵速度快,还原糖消耗量和产酸量高,抑制大肠杆菌效果好;异型发酵菌株产较多的乙酸和乙醇。采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术共检出挥发性风味物质56种,所有泡菜组均以醇类化合物为主,主要包括乙醇、1-辛烯-3-醇、顺-2-戊烯-1-醇等;清酒乳杆菌PC229和短乳杆菌PC330发酵的泡白菜中,反,反-2,4-庚二烯醛、己醛等醛类化合物和乙酸的相对含量高于其他组;主成分分析结果显示,肠膜明串珠菌PC137和柠檬明串珠菌PC222发酵的泡白菜成熟后其挥发性风味相似。不同种乳酸菌在泡白菜发酵速度、风味类型和底物消耗上存在差异。研究结果为进一步开发白菜类泡菜发酵剂奠定了基础。

高通量测序结合传统微生物培养研究酱醪中微生物多样性及群落变化

为了探究不同发酵时期酱醪中微生物群落结构及其动态变化,采用传统可培养和Illumina MiSeq高通量测序技术相结合的方法,研究0~6个月酱醪中的微生物群落多样性和动态变化。结果显示,酱醪发酵整个阶段细菌群落厚壁菌门(Firmicutes)占94.04%,为优势菌门。四联球菌属(Tetragenococcus)和魏斯氏菌属(Weissella)分别占41.55%和25.84%,为优势菌属。发酵前期非嗜盐乳酸菌含量最高,活菌数达到108CFU/mL,发酵中期乳酸菌种类和数量逐渐减少,发酵后期以嗜盐乳酸菌为主导。真菌群落主要以子囊菌门(Ascomycota)为优势菌门,占99.83%;Starmerella、Candida和Aspergillus为优势真菌属,该研究首次发现Starmerella在酱醪发酵过程中作为主要真菌属。研究表明,酱醪发酵主要参与的微生物是米曲霉、酵母菌和乳酸菌,其中米曲霉仅存在于发酵前期,发酵中期主要以乳酸菌为主要菌属,发酵后期以嗜盐乳酸菌和酵母菌为主。探究酱油酿造中微生物的变化规律,有利于指导人工添加乳酸菌和酵母菌来提高国内酱油的风味和品质。

单菌与多菌接种发酵对多轮发酵四川泡菜风味的影响

以植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)以及食窦魏斯氏菌(Weissella cibaria)为出发菌株,pH、总酸、挥发性风味成分和感官评价为指标,研究3种单菌及多菌对多轮发酵四川泡菜风味品质的影响。结果表明,与自然发酵相比,接种发酵均能快速启动发酵,稳定泡菜品质;3种单菌产酸速度为肠膜明串珠菌>食窦魏斯氏菌>植物乳杆菌。采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(headspace-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry, HS-SPME-GC-MS)技术共检出挥发性风味成分85种,其中包括醇类27种、醛酮类17种、酯类16种、酸类2种、烃类13种、含硫化合物2种、苯环类5种、其他化合物3种;共分析出16种重要挥发性成分,包括二甲基三硫、二甲基二硫醚、桉叶油醇、芳樟醇、α-松油醇、壬醛、正辛醛、正葵醛、乙偶姻、异硫氰酸烯丙酯、3-丁烯基异硫氰酸酯、3-(甲硫基)丙基异硫氰酸酯、三芥子酸甘油酯、乙酸苯乙酯、D-柠檬烯、大茴香脑。挥发性风味成分分析和感官评价综合认为:接种植物乳杆菌和食窦魏斯氏菌的泡菜品质最佳,与自然发酵在总体上风味成分较为接近。当植物乳杆菌与食窦魏斯氏菌体积比为6∶4时,泡菜风味良好,接受度高。研究结果可为进一步应用于多轮泡菜奠定基础。

中国泡菜发酵态相对稳定性的研究及应用

中国泡菜以四川泡菜为代表,发酵是其基本的状态(简称发酵态),而主导微生物是泡菜发酵的源动力。在系统研究的基础上,论文阐述了泡菜发酵原理、菌群结构的演变、主导微生物及其数量变化、发酵态的变化及其稳定系统(稳态)的形成、稳态的应用。揭示了我国传统泡菜发酵是动态和稳态的两个关键状态的演变过程,其中动态又包含启动态和非稳态。基于泡菜稳态的形成及其特征指标,首次正式提出“稳态发酵理论”。在该理论的指导下,实现了泡菜现代化发酵加工生产,并保持了传统泡菜风味,既传承了经典泡菜工艺,又创新引领了泡菜产业的发展。

中国泡菜乳酸菌群落结构动态变化研究进展

论文综述了泡菜乳酸菌的微生物群落变化、微生物多样性以及环境因子与泡菜微生物之间的关系。大量研究表明,泡菜发酵过程中乳酸菌、酵母菌和肠杆菌数量动态变化,乳酸菌是绝对的优势菌,主导了泡菜发酵;现有报道的乳酸菌包括10余个属100多个种,报道最多的是Lactobacillus属,且大部分情况下认为该属中Lactobacillus plantarum和Lactobacillus pentosus是分离最多的或者优势菌。内在和外在的环境因素包括温度、盐度、工艺和原料品种等是影响泡菜乳酸菌群落结构的重要因素,其中温度、盐度影响最大。

高通量测序方法研究传统四川泡菜母水中微生物群落的动态变化

为探明传统四川泡菜母水中的微生物群落及其变化规律,构建传统四川泡菜发酵模型,运用高通量测序方法对不同发酵阶段(20代发酵)泡菜母水微生物群落组成和多样性进行分析。泡菜母水中的细菌群落主要包括7个门,其中厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)分别占94.64%和2.73%,为优势菌门;真菌群落主要包括3个门和1个未分类种群,其中子囊菌门(Ascomycota)占99.93%,为优势菌门。泡菜母水中含量在0.1%以上的细菌属有7个,主要包括乳杆菌属(Lactobacillus)、拉乌尔菌属(Raoultella)、柠檬酸杆菌属(Citrobacter)、乳球菌属(Lactococcus)等;泡菜母水中的真菌属主要是Kazachstania,含量超过99%。通过分析不同发酵阶段泡菜母水中的微生物群落组成和多样性,结果表明随着发酵代数的增加,泡菜母水中的细菌与真菌多样性呈下降趋势,微生物群落构成趋于稳定:Lactobacillus是达到稳态的泡菜母水中的主要细菌属,Kazachstania是达到稳态的泡菜母水中的主要真菌属。

多代发酵泡菜母水微生物多样性及其理化指标动态研究

为探明多代发酵泡菜中微生物多样性及理化指标的动态变化情况,采用可培养方法分离鉴定各代泡菜母水中的微生物,同时测定泡菜母水中的总酸、pH、亚硝酸盐、有机酸等理化指标。结果表明:乳酸菌是泡菜母水中的优势细菌,主要由Lactobacillus pentosus、Lactobacillus plantarum、Lactobacillus brevis和Lactobacillus citreum构成;酵母菌是优势真菌,主要包括Kazachstania exigua、Pichia membranifaciens、Candida tropicalis和Pichia kudriavzevii。随着发酵过程的持续,多代发酵泡菜及泡菜母水中亚硝酸盐含量逐渐降低,到后期稳定在0.63~0.81mg/kg之间,远低于我国酱腌菜产品中的亚硝酸盐限量规定的20 mg/kg。多代发酵泡菜母水中总酸总体呈现增加的趋势,由1代0.58 g/d L增加至后期0.9 g/d L左右。泡菜母水中的有机酸主要包括酒石酸、琥珀酸、乙酸和乳酸4种有机酸。乳酸和乙酸随着发酵代数的增加逐渐积聚增多,到后期基本维持稳定。

不同蔬菜原料发酵泡菜挥发性成分解析

为探明不同原料发酵泡菜特征性挥发性成分及其差异,采用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用法(HS-SPME-GC-MS)对6种典型泡菜(泡生姜、泡长萝卜、泡圆萝卜、泡青芥菜、泡榨菜、泡蒜)中的挥发性成分进行检测。主成分(PCA)分析表明,泡菜的主要挥发性成分根据发酵程度不同可以分为两大类。一类为充分发酵的蔬菜,挥发性成分主要来自于发酵和原料本身,如萝卜、青芥菜、榨菜发酵后产生的乙醇、乙酸和酯类等,也包括原料自身的硫醚类、异硫氰酸烯丙酯等。另一类为不充分发酵的蔬菜,挥发性成分主要来自本身,如泡蒜主要挥发性成分为二烯丙基二硫醚等。发酵型蔬菜中榨菜、青芥菜和萝卜发酵后风味差异较大,即便是同类型不同品种如长萝卜和圆萝卜,发酵后挥发性成分也有较大差异。乙醇、苯乙醇、2-乙基己醇、乙酸、丁酸、乙酸乙酯可以用于区分发酵型和不发酵型泡菜,其中苯乙醇和2-乙基己醇可以用来区分泡长萝卜和泡圆萝卜。

不同盐质量分数泡白菜发酵过程中乳酸菌群落结构的变化

设计3种不同盐质量分数的泡白菜,包括低盐(2%)、中盐(5%)、高盐(8%),利用可培养方法结合多种分子生物学手段研究其发酵过程中乳酸菌的群落结构。结果表明:盐质量分数越低,乳酸菌增长速率越快。本研究从3种不同盐质量分数泡白菜发酵过程中分离筛选得到了563株乳酸菌,并采用16S rDNA测序、多重聚合酶链式反应、聚合酶链反应-限制性片段长度多态性、API 50CH等多种不同的鉴定方法进行鉴定,鉴定结果表明这563株乳酸菌属于5个属11个种。结果表明,低盐泡白菜发酵前期的优势菌为Lactococcus lactis、Lactobacillus pentosus和Leuconostoc,发酵后期则由Lactobacillus pentosus主导;中高盐泡白菜发酵前期由Lactobacillus pentosus和Weissella主导,发酵后期主要由Lactobacillus pentosus完成。

不同发酵方式盐渍萝卜挥发性成分动态分析

以不同发酵方式盐渍萝卜为研究对象,分析发酵过程中挥发性成分及其差异性。制备水分活度为0.95、0.90和0.85的盐渍萝卜模拟湿态、半干态和干态工艺,采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法分析不同发酵方式盐渍萝卜发酵过程中挥发性风味成分变化,结合多元统计方法分析盐渍萝卜的主成分及特征挥发性成分。结果表明,湿态盐渍萝卜以乳酸菌为主导发酵,半干态和干态盐渍萝卜微生物影响较小,其发酵程度弱或不发酵。3种不同发酵方式的盐渍萝卜发酵30 d共分析出挥发性风味物质61种,基于主成分分析发现4-异硫代氰酸甲基戊酯、己醇、癸醛、壬醛、二甲基四硫醚、3-羟基-2-丁酮、1-辛烯-3-醇、1-异硫代氰酸己酯、3,5-辛二烯-3-酮、4-仲丁基苯酚、1-庚醇和顺-2-戊烯醇为正影响挥发性物质的典型代表。采用偏最小二乘法判别分析和层次聚类方法筛选出重要度(VIP>1.2)以及t检验(P<0.05)的挥发性特征成分12种。其中乙酸为湿态盐渍萝卜特征性成分;1-戊烯-3-醇、顺-2-戊烯醇、1,1-二(甲硫基)乙烷和甲氧基苯肟为半干态盐渍萝卜特征性成分;己酸、二甲基三硫醚、3-羟基-2-丁酮、2-正戊基呋喃、二甲基四硫醚、庚醛和苯乙醇为干态盐渍萝卜特征性成分。这些特征挥发性风味成分有助于区分3种发酵方式盐渍萝卜的工艺特性和发酵状态。研究结果为提升盐渍萝卜风味品质提供一定的理论依据。

qPCR快速定量检测泡结球甘蓝发酵过程中优势细菌的数量变化

目的:为快速准确定量检测泡菜发酵过程优势细菌的动态变化。方法:本实验采用实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR,qPCR)技术,以植物乳杆菌、芽孢杆菌属、葡萄球菌属和大肠埃希氏菌为目标菌,建立了一种快速定量检测泡菜样品中细菌数量的方法。结果:本方法标准曲线相关系数R^2≥0.98、扩增效率90%~110%,加标回收率80%~100%,符合qPCR检测基本要求。结论:本实验建立的qPCR方法适用于泡菜中植物乳杆菌、芽孢杆菌属、葡萄球菌属和大肠埃希氏菌的快速定量检测。

泡菜细菌多样性和风味成分研究进展

泡菜是我国传统发酵食品之一,其独特的感官特性和营养价值受全世界消费者的青睐。来自原辅料中的微生物在发酵过程中受酸度、盐度等影响出现“自我进化”,最后以乳酸菌主导发酵,提升了泡菜的风味、贮藏期和安全性。泡菜风味形成过程相当复杂,涉及到原辅料中各种食品成分的生化转化,其中微生物代谢主要与乳酸菌的碳水化合物代谢、蛋白水解和氨基酸分解代谢等有关。该文概述了不同工艺泡菜细菌多样性、风味成分和研究方法,从原料和微生物角度阐释了泡菜风味形成机理,并从食品组学、接种发酵应用揭示了泡菜细菌与风味之间相互关系,为改善泡菜风味品质奠定了理论基础。

基于特征风味定向筛选酸奶用乳酸菌

针对国内酸奶发酵剂成本高,菌剂被国外垄断的问题。本实验基于特征风味物质乙醛和双乙酰,从市售酸奶产品和菌剂中定向筛选出高风味物质含量菌株,经复配和感官评定,得到适合生产菌株。实验共分离鉴定出58株乳酸菌,包括嗜酸乳杆菌(9株)、鼠李糖乳杆菌(2株)、德氏乳杆菌(4株)、嗜热链球菌(39株)、乳酸乳球菌乳酸亚种/乳酸乳球菌(4株)。产乙醛能力呈现出德氏乳杆菌>嗜热链球菌>乳酸乳球菌>嗜酸乳杆菌>鼠李糖乳杆菌,最高达到25.57μg/g。产双乙酰能力呈现出鼠李糖乳杆菌>嗜酸乳杆菌>嗜热链球菌>乳酸乳球菌>德氏乳杆菌,最高达到3.57μg/g。德氏乳杆菌和鼠李糖乳杆菌产酸能力较强。菌株复配后大多风味物质含量提高,在一定条件下,呈现出乙醛/双乙酰比例越高,乙醛含量越高,感官风味越好。

泡辣椒中产气微生物的分离及鉴定

为解决产气微生物引起的泡辣椒涨袋问题,本实验对涨袋泡辣椒产品中的微生物进行了分离鉴定。从涨袋泡辣椒水样品中分离出6株真菌,5株细菌,并对其菌落形态进行了观察;继续通过产气试验筛选出6株产气真菌,2株产气细菌,分别进行26S rDNA、16S rDNA测序。鉴定结果表明产气真菌为Kazachstania turicensis和Saccharomyces cerevisiae,产气细菌为Pseudomonas azotoformans。由此得出此3种微生物是引起泡辣椒涨袋的主要原因,对抑菌剂的开发具有一定的启发和借鉴意义。

四川泡菜中潜在益生性植物乳杆菌的筛选及安全性评价

为筛选具有潜在益生作用和安全性的植物乳杆菌,以四川泡菜中分离的114株植物乳杆菌为出发菌株,进行耐酸性、耐胆盐能力、耐模拟胃肠液能力、自聚能力、致病菌共聚性、抗生素耐药性和溶血性研究。经过pH2.0酸性条件、0.2%浓度胆盐培养后,初步筛选出13株耐受能力较好的菌株。对13株菌进行模拟胃肠液、聚集能力、耐药性和溶血性试验。结果表明,13株菌模拟胃肠液耐受存活率均高于75%,自聚集能力23%~52%,与致病菌单增李斯特菌和大肠埃希氏菌的共聚集能力分别为10%~29%和16%~37%。在药敏和最小抑菌浓度(MIC)试验中,潜力菌株对10种常见抗生素的耐药性表现基本一致,对β-内酰胺类、酰胺醇类抗生素较敏感,对氨基糖苷类、喹诺酮类、糖肽类、大环内酯类和四环素类抗生素有较强耐受性;13株菌均无溶血现象,说明具有一定的安全性。因此,筛选得到的13株植物乳杆菌均有潜在的益生作用和较高安全性,研究结果为益生菌的开发提供了菌种资源。

全基因组测序揭示两株泡菜源植物乳杆菌基因型差异和潜在益生特性

【目的】为了探究植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)基因型差异和潜在益生特性,采用全基因组测序技术对其进行测序并解析基因组序列及生物特性。【方法】本研究基于HiSeq和PacBio测序平台,对团队前期从四川多代泡菜中分离获得、体外益生特性评价良好的潜在益生菌菌株L.plantarum Eden-Star PC06和L.plantarum Eden-Star PC108的全基因组进行测序。利用相关生物信息学软件对原始数据进行组装及其后续的功能注释、分子进化、菌株安全性、次级代谢产物合成基因簇以及益生特性相关基因进行分析。【结果】通过基因组装得到了2株植物乳杆菌的全基因组信息,L.plantarum Eden-Star PC06和Eden-Star PC108基因组大小分别为3163902 bp和3205054 bp;GC含量分别为44.68%和44.67%;分别包含3161个和3197个DNA编码序列;功能基因数据库比对结果显示2株菌在碳水化合物利用、氨基酸利用和糖基转移酶等基因上得到大量注释;通过比对数据库,在2株植物乳杆菌全基因组上发现了4个与肠液耐受相关的胆盐水解酶基因、完整的植物乳杆菌细菌素合成相关基因簇和抵御多种胁迫的益生相关基因。【结论】本研究通过全基因组测序在基因水平上探究了L.plantarum Eden-Star PC06和Eden-Star PC108基因型差异和益生特性基因,证明L.plantarum Eden-Star PC06和Eden-Star PC108是2株有应用前景的益生菌菌株,以期为筛选优良益生菌菌株和评价其益生特性提供遗传学基础。

低盐泡菜乳酸菌群落演变及其优势菌群的探讨

以低盐泡菜为研究对象,动态跟踪发酵过程中的乳酸菌总量、群落结构和动态变化,结果显示:乳酸菌快速生长并启动泡菜发酵。采用可培养方法,从中分离得到乳酸菌共计245株。采用16S r RNA测序结合RAPD、种特异性PCR、RFLP、API50CHL等方法,鉴定出泡菜中的乳酸菌包括5个属,10个种。发酵前期(0 d和1 d)分离到最多的乳酸菌是乳酸乳球菌和食窦魏斯氏菌,而发酵中、后期(3 d后)分离到的主要乳酸菌是戊糖乳杆菌,发酵中、后期戊糖乳杆菌的丰度在90%以上,结合可培养与免培养(定量PCR)定量结果以及分离到的乳酸菌在模拟泡菜水中生长性能,低盐泡菜发酵前期的主要优势菌群是乳酸乳球菌和食窦魏斯氏菌,发酵中、后期的主要优势菌群是戊糖乳杆菌。由于发酵前期泡菜水适合所有乳酸菌生长,因此该阶段的优势菌群很大程度上取决于发酵起始原料中的微生物群落构成,发酵中、后期分离得到的乳酸菌具有更好的酸耐受性。