大竹米酒滋味品质与细菌类群的关联性分析

为揭示大竹米酒滋味品质与细菌类群的关联性,在采用电子舌对其各滋味指标进行数字化评价的基础上,进一步对有机酸和氨基酸的种类及含量进行解析,同时对其蕴含的乳酸菌类群进行分离鉴定,并采用MiSeq高通量测序技术对其细菌类群进行了揭示和功能预测,最后对各滋味指标与细菌类群的相关性进行计算。结果显示,大竹米酒在咸味、酸味和苦味指标上的差异较大,米酒中含有7种有机酸和15种氨基酸,其中有机酸以乳酸(8.82 mg/g)和乙酸(6.27 mg/g)为主,氨基酸以谷氨酸(8.06 mg/g)、亮氨酸(4.10 mg/g)和天冬氨酸(3.94 mg/g)为主。通过纯培养共分离出14株乳酸菌,鉴定为5个种,分别为发酵乳杆菌(Limosilactobacillus fermentum,4株)、戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus,4株)、副干酪乳杆菌(Lacticaseibacillus paracasei,2株)、植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum,2株)和假肠膜明串珠菌(Leuconostoc pseudomesenteroides,2株)。高通量测序结果表明,厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)为平均相对含量大于1.0%的细菌门,累计含量达96.93%;乳酸杆菌属(Lactobacillus)、片球菌属(Pediococcus)、魏斯氏菌属(Weissella)、乳球菌属(Lactococcus)、明串珠菌属(Leuconostoc)和不动杆菌属(Acinetobacter)为平均相对含量大于1.0%的细菌属,累计含量达89.43%。相关性分析表明,Weissella与后味A、涩味和苦味等滋味指标存在显著负相关(P<0.05)。由此可见,大竹米酒中有机酸以乳酸和乙酸为主,氨基酸以谷氨酸、亮氨酸和天冬氨酸为主,细菌类群以Lactobacillus、Pediococcus和Weissella等乳酸菌为主,且Weissella对米酒品质的形成具有积极意义。

襄阳地区高温大曲真菌群落结构及其风味品质解析

为探讨湖北襄阳地区白色、黄色和黑色高温大曲真菌群落结构和风味品质,本研究采用MiSeq高通量测序与电子鼻技术对A企业生产的高温大曲展开了分析。测序结果显示,3种颜色高温大曲的真菌在α多样性和β多样性上均不存在显著差异(P>0.05);优势真菌属分别为隶属于子囊菌门(Ascomycota)的嗜热丝孢菌属(Thermomyces,36.50%)、嗜热子囊菌属(Thermoascus,27.15%)、酵母菌属(Saccharomycopsis,9.23%)和双足囊菌属(Dipodascus,1.19%),隶属于毛霉菌门(Mucoromycota)的曲霉属(Aspergillus,9.36%)、根霉菌属(Rhizopus,1.44%)和毛霉菌属(Rhizomucor,1.03%)。电子鼻检测结果显示,高温大曲中的挥发性有机硫化物、萜类物质、氢氧化物和乙醇等物质检测值普遍较高,而芳香类物质检测值较低;经Mann-Whitney检验发现,黄曲中的芳香类物质检测值极显著高于黑曲(P<0.01),而其他香气成分检测值则显著低于黑曲(P<0.05)。此外,本研究还从MG-RAST数据库中下载了B企业生产的3种颜色高温大曲真菌序列,进一步对不同企业生产的高温大曲真菌群落结构展开了比较分析。结果发现两个企业生产的高温大曲真菌在α多样性和β多样性上均存在极显著差异(P<0.01),且马氏聚类分析结果显示来源于同一企业的3种颜色高温大曲距离更近。最后,本研究通过纯培养从A企业高温大曲中分离得到4株扣囊覆膜孢酵母(S. fibuligera)。由此可见,A企业和B企业产生的高温大曲真菌类群存在明显差异,且其差异大于同一企业生产的不同颜色高温大曲之间的差异。

鹿头黄酒酿造用高温大曲理化指标和真菌类群的相关性

该研究基于MiSeq高通量测序技术解析鹿头黄酒酿造用高温大曲(黑曲和黄曲)的真菌类群,并揭示其理化指标和真菌类群间的相关性。结果表明,与黄曲相比,黑曲的蛋白质含量(23.8%)显著偏高(P<0.05),而酸度(2.5 mmol/10 g)和氨基酸态氮含量(5.1 g/kg)显著偏低(P<0.05)。测序结果显示,高温大曲(黑曲和黄曲)中的优势真菌主要为红曲霉属(Monascus)、腹膜孢酵母属(Saccharomycopsis)和嗜热子囊菌属(Thermoascus);黑曲的Monascus相对丰度(4.97%)显著偏低(P<0.05),而Thermoascus相对丰度(22.21%)显著偏高(P<0.05);在所有样品中均存在的操作分类单元(OTU)隶属于Saccharomycopsis;相关性分析结果显示,优势真菌与淀粉含量、蛋白质含量和酸度之间存在显著相关关系(P<0.05)。由此可见,鹿头黄酒酿造用黑曲和黄曲理化指标与真菌类群存在一定差异,且理化指标和真菌类群存在一定关联性。

鹿头黄酒酿造用高温大曲细菌类群及其感官特性解析

该研究采用MiSeq高通量测序技术对鹿头黄酒酿造用黑色和黄色高温大曲的细菌类群进行解析,采用电子鼻和电子舌技术对其气味和滋味进行评价,并探讨细菌类群与感官特性间的关联性。α和β多样性分析发现,黑色高温大曲细菌类群的丰度显著偏低(P<0.05),两类大曲在群落结构上存在明显差异(P<0.05);在门水平上,黑色高温大曲中放线菌门(Actinobacteria)的相对含量显著偏低(P<0.05),平均相对含量为15.29%,而在黄色高温大曲中为29.98%;在属水平上,黑色高温大曲中的葡萄球菌属(Staphylococcus)、链霉菌属(Streptomyces)和芽孢杆菌属(Bacillus)相对含量均显著偏低(P<0.05),平均相对含量分别为7.50%、5.15%和2.20%,而在黄色高温大曲中分别为15.26%、12.46%和7.13%;电子鼻结果表明,黑色和黄色高温大曲的气味差异主要体现在丰度较低的芳香类化合物上,且其含量在黑色高温大曲中显著偏高(P<0.05);电子舌结果表明,黑色高温大曲的酸味和涩味显著偏低(P<0.05),而咸味、鲜味和丰度(鲜的回味)显著偏高(P<0.05);关联性分析发现,高温大曲细菌类群与滋味指标之间的关联性明显高于其与气味指标之间的关联性。由此可见,鹿头黄酒酿造用黑色和黄色高温大曲微生物类群和感官特性均存在明显差异,且大曲细菌类群与感官特性之间具有一定关联性。

不同来源酒曲酿制米酒中乳酸菌的分离与鉴定

为了研究湖北孝感和四川成都地区米酒曲中乳酸菌的多样性,该研究利用孝感凤窝米酒曲和成都农家自制米酒曲制作米酒,并采用改良MRS固体培养基和分子生物学技术对米酒中的乳酸菌进行分离、鉴定。结果表明,从孝感米酒中共分离出42株乳酸菌,隶属于7个种,分别为戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)、融合魏斯氏乳酸菌(Weissella confusa)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)、能动乳杆菌(Lactobacillus agilis)、屎肠球菌(Enterococcus faecium)和乳酸乳球菌(Lactococcus lactis);从成都米酒中共分离出35株乳酸菌,隶属于7个种,分别为P. pentosaceus、W. confusa、L. plantarum、E. faecium、食窦魏斯氏乳酸菌(Weissella cibaria)、约汉逊氏乳杆菌(Lactobacillus johnsonii)和短乳杆菌(Lactobacillus brevis)。两种米酒中分离出的相同菌种为P. pentosaceus、W. confusa、L. plantarum和E. faecium。其中,P. pentosaceus为两种米酒的优势菌株。

老年人肠道乳酸菌的分离与鉴定及其来源发酵乳杆菌的遗传进化分析

首先对湖北襄阳和恩施地区的健康老年人肠道乳酸菌进行分离与鉴定,然后从中选择发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)进行多位点序列分型(multilocus sequence typing,MLST)分析。结果显示,基于可培养方法,湖北襄阳与恩施地区老年人肠道乳酸菌可以鉴定为以乳杆菌属(Lactobacillus)为主的5个菌属,15个种。总的来说,发酵乳杆菌和唾液乳杆菌(L.salivarius)占老年人肠道源乳酸菌分离株总量的55%左右,表明人体肠道可以作为发酵乳杆菌的重要分离来源。基于8个持家基因的MLST分析表明,25株来源于肠道的发酵乳杆菌可以划分为25个序列型,具有极高的遗传多样性;基于选择压力分析与phi-test,选用的8个持家基因均受到纯化选择作用,且其中仅基因rpoB显著经历了基因重组事件;另外,基于Prim’s和goeBURST的进化分析表明,一半左右的肠道源发酵乳杆菌倾向于形成单独的分支,表明它们具有一定的宿主特异性,可能的原因是为适应肠道环境,这些发酵乳杆菌经历了有异于发酵食品生境的进化历程。

糯米酸细菌多样性解析及其表型和基因功能预测

在采用MiSeq高通量测序技术对糯米酸中细菌多样性进行解析的基础上,对细菌表型和基因功能进行了预测。结果发现,糯米酸的细菌类群主要为隶属于Firmicutes(硬壁菌门,97.45%)的Lactobacillus(乳酸杆菌属,89.36%)和Pediococcus(片球菌属,6.37%)。有5个分类操作单元存在于所有样品中,均被鉴定为Lactobacillus,累计平均相对质量分数为10.27%。表型预测表明,糯米酸中细菌类群主要为革兰氏阳性的厌氧菌和兼性厌氧菌,具有移动原件、生物膜形成能力和致病潜力的菌群相对质量分数均较低。基因功能预测表明,细菌类群在氨基酸转运与代谢、碳水化合物运输与代谢等功能上具有较高的表达。由此可见,糯米酸中蕴含了较为丰富的乳酸菌资源。

建始地区米酒曲细菌和真菌多样性研究

本研究采用MiSeq高通量测序技术对4个建始地区米酒曲细菌和真菌多样性进行了解析,同时对其中乳酸菌和酵母菌进行了分离鉴定。由测序结果可知,米酒曲中平均相对含量>1.0%的细菌属为Pseudomonas(假单胞菌属,40.10%)、Pediococcus(片球菌属,14.41%)、Weissella(魏斯氏菌属,9.62%)、Bacillus(芽孢杆菌属,5.44%)、Enterobacter(肠杆菌属,3.50%)、Pantoea(泛菌属,2.86%)、Klebsiella(克雷伯菌属,2.29%)和Lactococcus(乳球菌属,2.18%);平均相对含量>1.0%的真菌属为Amylomyces(淀粉霉属,49.97%)、Saccharomycopsis(复膜孢酵母属,39.47%)和Wickerhamomyces(威克汉姆酵母属,3.95%);分别发现共有10个和4个平均相对含量>1.0%的细菌和真菌核心分类操作单元,累计含量高达61.38%和93.76%。采用纯培养基技术,各分离出10株乳酸菌和酵母菌,其中P.pentosaceus(戊糖片球菌)和S.fibuligera(扣囊复膜酵母)各占分离株的40%和70%。由此可见,建始地区米酒曲具有较高的微生物多样性。

基于DGGE和Illumina MiSeq技术解析恩施地区米酒细菌多样性

以10个恩施地区米酒为研究对象,采用变性梯度凝胶电泳(denatured gradient gel electrophoresis,DGGE)与MiSeq高通量技术对其细菌多样性进行了评价。DGGE结果表明,恩施地区米酒中的细菌主要为Weissella、Enterococcus、Pediococcus、Kosakonia和Lactobacillus。MiSeq高通量测序结果表明,米酒中的细菌属主要为隶属于Firmicutes的Pediococcus、Enterococcus、Weissella,以及隶属于Proteobacteria的Kosakonia和隶属于Bacteroidetes的Prevotella,其平均相对含量分别为58.03%、10.72%、8.24%、3.34%和2.01%。在分类操作单元(operational taxonomic units,OTU)水平上,发现了6个核心OTU,其中OTU5646(隶属于Pediococcus)的平均含量为54.74%。采用传统纯培养技术共分离出17株乳酸菌,其中11株鉴定为Pediococcus pentosaceus。由此可见,Pediococcus为恩施地区米酒样品中的优势细菌。

基于PCR-DGGE技术的古襄阳白酒窖泥微生物多样性分析

为明确湖北省襄阳市古襄阳酒厂新老窖泥的细菌与乳酸菌群落多样性,使用变性梯度凝胶电泳法对窖泥样品中的总细菌与乳酸菌群落结构进行研究。结果显示,古襄阳新窖与老窖窖泥中的微生物群落结构具有极大差异,老窖窖泥中的细菌群落多样性更高,可以分为2个菌门:厚壁菌门(Firmicutes),拟杆菌门(Bacteroidetes),其中厚壁菌门的细菌最为丰富,可以分为6个科,进一步可分为6个已知属,及3个待定属。总体上来说,老窖窖泥中的细菌以梭菌为代表的厚壁菌门为主;而新窖中的细菌群落结构风度低于老窖,主要以耐酸乳杆菌为主。进一步的研究表明,老窖中的乳酸菌以肠球菌属(Enterococcus)以及乳杆菌属(Lactobacillus)为主。从垂直空间分布上来看,新窖窖泥中的细菌与乳酸菌群落结构并明显变化。

基于MiSeq高通量测序技术渣豆酱微生物类群研究

该研究采用MiSeq高通量测序技术对鹤峰地区渣豆酱中细菌和真菌多样性进行了解析。结果发现,硬壁菌门(Firmicutes)为优势细菌门,芽孢杆菌属(Bacillus)和葡萄球菌属(Staphylococcus)为优势细菌属,平均相对含量分别为92.0%、56.87%和24.28%;子囊菌门(Ascomycota)为优势真菌门,青霉属(Penicillium)、耐碱酵母属(Galactomyces)和接合酵母属(Zygosaccharomyces)为优势真菌属,平均相对含量分别为82.57%、19.42%、17.09%和16.12%;经Mood-median检验发现,细菌的丰度显著低于真菌(P<0.05),而多样性差异不显著(P>0.05);经相关性分析发现,芽孢杆菌属与德巴利酵母属呈显著负相关(R=-0.997,P<0.05),乳酸杆菌属与念珠菌等真菌属均呈显著正相关(P<0.05),且相关系数均大于0.999。由此可见,鹤峰地区渣豆酱中细菌主要为芽孢杆菌属和葡萄球菌属,真菌主要为青霉属、耐碱酵母属和接合酵母属。

基于MiSeq高通量测序技术宣恩地区米酒微生物多样性解析

采用MiSeq高通量测序技术对湖北省恩施土家族苗族自治州宣恩县的3个米酒样品微生物多样性进行了解析,结果发现米酒中的细菌主要为隶属于Firmicutes(硬壁菌门)的Pediococcus(片球菌属,74.10%)、Bacillus(芽孢杆菌属,6.32%)和Lactobacillus(乳杆菌属,3.03%)以及隶属于Proteobacteria(变形菌门)的Pseudomonas(假单胞菌属,3.58%)、Acinetobacter(不动杆菌属,1.22%)和Enterobacter(肠杆菌属,1.08%),真菌主要为隶属于Ascomycota(子囊菌门)的Wickerhamomyces(异常威克汉姆酵母属,44.67%)、Saccharomycopsis(扣囊复膜酵母,23.10%)和Trichomonascus(1.20%)以及隶属于Mucoromycotina(毛霉亚门)的Amylomyces(淀粉菌,27.06%)。细菌和真菌的核心OTU包含序列条数占总序列数的89.88%和98.80%。由此可见,宣恩地区米酒存在大量的核心细菌和真菌类群。

建始地区酸豇豆盐水细菌多样性及乳酸菌分离鉴定

该研究采用Mi Seq高通量测序技术对酸豇豆盐水的细菌多样性进行了解析,并通过纯培养方式分离了其中的乳酸菌。结果发现,细菌以硬壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)为主,平均相对含量分别为84.41%和10.52%;细菌属以乳酸杆菌属(Lactobacillus)、魏斯氏菌属(Weissella)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、假单胞菌属(Pseudomonas)和片球菌属(Pediococcus)为主,平均相对含量分别为57.02%、9.33%、7.07%、4.73%和3.40%;发现44个操作分类单元(OTU)存在于所有样品中,所包括序列占总序列数的25.06%,其中有6个、11个和13个分别被鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas)、魏斯氏菌属(Weissella)和乳酸杆菌属(Lactobacillus),所含序列平均含量分别为4.61%、4.97%和14.46%;通过纯培养共分离出了13株乳酸菌,其中12株被鉴定为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)。由此可见,乳酸杆菌为建始地区酸豇豆盐水中的优势细菌,且乳酸杆菌主要为植物乳杆菌。

利川腌菜细菌菌群多样性及其与风味相关性研究

以利川腌菜为研究对象,使用Illumina MiSeq高通量测序技术对样品中的细菌菌群结构进行解析,并采用电子鼻技术对腌菜中的风味品质进行研究。结果表明。利川腌菜优势细菌属为乳杆菌属(Lactobacillus)、棒状杆菌属(Corynebacterium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)和嗜冷杆菌属(Psychrobacter),相对含量分别为17.1%、10.5%、9.5%、7.6%和6.4%。电子鼻测定结果表明,腌菜中W5S(氮氧化合物)、W1S(甲烷)、W1W(萜类化合物)和W2S(乙醇)的响应值较高,分别为44.83、79.90、52.04和43.25。通过Spearman相关性分析显示变形杆菌属(Proteus)与多种芳香成分呈显著负相关(P<0.05),嗜冷杆菌(Psychrobacter)与甲烷和氢气呈正相关,肠球菌属(Enterococcus)与乙醇等呈正相关,表明利川腌菜中风味物质的形成可能由多种微生物共同作用,而非单一微生物发酵产生。

原料对盐渍泡菜细菌类群及基因功能的影响

为探究原料对盐渍泡菜中细菌类群产生的影响,采用MiSeq高通量测序技术对两类盐渍泡菜的细菌类群进行比较分析,并采用PICRUSt对其基因功能进行预测。结果显示,发酵沙葱的香农指数、超1指数、Firmicutes(硬壁菌门)、Lactobacillus(乳酸杆菌属)、Pantoea(泛菌属)、Lentibacillus(慢生芽胞杆菌属)和Rahnella(拉恩氏菌属)的相对含量均显著偏高(P<0.05),而菌群能量生产和转换、氨基酸转运与代谢、核苷转运与代谢和转录等功能基因的表达均显著偏低(P<0.05)。分别有68个和2个分类操作单元仅存在于所有发酵沙葱或青椒样品中,累计平均含量分别为8.40%和0.037%。经多元方差分析发现,两类盐渍泡菜细菌类群和基因功能的整体差异均显著(P<0.05)。由此可见,原料对盐渍泡菜的细菌类群与菌群基因功能的表达具有显著的影响。

荆州地区鲊广椒乳酸菌多样性解析及其分离株发酵特性的评价

运用纯培养技术从荆州地区鲊广椒中分离纯化乳酸菌,并采用分子生物学方法并对其进行同源性分析和系统发育树的构建,同时使用电子舌和电子鼻技术对乳酸菌分离株纯种发酵制备鲊广椒的滋味品质进行了评价。结果表明:从10个鲊广椒样品中共分离出22株疑似乳酸菌,分为4个属,8个种,其中优势菌为Lactobacillus plantarum(植物乳杆菌)。通过电子舌分析发现,添加乳酸菌的多数鲊广椒样品其酸味均有较明显的提升。通过电子鼻分析发现,传感器W5S、W1S、W1W、W2S和W2W对添加L. plantarum和肠球菌制备的鲊广椒样品响应值明显较低,而传感器W1C、W3C和W5C呈现出相反的趋势。通过主成分分析发现,L.plantarum HBUAS52151和L. plantarum HBUAS52166发酵制备的鲊广椒样品具有较好的品质。由此可见,荆州地区鲊广椒乳酸菌具有较高的多样性,且添加乳酸菌进行鲊广椒纯种发酵可明显改善产品的滋味和气味品质。

天门地区鲊广椒中细菌群落结构及乳酸菌类群研究

该研究采用MiSeq高通量测序技术和PICRUSt软件分别解析了天门地区鲊广椒的细菌类群结构与功能,并结合纯培养方式分离、鉴定和保藏了其中的乳酸菌。结果显示,15份样品被分为2个聚类,聚类Ⅰ中细菌主要隶属于乳杆菌属Lactobacillus,相对含量为89.77%;聚类Ⅱ中细菌主要隶属于克雷伯氏菌属Klebsiella、小坂菌属Kosakonia和四联球菌属Tetragenococcus,相对含量分别为19.81%、12.24%和10.89%,经Mann-Whitnay检验发现2个聚类在Lactobacillus、Klebsiella和Kosakonia等菌属上存在极显著差异(P<0.001);同时,Lactobacillus与Kosakonia和Pseudomonas等菌属之间还呈现出显著负相关关系(P<0.05)。2个聚类在15个功能上存在显著性差异,但两者均在氨基酸和碳水化合物的转运与代谢功能上具有高表达。乳酸菌分离鉴定结果显示,鲊广椒中蕴含了L.plantarum、L.brevis、L.curvatus和L.sakei等乳杆菌类群,其中L.plantarum为天门地区鲊广椒中的优势乳杆菌。

秭归地区鲊广椒中乳酸菌及细菌多样性研究

该研究在采用纯培养方式对秭归地区鲊广椒中乳酸菌进行分离鉴定的基础上,进一步采用MiSeq高通量测序技术对其细菌多样性进行解析。结果表明,从14个鲊广椒中分离出的43株疑似乳酸菌被鉴定为乳酸杆菌属(Lactobacillus)和屎肠球菌属(Enterococcus),鉴定到的种主要有植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、敏捷乳杆菌(Lactobacillus alimentarius)和屎肠球菌(Enterococcus faecium),占所有分离株的86.05%,其中L.plantarum占所有分离株的60.74%,为优势菌种。测序结果显示,鲊广椒中主要的细菌类群为隶属于硬壁菌门(Firmicutes)的Lactobacillus和戊糖片球菌属(Pediococcus)以及隶属于变形菌门(Proteobacteria)的假单胞菌属(Pseudomonas),其平均相对含量分别为47.85%、13.29%和21.31%,其中乳酸菌含量累计达61.14%。由此可见,秭归地区鲊广椒中蕴含了较为丰富的乳酸菌资源,但同时也存在Pseudomonas等具有致病性的菌属。

湖北夷陵地区鲊广椒中乳酸菌的分离鉴定及其对产品品质的影响

为解析湖北省夷陵地区鲊广椒中乳酸菌多样性及对其分离株发酵特性进行评价,采集了5个样品,利用纯培养的方法,根据菌落形态、过氧化氢酶试验和革兰氏染色特征,选择菌落形态差别较明显的17株菌,通过16S rDNA序列分析对其进行了种属鉴定,同时采用电子鼻和电子舌相结合的方法对其制备鲊广椒的品质进行了评价。结果表明:从5个鲊广椒样品中共分离出17株Lactobacillus(乳酸杆菌属)细菌,分别为L. farciminis(蜡状乳杆菌)、L. alimentarius(敏捷乳杆菌)、L. paracasei(副干酪乳杆菌)、L. formosensis(福尔摩沙乳杆菌)和L. plantarum(植物乳杆菌),且L. plantarum(植物乳杆菌)为优势菌。通过电子鼻分析发现传感器W1C、W3C和W5C对所有Lactobacillus分离株制备的鲊广椒样品响应值明显偏高。通过电子舌分析发现多数Lactobacillus分离株制备的鲊广椒样品酸味、鲜味和丰度(鲜味的回味)明显提升。由此可见,L. plantarum(植物乳杆菌)为湖北省夷陵地区鲊广椒中的优势细菌,使用Lactobacillus进行纯种发酵有利于鲊广椒品质的提升。