基于宏基因组测序和纯培养技术解析胀袋生抽酱油的微生物类群

该研究采用宏基因组测序技术对胀袋生抽酱油微生物类群进行了解析,对其微生物菌株进行了分离鉴定,并对分离株是否可导致酱油胀气进行了验证。宏基因组结果表明,胀袋生抽酱油样品中平均相对含量大于1.0%的微生物主要由嗜盐四联球菌(Tetragenococcus halophilus)、酸鱼联合乳杆菌(Ligilactobacillus acidipiscis)、植物乳植物杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)、耐酸乳杆菌(Lactobacillus acetotolerans)、棒状腐败乳杆菌(Loigolactobacillus coryniformis)、短促生乳杆菌(Levilactobacillus brevis)和屎肠球菌(Enterococcus faecium)构成,平均相对含量分别为28.01%、25.50%、9.45%、2.49%、1.83%、1.53%和1.33%;采用纯培养技术,分离出的49株细菌被鉴定为6个属下的11个种,其中枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、破布子联合乳杆菌(Ligilactobacillus pobuzihii)、蛋白原酶腐败乳杆菌(Loigolactobacillus rennini)和L.acidipiscis分离株占总分离株数的39.22%、19.61%、11.76%和9.80%,分离出的2株酵母菌均被鉴定为扣囊复膜酵母(Saccharomycopsis fibuligera);产气验证实验发现,所有分离株均不能单独引起生抽酱油的胀袋现象。由此可见,胀袋生抽酱油具有较高的微生物多样性,在后续研究引入培养组学策略以获得更多的分离株,亦或考虑多菌株的协同作用,对酱油涨袋这一产业问题的解决可能具有积极的意义。

低温大曲真菌菌群结构解析及其风味品质评价

该研究首先使用高通量测序技术解析长治地区低温大曲中真菌的菌群结构,继而使用电子鼻评价大曲的风味品质,最后对真菌菌群与风味品质进行了关联性分析。通过高通量测序可知,在所有大曲样品中均存在且平均相对含量大于1.0%的真菌属有根霉属(Rhizopus)、曲霉属(Aspergillus)、双足囊菌属(Dipodascus)、丝毕赤酵母属(Hyphopichia)、梗霉属(Lichtheimia)、根毛霉属(Rhizomucor)和复膜孢酵母属(Saccharomycopsis)。通过电子鼻检测可知,低温大曲中主要的挥发性物质主要为有机硫化物、萜类物质和乙醇。通过相关性分析可知,在真菌属之间,Lichtheimia与Rhizomucor、Hyphopichia与Saccharomycopsis均呈显著正相关(P<0.05);在真菌属与风味品质之间,Rhizomucor与有机硫化物呈显著正相关(P<0.05),Lichtheimia与芳香类物质呈显著正相关(P<0.05)。由此可见,长治地区低温大曲中含有丰富的真菌类群,并且真菌属与风味品质存在一定的关联性。

长治地区清香型大曲理化特性与细菌类群的关联性分析

采用理化分析和MiSeq高通量测序相结合的方法,对山西省长治地区11个清香型大曲的理化特性和细菌类群进行了解析,并对两者的相关性进行了揭示。理化分析发现,不同清香型大曲样品在氨基酸态氮、液化力和酒化力等指标上变异系数均大于15%存在较大的差异,其中不同样品在液化力上的差异最大,在灰分上的差异最小。MiSeq高通量测序分析发现,在所有样品中均存在且平均相对含量>1.0%的细菌属分别为水杆菌属(Aquabacterium)、嗜糖假单胞菌属(Pelomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、雷尔氏菌属(Ralstonia)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)、伯克氏菌属(Burkholderia)、甲基杆菌属(Methylobacterium)和慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium),且不同样品共有大量的细菌类群。经相关性分析发现,Sphingomonas与蛋白质含量呈显著正相关(P<0.05),而与酸度呈显著负相关(P<0.05),Ralstonia与水分活度和酯化力均呈显著正相关(P<0.05),Pelomonas和Aquabacterium与水分活度均呈显著正相关(P<0.05)。由此可见,不同清香型大曲间存在大量共有细菌类群,且细菌类群与酒曲的部分理化特性存在一定相关性。

扩增区域对鲊广椒细菌MiSeq测序的影响

在使用引物27F/338R、338F/806R和515F/907R分别对细菌16S rRNA基因的V_1～V_2区、V_3～V_4区和V_4～V_5区进行扩增的基础上,采用MiSeq高通量测序评价扩增区域对鲊广椒细菌多样性分析结果的影响。结果发现,扩增16S rRNA基因V_4～V_5区的非特异性序列所占比例显著偏低(P<0.05),而扩增V_1～V_2区样品细菌的Chao 1指数显著偏高(P<0.05)。虽然扩增16S rRNA基因的V_3～V_4区会导致Cyanobacteria(蓝细菌门)和Pediococcus(小球菌)相对含量显著偏高(P<0.05),但不同扩增区域扩增出的同一样品其微生物群落结构无显著差异(P>0.05)。在对鲊广椒细菌多样性进行解析时,建议选择引物515F/907R扩增16S rRNA基因的V_4～V_5区。

腊肠发酵过程中细菌多样性评价及其对风味的影响

采用电子鼻对不同发酵时间腊肠风味品质进行评价,并采用MiSeq高通量测序技术对细菌多样性进行解析,同时对细菌的代谢功能进行预测,最终对细菌多样性与风味品质和代谢通路进行关联分析。结果发现在发酵到10 d左右,腊肠的风味品质发生了明显的变化,发酵初期是腊肠风味品质形成的关键时期。在门水平上,厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)平均相对含量之和高达96.00%。在属水平上,主要为乳杆菌属(Lactobacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)和魏斯氏菌属(Weissella)等乳酸菌。经基因功能预测和相关性分析发现,乳酸菌对腊肠的发酵成熟和风味品质的形成有至关重要的作用。同时,研究表明发酵时间控制在10 d左右,所得的腊肠品质较好。

不同处理工艺对猕猴桃果酒品质的影响

分别采用清汁、去皮和带皮的工艺酿造猕猴桃果酒,并对不同处理工艺酿造果酒的品质进行评价。结果表明,经电子舌检测发现,带皮发酵猕猴桃果酒的鲜味和咸味显著偏高(P<0.05),而酸味和苦味则呈现出相反的趋势(P<0.05)。经高效液相色谱(HPLC)检测发现,带皮发酵猕猴桃果酒中奎尼酸、柠檬酸、苹果酸和乳酸含量显著偏低(P<0.05)。经电子鼻检测发现,传感器W1C和W5C对带皮发酵猕猴桃果酒的响应值显著偏高(P<0.05),而传感器W5S呈现出相反的趋势(P<0.05)。经色度仪检测发现,带皮发酵的猕猴桃果酒其亮度(L*值)显著高于清汁发酵(P<0.05),而红绿度(a*值)显著高于去皮发酵(P<0.05)。通过主成分分析(PCA)、聚类分析(CA)和多变量方差分析(MANOVA)发现,带皮发酵的猕猴桃果酒品质更优。

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。

退化和正常窖泥微生物多样性的比较分析

浓香型白酒窖泥微生物多样性反映了窖泥质量,并在很大程度上决定了浓香型白酒品质。本研究采用Miseq高通量测序技术对退化窖泥(n=5)和正常窖泥样品(n=5)细菌多样性进行了比较分析,结果发现退化窖泥微生物群落的超1和香农指数均显著高于正常窖泥(p <0.05)。退化窖泥中Clostridium(梭菌)、Syntrophaceticus、Syntrophomonas(互营单胞菌属)、Petrimonas、Sedimentibacter(沉淀杆菌属)、Aminobacterium(胺小杆菌属)、Lysinibacillus(梭形杆菌属)和Pelotomaculum的相对含量显著高于正常窖泥(p <0.05),而Lactobacillus(乳酸杆菌)、Bacillus(芽孢杆菌)、Ralstonia(雷尔氏菌属)和Nocardia(诺卡氏菌属)呈现出相反的趋势(p <0.05)。基于UniFrac距离的主坐标分析和聚类分析均表明,2类窖泥细菌群落结构存在较大差异。通过冗余分析发现9个OTU代表了2类窖泥微生物群落结构差异显著相关的关键细菌类群,其中4个隶属于Lactobacillus(乳酸杆菌)的OTU在正常窖泥中含量比较高,5个分别隶属于Clostridium(梭菌)、Syntrophomonas(互营单胞菌属)、Pelotomaculum和Synergistaceae(互养菌科)的OTU在退化窖泥中含量比较高。本研究对揭示细菌多样性和窖泥质量间的关联性可能具有一定积极意义。

基于电子鼻和GC-MS联用技术对不同原料酿造黄酒风味品质的比较研究

分别以籼糯米、大米和粳糯米为原料在同一条件下酿造黄酒,采用电子鼻(electronic nose)和气相色谱质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)技术对不同原料酿造黄酒的风味品质进行比较研究。通过主成分分析、典型相关分析、聚类分析和多元方差分析发现不同原料酿造黄酒风味品质存在极显著差异(P<0.001)。经电子鼻技术评价发现,传感器W1C和W3C对粳糯米酿造黄酒中挥发性风味物质响应值显著偏高(P<0.05)。经GC-MS技术检测发现,以粳糯米为原料酿造的黄酒中乙酸乙酯和己酸乙酯相对含量显著偏高(P<0.05),而异戊醇、异丁醇和2-甲基-1-丁醇相对含量显著偏低(P<0.05)。结果表明,黄酒的风味品质以粳糯米为原料酿造的最佳。

基于PCR-DGGE研究琚湾酸浆水中细菌多样性及乳酸菌的分离鉴定

基于聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis,PCR-DGGE)技术结合乳酸菌纯化分离技术研究了枣阳酸浆水中乳酸菌的多样性。PCR-DGGE结果显示,不同来源酸浆水中既存在着一定的共有细菌又各自存在着一些特定的细菌。对细菌DGGE胶中的典型条带测序发现均为乳酸菌,说明在酸浆水中的优势菌株为乳酸菌,其中Lactobacillus fermentum为最优势菌属。对枣阳酸浆水中的乳酸菌进行分离鉴定,共得到15株乳酸菌,其中Lactobacillus fermentum 10株,为酸浆水中的优势菌属,这与PCR-DGGE的结果是一致的。

襄阳大头菜不同发酵状态腌制液中细菌多样性分析

利用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)研究襄阳大头菜正常发酵腌制液与长膜腌制液的细菌多样性,并对优势条带进行测序构建系统发育进化树。结果显示:在两个不同状态发酵液中的优势菌属均为Halomonas属、Halanaerobim属、Chromohalobacter属、Lentibacillus属、Psychrobacter属、Salicola属和不可培养的Stenotrophomonas属细菌,大头菜正常发酵腌制液与长膜腌制液在DGGE指纹图谱上没有明显差异。对DGGE指纹图谱进行UPGMA聚类发现,聚类的结果与腌制液的状态没有关系。由以上结果推断,襄阳大头菜腌制液长膜的机制与细菌关系不大。

襄阳大头菜腌制液中产膜醭酵母菌的多样性分析

采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)研究了襄阳大头菜发酵过程中正常腌制液和长膜醭腌制液中酵母的多样性,同时利用纯培养技术对襄阳大头菜膜醭中的酵母进行了分离和鉴定。PCR-DGGE结果显示,在襄阳大头菜不同发酵状态腌制液中酵母的多样性没有差异,均为鲁氏酵母(Zygosaccharomyces rouxii)和汉逊德巴利酵母(Debaryomyces prosopidis),但是在长膜醭大头菜腌制液中鲁氏酵母和汉逊德巴利酵母的生物量显著增加。从襄阳大头菜上的膜醭中分离出的酵母与DGGE结果一致。根据以上结果推断,鲁氏酵母和汉逊德巴利酵母存在于不同发酵状态的大头菜腌制液中,但是生物量不同,其的大量生长可能是引起膜醭出现的原因。

盐渍藠头盐水细菌多样性及基因功能预测分析

采用Mi Seq高通量测序技术对来凤地区盐渍藠头盐水细菌多样性进行解析,并采用PICRUSt技术对其基因功能进行预测。结果表明,99.58%的基因序列长度为425~451 bp,基本覆盖16S r RNA V_3-V_4区序列;优势细菌门为硬壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria),平均相对含量分别为43.94%、33.12%和18.21%;优势细菌属为乳杆菌属(Lactobacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)和嗜热油菌属(Thermoleophilum),平均相对含量分别为30.28%、18.21%和16.13%;共有219个核心操作分类单元(OTU),包含的序列数占总序列数的75.56%;盐渍藠头盐水中可能共有大量具有较强氨基酸转运和代谢功能的细菌类群。

植物乳杆菌对猕猴桃果酒品质影响的评价

使用酿酒酵母与39株植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)分别发酵进行猕猴桃果酒制备,并结合电子舌、电子鼻和高效液相色谱技术对其品质进行评价。经电子舌检测发现,添加L.plantarum发酵后部分猕猴桃果酒较之对照组酸味、苦味、涩味、咸味和后味A呈明显下降趋势,而部分猕猴桃果酒的丰度呈现相反趋势。经电子鼻检测发现,传感器W1C、W6S、W1S、W1W和W3S对添加L.plantarum发酵猕猴桃果酒的响应值明显偏低,而传感器W5S和W5C呈现出相反的趋势。经高效液相色谱检测发现,品质较好的猕猴桃果酒中奎尼酸和柠檬酸的含量显著偏低(P<0.05)。L.plantarum HBUAS52016和L.plantarum HBUAS52017在后续猕猴桃酒产品开发中具有一定的应用潜力。

南宁地区米酒曲源乳酸菌在糯米汁中氨基酸和有机酸代谢特征研究

该研究采用纯培养技术对广西南宁地区米酒曲中乳酸菌多样性进行了解析,旨在揭示其分离株在糯米汁中产氨基酸和有机酸的特征。结果表明,11个样品共分离出20株乳酸菌,分别被鉴定为戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)、融合魏斯氏菌(Weissella confuse)、类肠膜魏斯氏菌(Weissella paramesenteroides)、屎肠球菌(Enterococcus faecium)、台湾乳球菌(Lactococcus taiwanensis)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)和戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus),其中戊糖片球菌(P.pentosaceus)占分离株的35%,为南宁地区米酒曲中的优势乳酸菌。选取除屎肠球菌(E.faecium)外的16株乳酸菌分离株进行糯米汁纯种发酵,结果发现所有菌株均不产氨基酸,乳酸为糯米汁中主要有机酸。主成分分析(PCA)结果表明,融合魏斯氏菌(W.confuse)HBUAS53367产有机酸的能力较强,可用于后续进一步研究。

超声波辅助方式对红曲黄酒品质变化影响的研究

为缩短黄酒的陈化时间,利用超声波辅助方式进行黄酒发酵并对发酵后黄酒品质变化进行研究。研究结果显示,与对照相比超声波处理后的黄酒亮度降低,红色和黄色增加。滋味品质评价可以看出,与对照相比所有处理的涩味和后味A没有明显变化,其余指标变化无规律。主成分分析(principal component analysis,PCA)结果显示,处理C黄酒的滋味品质优于其他处理。超声波处理对黄酒中的有机酸含量和种类均有影响。从理化性质可以看出,与对照相比,超声波辅助方式对黄酒中的还原糖含量和pH值影响不大,总糖、总酸和氨基酸态氮含量上升,非糖固形物含量下降,其余指标变化无规律。

遵义地区莽椒细菌多样性及PICRUSt基因功能预测分析

该研究采用传统培养和Illumina MiSeq高通量测序技术相结合的方法对莽椒样品中的细菌多样性进行了解析。结果表明,17株分离菌全部为乳酸菌,且16株为乳杆菌。在门水平上,Firmicutes(硬壁菌门)和Proteobacteria(变形菌门)为绝对优势菌门,累计占比为99.39%;在属水平上,优势菌属为Lactobacillus(乳杆菌属,41.37%)、Pseudomonas(假单胞菌属,16.64%)、Weissella(魏斯氏菌属,14.96%)、Enterobacter(肠杆菌属,5.04%)、Pediococcus(片球菌属,2.48%)、Klebsiella(克雷伯氏菌属,2.40%)和Bacillus(芽孢杆菌属,1.33%)。从MG-RAST数据中下载湖北省当阳地区鲊广椒测序数据,进一步对莽椒和鲊广椒细菌多样性进行了分析。基因功能和表型结果表明,莽椒中细菌在生长繁殖等方面显著较低,而在革兰氏阴性菌和致病潜力的相对强度上显著较高。相关性检验发现优势细菌属对碳水化合物代谢、核酸代谢和蛋白质代谢等具有显著影响。由此可知该本研究对后续乳酸菌遗传多样性研究和产业化推动具有积极的意义。

当阳地区鲊广椒中乳酸菌的分离鉴定及其应用

采用传统培养分离方法和分子生物学技术对湖北省当阳地区鲊广椒中的乳酸菌进行分离鉴定,通过电子舌和电子鼻技术评价植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)强化发酵对鲊广椒品质的影响,并通过主成分分析(PCA)获得具有优良鲊广椒发酵特性的菌株。结果表明,从5份鲊广椒样品中分离获得18株产生溶钙圈的菌株,经16S rDNA序列分析鉴定发现,其中11株为L. plantarum。通过电子鼻分析发现,L. plantarum强化发酵时,多数鲊广椒样品挥发性风味物质中的芳香类物质含量明显提升;通过电子舌分析发现,L. plantarum强化发酵时,多数鲊广椒样品酸味明显提升,而鲜味和丰度(鲜味的回味)明显下降;PCA结果表明,L. plantarum HBUAS52019和L. plantarum HBUAS52006可作为鲊广椒发酵优良的菌株。

农家豆瓣酱细菌多样性及其对品质影响的评价

在使用Illumina MiSeq高通量测序技术对农家豆瓣酱细菌多样性进行解析的基础上,结合电子舌和电子鼻技术对豆瓣酱的品质进行评价。结果表明,在门水平上Firmicutes(硬壁菌门)、Proteobacteria(变形菌门)和Actinobacteria(放线菌门)的相对含量累计高达95.08%。在属水平上相对含量大于5%的细菌属分别为Bacillus(芽孢杆菌属,20.69%)、Staphylococcus(葡萄球菌属,20.50%)、Corynebacterium(棒状杆菌,7.42%)、Pediococcus(片球菌属,7.09%)和Lactobacillus(乳酸杆菌属,6.30%)。经Pearson相关性分析发现,大部分优势细菌属与农家豆瓣酱的缺陷型指标呈显著正相关(P<0.05),而肠杆菌属、片球菌属和芽孢杆菌属对农家豆瓣酱发酵过程具有促进作用。由此可知,部分优势细菌属对农家豆瓣酱的品质和安全性具有较大影响。

恩施地区腊肠的细菌多样性

为解析恩施地区腊肠中细菌的多样性,采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis,PCR-DGGE)和MiSeq高通量测序技术相结合的方法对采集自该地区的5个腊肠样品中的细菌进行测定。结果表明:恩施腊肠样品中含有大量的共有细菌类群,其优势细菌主要隶属于硬壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria),二者的平均相对含量分别为57.01%和30.43%;优势细菌属中平均相对含量最高的为环丝菌属(Brochothrix)。