高温大曲中真菌类群解析及其风味品质评价

该研究基于MiSeq高通量测序技术对兰陵地区高温大曲的真菌类群结构进行了解析,采用电子鼻技术对其风味品质进行了评价,并探究了真菌属与风味评价指标之间的相关性。基于加权UniFrac距离分析显示,15份高温大曲被分为2个聚类。α多样性分析显示,较之聚类II,聚类I真菌类群的丰富度和多样性极显著偏低(P<0.001)。属水平上,聚类I高温大曲中Thermomyces(嗜热真菌属)丰度极显著偏高(P<0.001),Aspergillus(曲霉属)丰度极显著偏低(P<0.001),平均相对含量分别为96.44%和1.47%,而在聚类II高温大曲中分别为46.60%和37.89%,且兰陵高温大曲中Thermomyces与Aspergillus之间呈现极显著负相关性(P<0.001)。电子鼻分析结果表明,较之聚类II,聚类I高温大曲中有机硫化物显著偏低(P<0.05)。多元统计学分析发现,聚类I高温大曲中Thermomyces丰度较高且芳香类物质含量丰富。由此表明,Thermomyces对高温大曲风味品质形成可能具有积极作用。

不同诱导物对白地霉中高级醇脱氢酶的影响

化学或物理因子作为诱导物,能够直接或间接影响菌体基因转录表达。为探索高级醇底物对白地霉的诱导效果,以分离自土壤的白地霉S12为对象,采用五种高级醇(正丙醇、正丁醇、异丁醇、正己醇和异戊醇)作为诱导物,研究不同高级醇的诱导剂量、诱导时间对菌体S12降解不同高级醇活性及脱氢酶活力的影响。结果表明,当正己醇和异丁醇分别作为诱导剂时,胞内酶活力较高。正丙醇、正丁醇、异丁醇和正己醇作为诱导剂时,最适诱导时间均为6 h;而以异戊醇为诱导剂时,最佳诱导时间为12 h。以正丙醇和正己醇为诱导剂时,最适的诱导浓度为1.5 g/L;以正丁醇、异丁醇和异戊醇为诱导剂时,最适诱导浓度分别为1.0、0.5和2.5 g/L。NativePAGE电泳结果表明,以五种高级醇为诱导剂均能使菌体合成分子量为223 kDa左右的脱氢酶。其中,以正己醇为诱导剂时所得菌体同时降解多种高级醇的能力最强,其降解产物均为其相应的酸类和酯类物质。

清香型白酒大曲中产酯化酶微生物分离筛选及鉴定

从清香型白酒大曲中分离纯化高产酯化酶的微生物菌株,经过初筛、复筛,最终得到1株细菌HXX7,其麸曲酯化力可达20.6 mg/g,具有较强催化合成乙酸乙酯的能力。对HXX7菌株及微观细胞形态进行观察,发现HXX7为革兰氏阳性细菌;应用16S rDNA测序方法对其进行分子生物学鉴定,结果显示HXX7为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。

浓香双曲酿造工艺与酒醅微生物群落演替规律的研究

本研究按照浓香型白酒工艺特点,利用不锈钢发酵容器,以混合均匀后的浓香产酒大曲和浓香生香大曲作为糖化发酵剂,粉碎高粱为原料,采用清蒸混入、续糟发酵的生产方式,形成浓香双曲酿造工艺。通过常规理化分析技术和Illumina MiSeq高通量测序技术对双曲酿造工艺酒醅的理化指标和微生物菌群进行测定和分析,以进一步探究其发酵机理。结果表明,整个发酵过程中理化指标的变化具有较明显的规律性,酒精度前期迅速增加,后期趋于平缓,并在第9 d时达到最大值。发酵过程中共检测出317个属,其中真菌225个、细菌92个,酒醅中主要优势真菌属有2种,伊萨酵母属(Issatchenkia)在发酵过程中占绝对优势;主要优势细菌属有3种,发酵前期乳酸菌属(Lactobacillus)占绝对优势,发酵后期unclassified-Lactobacillales占绝对优势。酒醅发酵过程中微生物群落结构的变化与理化因子有显著关系,对真菌而言,还原糖含量与双足囊菌属(Dipodascus)、嗜热子真菌属(Thermomyces)的相对丰度呈极显著正相关;对细菌而言,淀粉和还原糖的含量与葡萄球菌属(Staphylococcus)相对丰度呈显著正相关,水分含量和酒精度与unclassified-Lactobacillales相对丰度呈显著正相关。酒醅发酵过程中温度、酒精度和酸度推动了微生物群落结构的演替。

高温大曲中功能红曲霉菌株的筛选与功能浅析

该研究采用可培养技术从呈粉红色的高温大曲中分离红曲霉(Monascus)菌株,结合多元统计分析方法研究其在纯培养麦曲、模拟白酒固态发酵及强化大曲中的代谢特征,进而筛选优良的功能红曲霉菌株,并通过形态学观察和分子生物学技术对筛选菌株进行鉴定。结果表明,共分离筛选得到3株优良的功能红曲霉菌株,编号分别为H14、H26和H30。其中,菌株H14具有提高基酒产率(7.5%vol)、改善糟醅挥发性风味物质含量(33.12 mg/kg)和轮廓的潜力;菌株H30改善了高温大曲的酯化活性;菌株H26具有产特征风味化合物(吡嗪类物质)的潜力,其强化高温大曲中2,3,5,6-四甲基吡嗪的含量达0.27 mg/kg。经鉴定,菌株H14、H26和H30均为佛罗里达红曲霉(Monascus floridanus)。

高效定向驯化人工窖泥功能菌群及机制的研究

窖泥的质量和窖龄密切相关,且显著影响基酒的品质和产率。窖泥中功能菌群的形成是一个非常缓慢的过程,因此缩短优质人工窖泥(artificial pit mud,APM)的生产周期迫在眉睫。挖掘优良窖泥功能菌群资源,优化窖泥培养工艺是攻克发展障碍的关键。研究了太空(taikong,TK)大曲对窖泥群落结构的影响特点,确定了百年窖龄泥是人工窖泥功能菌群的强化源。TK大曲驯化生产APM及发酵后窖泥(pit mud,PM)显著改善了窖泥群落结构及挥发性代谢组分,提高了细菌群落的α-多样性。浓香型白酒酿造功能菌梭状芽孢杆菌(Clostridium_sensu_stricto_12)和古菌,尤其是甲烷八叠球菌(Methanosarcinales)的丰度显著增高了2~4倍,其中己酸和己酸乙酯是关键代谢物。研究结果可为基于优质窖泥和大曲的人工窖泥培养技术开发提供理论与技术支撑。

酿酒酵母对浓香型白酒发酵过程中微生物群落演替的影响机制

分析酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)对浓香型白酒发酵过程中酒醅微生物生态位和群落组装的改变,以探究其对酒醅微生物演替的影响机制。通过接种1株从浓香型白酒中筛选得到的酿酒酵母菌株至酒醅中进行发酵实验,利用高通量测序技术研究对照组和实验组酒醅微生物群落结构,采用统计学分析方法研究对照组和实验组的生态位变化,利用零模型分析微生物群落的组装机制。结果表明:与对照组相比,实验组微生物群落多样性降低、物种组成减少;实验组的微生物群落生态位宽度降低、特化种类群的相对含量升高;在共现网络中,实验组网络主要模块中特化种的相对丰度增加,并且网络的复杂性增加;对照组和实验组微生物群落的组装均主要受随机过程主导,但实验组生态漂移和均匀质扩散对群落构建的重要性降低,使微生物的群落演替更具确定性。本研究揭示了酿酒酵母在浓香型白酒发酵过程中的生态功能,对白酒发酵具有重要影响。

窖泥中乳酸利用菌的分离鉴定及降解性能研究

研究以优质老窖泥作为筛选源,以乳酸钠为唯一碳源分离乳酸利用菌。通过菌落形态观察和16S rRNA基因测序对菌株进行鉴定,采用液相色谱法和气相色谱法测定菌株的乳酸利用率和代谢特征。试验中共筛选到3株乳酸利用菌,对其中2株乳酸利用率高的YG-1和WG-1进行菌种鉴定,结果显示两株同属于芽孢杆菌属(Bacillus),2株菌的酸类代谢产物主要是乙酸。考察pH、乙醇、葡萄糖及乳酸钠对菌株利用乳酸影响的试验中发现,2株菌在中性及碱性条件下的乳酸降解能力要好于酸性条件,环境pH小于5时,不利于菌株代谢;菌株YG-1可以耐受6%的乙醇浓度,比WG-1有更高的乙醇耐受力;葡萄糖存在的情况下,2菌株的乳酸利用率显著下降;2株菌均能耐受40 g/L的乳酸含量。

酿酒专用小麦大曲中挥发性风味成分与微生物群落相关性分析

为研究制曲原料对大曲中挥发性风味成分和微生物群落的影响,以酿酒专用小麦大曲为研究对象,普通小麦大曲为对照,分别采用顶空固相微萃取-气质联用法和高通量测序技术分析大曲的挥发性风味成分和微生物群落组成,并基于多元统计分析方法探讨二者相关性。结果表明,两种小麦大曲共检出125种挥发性风味成分,共筛选出49种差异风味成分,酿酒专用小麦大曲中差异挥发性风味成分种类及含量优于普通小麦大曲。在微生物群落组成上共检出优势细菌属11种、优势真菌属4种;相关性分析表明,乳杆菌属(Lactobacillus)和曲霉菌属(Aspergillus)与醇类含量呈显著正相关(P<0.05),芽孢杆菌属(Bacillus)与吡嗪类含量呈高度显著正相关(P<0.001),泛菌属(Pantoea)、明串珠菌属(Leuconostoc)和葡萄球菌属(Staphylococcus)是醛类主要贡献微生物。采用酿酒专用小麦制曲有益于大曲中细菌的富集培养及挥发性风味成分的丰富和均衡。

不同条件下粉碎度及大曲品质研究

制曲原料粉碎后的物料包含大皮、颗粒、细粉三个部分,本实验从钢辊物理特征、使用周期、原料润粮时间等方面探讨其对原料粉碎度影响。实验结果表明,钢辊拉丝角度与深度对物料大皮、颗粒影响较大。随着钢辊使用周期延长,呈现物料大皮偏大、颗粒减少趋势。原料润粮时间以浸润6~9 h为宜。结合季节特性设计粉碎度与水分梯度实验,得出理化指标均衡、感官品质优异的大曲。本实验结果可为中高温制曲生产提供参考。

β-石竹烯产生菌的筛选和提取工艺优化

为筛选出高产β-石竹烯(BCP)菌株,该研究通过顶空固相微萃取(HS-SPME)-气相色谱质谱(GC-MS)法对清香型白酒和大曲中香气成分进行检测,采用传统分离技术对大曲中产β-石竹烯(BCP)菌株进行初筛,将初筛菌株接种麸曲测定BCP含量进行复筛,并采用分子生物学技术对其进行菌种鉴定。对麸曲中β-石竹烯提取条件进行优化,并将筛选菌株进行小坛发酵应用。结果表明,该清香型原酒中β-石竹烯含量为0.02 g/L,大曲中β-石竹烯相对含量为0.85%。从大曲中初筛出5株霉菌(SDA1~SDA5),通过复筛得到β-石竹烯相对含量最高(1.04%)菌株SDA3被鉴定为戴尔根霉(Rhizopus delemar)。在提取试剂为无水乙醇、提取时间为2 h条件下,BCP含量为37.98 mg/L。与仅添加大曲相比,加入菌株SDA3强化麸曲用于小坛发酵,其产白酒中β-石竹烯的含量从13.65 mg/L提高至24.65 mg/L。

根霉功能曲制曲工艺条件优化研究

利用中高温大曲中筛选出的高产糖化酶根霉Rhizopus sp.菌株制备功能曲,通过单因素试验及响应面优化设计得出最佳工艺条件为:原料配比小麦粉∶熟糠∶麸皮(36∶10∶5)、接种量2.36%、料水比1∶0.6(g∶mL)、培养温度29.42℃和培养时间54.69 h。在此最佳工艺条件下制备的根霉功能曲糖化力为896 mg/g·h、液化力为1.5 g/g·h、试饭试验还原糖含量为37.5 g/100 g。

马克斯克鲁维酵母菌调控酒精饮料风味物质代谢机制的研究进展

马克斯克鲁维酵母菌(Kluyveromyces marxianus)是一种发酵性能优良的食品级产香酵母,可利用多种碳源,能提高酒样风味品质,并具有良好耐热性能,已成为酒精饮料行业的新宠。该文重点对马克斯克鲁维酵母菌促进酒精饮料生成苯乙醇和乙酸酯等重要风味物质的代谢机制进行总结,并从接种工艺、发酵温度、营养需求三个方面介绍其在发酵酒精饮料的风味调控技术,综述了该菌在奶啤、果酒、龙舌兰酒、乳清酒和米酸酒风味增强的研究与应用,并对马克斯克鲁维酵母菌在酒精饮料领域中的实际应用前景提出展望,以期为相关领域增强风味品质进行深入的研究和应用提供参考。

白酒酿造过程中微生物多样性的研究进展

白酒是中国传统的酒类之一,其酿造过程中微生物的多样性对于酒的品质和风味有着重要的影响。近年来,随着科学技术的不断发展,对于白酒酿造过程中微生物的研究也在不断深入。该文对白酒酿造过程中微生物的多样性研究进展进行了综述,包括微生物多样性的研究方法,窖泥、大曲及糟醅微生物群落的多样性。此外,阐述了微生物群落对白酒风味品质的影响,以及白酒中微生物间的相互作用,为白酒酿造微生物的后续研究提供参考。

高温大曲中芽孢杆菌菌群多样性解析及其分离株鉴定

为探究湖北襄阳地区高温大曲中芽孢杆菌(Bacillus)菌群多样性,该研究通过下载并筛选高温大曲样品芽孢杆菌相对含量>2.0%的测序数据,采用Illumina Mi Seq高通量测序技术和传统纯培养技术相结合的方法对大曲样品中芽孢杆菌多样性进行解析。结果表明,高温大曲中芽孢杆菌相对含量>2.0%的样品共有12份,包括8份白色大曲样品和4份黄色大曲样品,所有样品共获得77 825条代表性序列,1 197个操作分类单元(OTUs)。多样性分析结果表明,较之黄色大曲,白色大曲样品中芽孢杆菌的超1指数和发现物种数显著偏高(P<0.05)。OTU分析结果表明,OTU5321和OTU5291在所有样品中均存在,其在白色大曲和黄色大曲中累积包含序列分别占总序列数的49.43%和41.32%。传统纯培养技术分析结果表明,解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)为高温大曲中芽孢杆菌的主要可培养菌种。由此可知,白色大曲芽孢杆菌群落结构的丰富度更高,且解淀粉芽孢杆菌为高温大曲中芽孢杆菌的主要可培养菌种,为后续高温大曲中芽孢杆菌的应用及菌种选育具有指导作用。

高温大曲中葡萄球菌多样性解析及其分离株鉴定

为探究湖北襄阳地区不同颜色高温大曲中葡萄球菌(Staphylococcus)多样性,该研究通过下载并筛选葡萄球菌属相对含量>10%的样品序列,采用Illumina Mi Seq高通量测序技术和传统纯培养技术相结合的方法对大曲中葡萄球菌多样性进行解析。结果表明,高温大曲中葡萄球菌相对含量>10%的样品共有13份,包括7份黑色大曲、4份黄色大曲和2份白色大曲,葡萄球菌基因序列相对丰度占所有原核生物的14.33%~74.19%。多样性分析表明,黑色大曲中葡萄球菌丰富度和多样性均显著偏高(P<0.05),且不同颜色高温大曲中葡萄球菌群落结构差异显著(P<0.05)。操作分类单元(OTU)分析表明,高温大曲中共有OTU 5个,累积平均相对含量达到91.38%。传统纯培养技术表明,腐生葡萄球菌(Staphylococcus saprophyticus)是黑色、黄色和白色大曲中共有的可培养菌种,亦是高温大曲中葡萄球菌的主要可培养菌种。由此表明,黑色大曲中葡萄球菌丰富度和多样性更高,且腐生葡萄球菌为高温大曲中葡萄球菌的主要可培养菌种。

噬菌体在食品发酵中的功能和作用研究进展

噬菌体是一类能特异性感染细菌、真菌等微生物的病毒的总称。传统发酵食品独特的制作工艺,造就了其复杂多样的微生物体系,因而是噬菌体理想的生存环境。噬菌体来源于食品原料或发酵环境,在食品发酵过程中可能会导致发酵失败,但也会对体系中微生物的群落演替、风味物质的产生以及腐败菌的抑制有积极影响。该文将从有害和有益方面对发酵食品中发现的噬菌体进行分析和论述,并对噬菌体的控制措施和检测方法进行全面的总结和归纳,为深入探究发酵食品中噬菌体群落结构和功能以及更好的控制发酵过程提供指导和参考。

北京地区酱香型白酒第四轮次入窖酒醅中微生物及风味物质的变化

酱香型白酒具有典型酱香味,口感细腻,其发酵过程共有七个生产轮次,每轮次产生一种基酒,其中第四轮次酒风味物质丰富、品质极佳。发酵过程中微生物处于动态变化,风味物质各有差异,本文对第四轮次入窖酒醅中微生物变化及其对风味物质的影响进行研究。通过高通量测序对第四轮次发酵酒醅进行物种多样性分析,通过顶空固相微萃取结合气相色谱质谱分析技术对样品风味物质分析。结果表明,第四轮次入窖酒醅中优势细菌属为Lactobacillus(乳酸杆菌属)、Virgibacillus(枝芽孢杆菌属)和Kroppenstedtia(克罗彭斯特菌属),优势真菌属为Thermoascus(嗜热子囊菌属)、Aspergillus(曲霉属)和Issatchenkia(伊萨酵母属),在发酵中后期酒醅微生物呈现明显的动态变化;入窖酒醅中的醇类、酯类物质种类最为丰富,醇类、酯类、酸类化合物的相对含量随着入窖发酵时间的增加呈现先上升后下降的规律。本文对属水平真菌和细菌分别与风味物质进行关联性分析,发现Monascus(红曲霉属)、Lactobacillus和Wickerhamomyces(维克汉姆酵母)分别与白酒中关键风味物质乙酸乙酯、乳酸乙酯和己酸乙酯呈正相关,为酱香型白酒第四轮次发酵过程中的微生物以及风味物质与其他轮次的比较提供数据基础,为白酒品质提升提供理论依据。

佤族水酒发酵过程中的微生物菌群结构分析

该研究利用高通量测序探究了酒曲和发酵过程中佤族水酒样品的细菌、真菌群落组成,并基于属水平对细菌、真菌进行聚类分析(CA)。结果表明,厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)为酒曲及水酒样品优势细菌门,酒曲中优势细菌属为魏斯氏菌属(Weissella),水酒样品中优势细菌属包括芽孢杆菌属(Bacillus)、肠杆菌属(Enterobacter)等。酒曲中真菌门为子囊菌门(Ascomycota)和毛霉亚门(Mucoromycota),而水酒样品中仅有子囊菌门,酒曲中优势真菌属为曲霉属(Aspergillus)、复膜孢酵母属(Saccharomycopsis)等,复膜孢酵母属、酵母属(Saccharomyces)分别为水酒发酵前期(0~2 d)、后期(3~5 d)的优势真菌属。聚类分析结果表明,发酵后的水酒样品魏斯氏菌属、乳球菌属(Lactococcus)等细菌属相对丰度增加,发酵过程中水酒样品酵母属相对丰度呈逐渐增加并趋于稳定的趋势,而复膜孢酵母属相对丰度逐渐降低。

酿酒污水资源化应用性能及风险分析

酿酒污水因其有机物浓度高而难以高效处理,但城镇污水处理厂面临着因有机物不足而导致的低碳氮比(C/N)污水反硝化效果差的问题。因此,该实验考察了以酿酒污水作为碳源强化低C/N污水的亚硝酸盐氮(NO3--N)去除效果,对水力停留时间(HRT)进行了优化,并对关键微生物和技术风险进行了分析。结果表明,在HRT为12~36 h、酿酒污水和低C/N污水体积比500∶1、进水总氮(TN)19.7 mg/L的条件下,处理后化学需氧量(COD)、TN、NO3--N浓度可以满足污水处理厂尾水排放标准。HRT优化过程造成了菌群差异,其中食酸菌属(Acidovorax)是同步去除COD和NO3--N的主要异养反硝化菌属。此外,致病和移动元件表型富集表明,在HRT为12 h时微生物致病和传播综合风险最低。综上,酿酒污水的资源化利用技术是可行的,并且HRT为12 h是最高效、安全的技术参数。研究可为酿酒污水处理提供理论指导和参考。