基于高通量测序技术分析南方清香型白酒大曲的微生物多样性

利用高通量测序技术对不同香型大曲及南北两地清香型大曲中微生物菌群结构进行分析比较。结果表明，南方清香型白酒大曲的细菌以芽孢杆菌属（Bacillus)为优势菌群，其次以魏斯氏菌属（Weissella)、片球菌属（Pediococcus)及其他乳酸菌（Lactobacillus)为主要菌群；真菌优势菌种为覆膜孢酵母属(Saccharomycopsis)，其次是弯曲假丝酵母(Apiotrichum)、伊萨酵母属(Issatchenkia)、异常威克汉姆酵母属(Wickerhamomyces)等；霉菌以曲霉属(Aspergillus)占比最多。微生物群落由于制曲工艺不同与高温、中高温大曲有较为明显的差别，南北两地清香型白酒大曲的细菌真菌优势菌属均一致，但南方清香型白酒大曲中各类乳酸菌属与酵母属较北方清香型大曲丰富。     

山西老陈醋大曲细菌群落结构及多样性研究

山西老陈醋是以大曲为发酵剂,自然固态发酵的传统酿造食品。大曲中的微生物在其发酵过程中起重要作用。为了分析山西老陈醋大曲细菌群落结构及多样性,提取山西老陈醋大曲样品总DNA,应用Miseq高通量测序平台结合16S rDNA序列分析大曲细菌群落结构。大曲中的细菌种类丰富,包括:厚壁菌门、变形菌门、放线菌门和拟杆菌门,其中厚壁菌门和变形菌门为优势菌门,分别占大曲总细菌的69.67%和29.17%,放线菌门及拟杆菌门仅占大曲总细菌的0.86%和0.28%。厚壁菌门上仅检测到杆菌纲,主要包括乳杆菌属(32.82%)及芽孢杆菌属(29.45%)。在变形菌门上检测到γ-变形菌纲,主要包括泛菌属(27.36%)和不动杆菌属(0.80%)。放线菌门与拟杆菌门结构简单,分别检测到放线菌纲和黄杆菌纲,属水平上分别检测到糖多孢菌属(0.59%)和黄杆菌属(0.27%)。本研究揭示了山西老陈醋大曲细菌群落结构,为明确山西老陈醋微生物酿造机理提供基础数据。     

清香型白酒发酵过程中微生物群落结构变化及与理化性质的相关性

为了更好地了解清香型白酒的酿造机理,分析传统清香型白酒发酵过程中微生物群落结构、演替规律及与理化性质的相关性,采用传统地缸发酵28 d,连续取样(第0,2,4,6,8,12,16,20,24,28天)获得10组清香型白酒酒醅样品,分别测定其真菌、细菌组成以及水分含量、酸度、pH值、淀粉含量等理化性质。结果表明:从清香型白酒酒醅样品中检出细菌分布在18个门,其中真菌分布在7个门;属水平分析共获得467个属,其中细菌属311个,主要包括乳酸菌属、小球菌属、明串珠菌属、魏斯氏菌属、泛菌属、阿克曼菌属、肥杆菌属、链球菌属等,乳酸菌属和小球菌属为优势菌属;真菌属156个,主要包括哈萨克酵母属、酵母属、库玛氏菌属、嗜热子囊菌属、曲霉属、威克汉姆酵母属等,其中哈萨克酵母属和酵母属为优势菌属,且在同一时期不同的发酵缸内微生物组成略有差异。对样品的微生物多样性与理化性质进行相关性分析表明:细菌群落的多样性与发酵温度和pH值呈极显著的正相关,与水分和酒度呈极显著的负相关;比较而言,酒醅真菌群落的多样性与各理化指标之间的相关性均不显著。     

利用非培养技术研究古井贡酒大曲中的细菌群落结构

淡雅型白酒古井贡酒大曲中的微生物群落结构一直未在分子水平上得到解析。本文采用构建16s rDNA克隆文库的非培养方法对古井贡酒中温大曲和高温大曲进行细菌群落结构及其多样性研究。所有克隆菌株归为36个OUT,分别属于厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和一些未培养菌类,其中厚壁菌门占多数。总体来说,中温大曲明显要比高温大曲细菌多样性更丰富一些。高温大曲的菌种相对比较单一,绝大多数为高温放线菌Thermoactinomyces sanguinis,而且仅存在于高温大曲中,占到高温大曲表面菌群的79.5%,高温大曲曲心菌群的98.5%。中温大曲的两个样本差距比较大。样本S1的优势菌为枝芽孢菌属(Virgibacillus sp.),占85.3%,另外还有少量的未培养菌类(12.9%)。中温大曲S2的细菌多样性比较丰富,优势菌属为乳杆菌属Lactobacillus(25.2%)、葡萄球菌属Staphylococcus(14.3%)、芽孢杆菌属Bacillus(13.4%)和各种未培养菌类(16.8%)。古井大曲中存在大量潜在新种,需要进一步鉴定。     

酱香型白酒大曲和糟醅的细菌多样性分析

采用Illumina HiSeq 2500测序系统全面剖析酱香型白酒中的高温制曲和发酵酿酒阶段的细菌群落结构。结果显示：酱香型白酒高温制曲阶段和发酵酿酒阶段大曲和糟醅的细菌菌群在数量及结构分布上均具有多样性特点,菌群种类基本一致。两个阶段的优势菌门均为厚壁菌门Firmicutes、变形菌门Proteobacteria、放线菌门Actinobacteria、拟杆菌门Bacteroidetes 4?类。高温制曲和发酵酿酒生态环境之间存在差异,导致微生物优势菌不同。另外,随着发酵时间的推移,酱香型白酒酿造过程中微生物群落呈现一定的变化规律,大曲样本的细菌菌类变化与贮存时间有关,优势菌属有Clostridium sensu stricto 1、Escherichia-Shigella、Lactobacillus、Streptococcus、Actinobacillus、Bifidobacterium、Peptoclostridium、Mycoplasma、Citrobacter等,诸如Escherichia-Shigella、Actinobacillus、Bifidobacterium、Citrobacter等细菌随贮存时间的延长而增加,Clostridium sensu stricto 1、Mycoplasma等表现为先上升后下降,而Lactobacillus、Peptoclostridium等无明显变化,Streptococcus等细菌呈现下降趋势。而糟醅微生物随窖池发酵（起窖）及高温堆积（下窖）的工艺而不断变化,发酵酿酒阶段的优势微生物为Escherichia-Shigella、Lactobacillus、Clostridium sensu stricto 1、Streptococcus、Actinobacillus、Bifidobacterium、Alternaria。相对丰度较高的细菌菌属中Escherichia-Shigella、Lactobacillus在发酵前期菌数先升高,中期从第2轮次开始下降,第3轮次下窖时达到最低,后期逐渐上升。Clostridium sensu stricto 1、Streptococcus菌群丰度变化规律复杂,呈现先下降后上升的趋势。结果表明：高温制曲与发酵酿酒阶段的优势菌菌属基本一致,说明大曲是后续糟醅发酵的微生物来源。另外,细菌的生长耐受性范围较广,随着时间的推移,温度和水分达到相对平衡,细菌群落也逐渐得到了调整,形成单一菌类为主导的环境,更有利于酱香酒的酿造。     

基于高通量测序技术分析北京清香型大曲微生物多样性

利用高通量测序方法对北京某清香型酒厂大曲细菌16S rDNA V4区和真菌ITS1区进行测序分析其微生物多样性,并对大曲微生物在不同分类水平相对丰度进行统计。结果表明：大曲中在细菌操作分类单元(OTU)为47、真菌OTU为11,细菌种类较真菌种类丰富;细菌中优势菌是乳酸菌,包括乳杆菌属、片球菌属、乳球菌属、明串珠菌属四个属。同时也检测到醋杆菌属、芽孢杆菌属等;真菌中优势菌是假丝酵母属,此外还有曲霉属、毛霉属、威克汉姆酵母属等;对大曲物种Alpha多样性分析表明测序深度基本覆盖该酒曲中微生物种类;最后分析讨论了大曲优势微生物在白酒酿造中的功能。该研究对于指导白酒生产具有重要意义。     

数字化高温大曲发酵过程中微生物群落结构的变化

采用Illumina MiSeq高通量测序技术对数字化高温大曲和传统高温大曲进行微生物群落多样性解析;同时根据微生物物种信息和理化特性进行相关性分析和生物信息学分析。结果表明,两种高温大曲在发酵过程中微生物群落结构均有显著变化。发酵结束时,两种高温大曲的细菌都以克罗彭斯特菌属（Kroppenstedtia）、糖多孢菌属（Saccharopolyspora）、芽孢杆菌属（Bacillus）、魏斯氏菌属（Weissella）和乳酸杆菌属（Lactobacillus）为主要优势菌属,真菌以嗜热子囊菌属（Thermoascus）、嗜热真菌属（Thermomyces）和曲霉菌属（Aspergillus）为主。非度量多维尺度分析和层级聚类分析结果表明,相同时间时两种大曲的微生物组成大体相似。     

中温大曲在发酵和贮存过程中微生物群落结构分析

通过聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）技术解析中温大曲在不同发酵期和贮存期的微生物群落结构,获得表征中温大曲细菌和真菌群落结构的DGGE指纹图谱。结果表明,中温大曲细菌有19种,其中芽孢杆菌属（Bacillus）和乳酸菌属（Lactobacillus）均属于优势菌群;真菌共13种,其中根霉属（Rhizopus）和酵母属（Saccharomyces）均属于优势菌。大曲微生物总体的变化趋势是发酵开始时微生物数量较少,发酵中期（4～8 d）微生物数量达到顶峰,大量细菌和真菌旺盛繁殖,发酵后期（12 d）微生物群落逐渐减少并趋于稳定;贮存期内,微生物的种类的趋于平稳,数量变化较大。     

稻花香包包曲白酒发酵过程微生物动态分析

在稻花香白酒酿造过程中,大曲中微生物的形成和变化影响物质及能量的代谢途径,一定程度上也决定了稻花香白酒中特殊微生物菌群的形成。用传统鉴定方法结合DGGE、克隆分析等现代分子生物学方法研究了稻花香大曲中微生物群的动态变化及其主要微生物,结果显示,稻花香包包曲中原核微生物较丰富,优势种群主要包括细菌和放线菌,其中细菌占绝大部分,以芽孢杆菌、杆菌、球菌为主,原核微生物菌落结构随白酒发酵过程而发生改变。真核微生物优势种群主要包括酵母菌和霉菌,两者的多样性较丰富,霉菌以曲霉为主,群落结构和优势种群呈一定动态规律性的变化。     

传统清香型白酒发酵过程中真菌群落结构及其动态演替

通过Illumina MiSeq高通量测序技术,对传统清香型白酒大楂和二楂发酵过程中的真菌群落结构、丰度及演替规律进行研究,测序获得有效序列数分别为488 956条和642 670条,分别包含14 230个和7 303个OTU,归类为26个亚门或纲,主要为子囊菌纲、担子菌亚门、接合菌亚门和其它未分类的单元。结果表明,传统清香型白酒大楂和二楂真菌群落组成丰富,在发酵过程中真菌的种类和数量随着发酵时间的延长和环境的改变而不断变化,其中子囊菌纲的腹膜孢酵母属、酵母属、假丝酵母属、有孢汉逊酵母属和有孢圆酵母属为传统清香型白酒大楂或二楂发酵主要优势菌群。本研究为清香型白酒发酵过程中功能性微生物菌群的进一步挖掘奠定了基础。     

中高温大曲质量鉴定体系构建的研究

曲为酒骨,大曲质量的优劣直接影响白酒的产量、质量与风格,科学的大曲质量鉴定体系显得尤为重要.本文首次提出入库曲质量管控,创新构建入库曲和出库曲质量评定体系,新评定体系不仅具有很强的可操作性,而且评判也更加公正精准,对于中高温大曲质量控制、工艺改进、品质提升等都具有积极的指导意义,也有可供同行参考借鉴之处.     

入窖七因素的变化规律及相互关系的研究(六):曲药

根据近年来对浓香型白酒大曲的研究成果,通过对目前浓香型白酒生产中普遍使用的中偏高温大曲中主要的菌系、酶系、物系等的分析,揭示了浓香型白酒大曲在生产中的作用及其与其他入窖条件之间的相互关系。并结合生产实际对入窖使用以中偏高温曲为主、用曲量等提出了建议,对提高浓香型白酒的质量有借鉴作用。     

浓香型(泸型)大曲的研究及其应用

大曲的质量对曲酒的质量和出酒率都有极大的影响。大曲作为大曲酒生产的糖化剂、发酵剂，含有多种微生物及其产生的多种酶类。传统制曲采用自然接种，不同发酵阶段其微生物类群亦不同。整个发酵过程中，曲皮微生物的数量均高于曲心，因此，曲皮的糖化酶、液化酶活力始终高于曲心。总观发酵全过程，微生物的活动规律与酶类的变化规律是一致的。大曲生产工艺的发展过程：(1)传统发酵工艺——地面堆积发酵，制曲坯的过程也是自然接种的过程，发酵期间通过人工翻动、堆烧、开启门窗等过程来控制发酵过程中对温度和湿度的要求。(2)大曲强化发酵技术，制曲时，只需在拌料时加入0．5％～1．0％的优质种曲，按常规制曲，成曲即为强化大曲。(3)大曲架式发酵微机控制系统及制曲工艺，采用了自动控制系统。大曲质量的好坏，取决于生产过程各步工序的质量。传统浓香型(泸型)白酒采用中温曲生产，现也有厂家把高温曲、中温曲混合使用，把酯化曲与中温曲混合使用的，目的是使白酒产品更贴近市场。     

曲虫治理效果分析

通过对曲虫治理应用研究效果的分析 ,结果表明 :质量效果提高 7% ,糖化力效果提高 80 % ,综合效果提高 92 7%。     

洋河大曲主要菌系的研究

对洋河大由3种大曲浸提液主体微生物区系进行研究。结果表明,洋河大曲中的细菌种类最为丰富,共分离到15株,其中芽孢杆菌属6株;霉菌12株,其中,曲霉属6株,该种类较丰富,但其在数量上并不具优势;分离到酵母菌8株,其中,毕赤酵母属3株,其数量占酵母菌总数的80％左右;洋河大曲与传统浓香型大曲中的主体微生物菌系之间存在一定的...     

不同部位后火低温大曲真菌群落结构比较分析

该研究以真菌内转录间隔区（internal transcribed spacer,ITS）为靶点,采用Illumina MiSeq高通量测序技术对后火低温大曲曲皮和曲心的真菌多样性进行分析。经α多样性发现,后火低温大曲曲心的真菌群落丰富度和多样性均显著高于曲皮（P<0.05）。经β多样性发现,曲皮和曲心样品间差异极显著（P<0.001）。属水平上,曲皮中的优势真菌属为复膜孢酵母属（Saccharomycopsis,98.92%）,而曲心中的优势真菌属为Saccharomycopsis（58.20%）和曲霉属（Aspergillus,40.97%）。在分类操作单元（operational taxonomic units,OTU）水平上,平均相对含量>1.0%的核心OTU仅2个,分别隶属于Saccharomycopsis（70.84%）和Aspergillus（17.91%）。经线性判别分析效应大小（linear discriminant analysis effect size,LEfSe）分析发现导致两者差异的主要菌群为Saccharomycopsis和Aspergillus等优势菌群。由此可见,后火低温大曲中主要的真菌类群为Saccharomycopsis和Aspergillus,且曲皮和曲心部位真菌群落结构存在差异,为后续制曲工艺的改良和华中地区酿酒微生物资源的挖掘提供一定的数据支撑。     

夏季浓香型大曲生产的工艺控制

大曲的质量对曲酒的质量和出酒率都有极大的影响,大曲作为大曲酒生产的糖化剂、发酵剂,含有多种微生物及其产生的多种酶类.根据夏季大曲生产的实际情况,通过人工洒水,控制好温度和湿度,调动工人的生产积极性,通过精心操作和严格管理,为各种有益的酿酒微生物提供适宜的生长条件,可大大提高成品大曲的质量.     

北方中高温包包曲机械制曲工艺分析研究

研究了机械制曲在培养过程中对曲房室温和曲块品温的影响,并对比了机械制曲和人工制曲工艺所生产成品曲的感官指标和理化性能。结果表明,机械制作的成品曲达到了规定的质量标准。该研究为进一步优化机械制曲工艺条件和指导生产提供了理论依据。     

大曲的热风干燥特性及其动力学模型

通过探究温度和风速对大曲热风干燥特性、水分有效扩散系数Deff以及活化能Ea,以建立排潮降温期大曲的热风干燥动力学模型,并探究热风干燥与曲虫致死情况的相关性。结果表明,大曲干燥阶段主要是降速干燥阶段。干燥温度对水分有效扩散效果要明显大于干燥风速,说明干燥过程中温度对大曲脱水影响较大;大曲热风干燥活化能Ea为59.744 k J/mol。选取8种典型干燥模型方程分别描述排潮降温期大曲的干燥曲线,Midilli模型具有更优越的拟合效果,拟合精度高,且经过热风干燥后干燥环境和大曲内部的曲虫能够完全死亡。因此,本文研究外源加热的曲药干燥工艺,在排湿的同时对曲虫进行有效的杀灭,为大曲热风干燥工艺的研究和生产控制提供理论依据。     

有益功能微生物在强化大曲生产中的应用

以传统中高温大曲作为研究对象,对其微生物体系进行分析,通过分离筛选获得一些具有提高大曲性能的有益功能微生物。将有益功能微生物应用于传统大曲生产中,制备强化大曲。通过指标测定及生产应用,取得了良好的效果,对提高大曲品质,以及推进大曲机械化生产具有重要意义。