高通量测序在酱香白酒微生态多样性研究中的应用

通过提取酱香型白酒生产发酵过程3轮次、7轮次酒醅微生物基因组DNA,采用高通量测序技术对酒醅中的微生态多样性进行测序分析。结果表明,酱香型白酒发酵过程3轮次酒醅（L3）中乳杆菌属（Lactobacillus）和芽孢杆菌属（Bacillus）是原核微生物中绝对优势菌,而7轮次酒醅（L7）中盐单胞菌属（Halomonas）是原核微生物中最优势菌属;同时在L3样品中嗜热真菌属（Thermomyces）和嗜热子囊菌属（Thermoascus）是发酵过程真核微生物中的绝对优势菌,而在L7样品中隐球菌属（Cryptococcus）则是真核微生物中的最优势菌属。对比两轮次酒醅中微生物分析结果,二者的微生态多样性存在较大的差异。分析认为可能正是因为两轮次酒醅中微生物在发酵过程中处于动态变化的差异性,导致两个轮次生产出的酒在产量和质量风味上自然存在较大的差异。     

湖南地区酱香型白酒酒醅细菌多样性及其与基酒风味物质相关性分析

采用高通量测序技术分析湖南地区酱香型白酒酒醅细菌群落结构及变化规律,利用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用(HS-SPME-GC-MS)分析轮次酒的风味物质构成,并阐释酒醅细菌菌群与风味物质的相关性。结果表明,酒醅样品中共检出25个门,308个属。优势菌门为厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria),优势细菌属为乳杆菌属(Lactobacillus)、醋杆菌属(Acetobacter)、劳尔氏菌属(Ralstonia)和芽孢杆菌属(Bacillus)等,其中乳杆菌属(Lactobacillus)和醋杆菌属(Acetobacter)为各轮次共有的优势菌属。各轮次基酒中共检出83种风味物质,相关性分析结果表明,克罗彭斯特菌属(Kroppenstedtia)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、乳杆菌属(Lactobacillus)、小球菌属(Pediococcus)、芽孢杆菌属(Bacillus)和醋杆菌属(Acetobacter)等与风味物质相关性较强。相较于其他产区,湖南地区酱香型白酒酒醅样品细菌群落结构、优势菌门种类数量、群属丰度及轮次基酒风味物...     

酱香型白酒机械化酿造不同轮次堆积发酵酒醅真菌群落结构多样性研究

该研究利用高通量测序及其数理分析对酱香型白酒机械化酿造七个轮次堆积发酵酒醅的真菌菌群结构进行分析。结果表明,七个轮次酒醅中共检出真菌4个门,102个属,185个操作分类单元（OTU）。嗜热真菌属（Thermomyces）、嗜热子囊菌属（Thermoascus）、曲霉属（Aspergillus）、有孢圆酵母属（Torulaspora）、丝衣霉属（Byssochlamys）、假丝酵母属（Candida）和威克汉姆酵母属（Wickerhamomyces）是酱香型白酒机械化堆积过程中的重要真菌属。酱香型白酒机械化酿造过程中的真菌微生物受淀粉含量、水分和酸度的影响较大,1～3轮次酒醅发酵白酒的微生物结构与水分和酸度呈负相关,而4～7轮次酒醅的微生物结构与水分和酸度呈正相关,且不同轮次酒醅存在着与水分、淀粉含量和酸度紧密相关的菌属,保证动态的调控酿造发酵过程,但重要的菌属受环境因子的调控不大,为酿造过程提供稳定的内在动力。     

洞酿酱香酒五轮次酿造过程中微生物与挥发性风味物质的相关性

堆积发酵是酱香白酒生产过程中至关重要的环节，其微生物多样性与挥发性风味物质间的关系复杂多变。为了更好地了解洞酿酱香酒在五轮次堆积发酵酒醅中微生物与风味代谢物质间的相关性，利用高通量测序技术（HTS）与顶空固相微萃取气相色谱质谱联用技术（HS-SPME/GC-MS）对五轮次堆积发酵酒醅中微生物菌群多样性和挥发性风味化合物进行检测，并计算二者之间Pearson相关系数，绘制可视化相关性网络图。结果显示：共鉴定出55种挥发性风味物质，分别为25种酯类、5种醇类、7种醛类、4种酸类、4种酚类、3种烷烃类与7种其他类，其中乳酸乙酯、苯乙醇、苯乙酸乙酯、乙酸苯乙酯为关键挥发性成分。从菌群结构上看，枝芽孢杆菌属、Kroppenstedtia、芽孢杆菌属、海洋芽孢杆菌、嗜热真菌属、接合酵母菌属、嗜热子囊菌属等为优势菌群。其中，Kroppenstedtia、红曲霉属、芽孢杆菌属与接合酵母菌属是对风味物质影响显著的微生物属。本研究旨为洞酿酱香酒品质提升提供理论依据。     

宏基因组学分析酱香型白酒窖内发酵优势菌与代谢功能的相关性

本文采用宏基因组学技术对酱香型白酒第四轮次窖内酒醅的优势菌区系变化、代谢功能差异及其相关性进行分析研究。结果表明,窖内酒醅处于酸性环境,发酵30 d风味与发酵0 d相比醇、酸类含量增加,酯类种类丰富;菌群多样性呈降低趋势,共发现细菌属409个,真菌属40个;发酵30 d时优势细菌为乳球菌属(33.83%)、肠球菌属(32.4%)、芽孢杆菌属(14.07%)和分枝杆菌属(8.62%)等,优势真菌为裂殖酵母属(22.26%)、曲霉属(19.58%)、丝衣霉属(14.64%)和毕赤酵母属(13.78%)等。KEGG分析表明碳水化合物代谢和氨基酸代谢为窖内发酵的主要代谢功能,其中曲霉属、莫氏黑粉菌属和毕赤酵母属与两种主要代谢功能具有强的正相关性,而乳球菌属、芽孢杆菌属和分枝杆菌属与其呈现较强负相关。研究结果为解析优势发酵菌及其代谢功能对酱香风味形成提供重要参考。     

贝莱斯芽孢杆菌对浓香型白酒酒醅微生物群落结构及挥发性风味物质的影响

分析贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）存在条件下浓香型白酒酒醅微生物群落结构和挥发性风味物质合成的改变,以探究大曲微生物对酒醅微生物及其代谢的影响。通过接种1 株从中高温大曲中筛选得到的贝莱斯芽孢杆菌至酒醅中进行发酵实验,采用顶空固相微萃取气相色谱-质谱联用技术对对照组和实验组酒醅的挥发性风味物质进行检测分析,使用扩增子测序研究对照组和实验组酒醅的微生物群落结构,利用偏最小二乘-判别分析探究对照组和实验组酒醅间的差异挥发性风味物质,采用Spearman相关性分析研究酒醅优势微生物群落与差异挥发性风味物质的相关性。结果表明,与对照组相比实验组酒醅中微生物的丰富度和均匀度并没有发生显著改变,且微生物群落结构在整个发酵过程中也没有显著差异。实验组酒醅中酸类、酯类、醇类挥发性风味物质与对照组酒醅相比都出现了明显增加。对照组和实验组酒醅共有15 种差异显著的挥发性风味物质。实验组酒醅中己酸和己酸乙酯的含量显著增加,己酸与乳杆菌属有显著正相关;己酸乙酯与毕赤酵母属和威克汉姆酵母属呈正相关,与热子囊菌属、芽孢杆菌和魏斯氏菌属呈负相关。研究结果揭示了接种贝莱斯芽孢杆菌对浓香型酒醅微生物群落结构和挥发性风味物质的影响,有助于了解大曲微生物对酒醅微生物的扰动及代谢物的改变情况。     

浓香型白酒发酵过程中酒醅微生物群落结构解析及其与风味物质的相关性

以浓香型白酒连续发酵的酒醅样品为研究对象，基于高通量测序技术分析白酒发酵过程微生物群落组成及动态变化，采用气相色谱-质谱联用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）法测定酒醅样品中的挥发性风味物质，并分析微生物群落与风味物质的相关性。结果表明，发酵过程中酒醅样品细菌的丰富度和多样性高于真菌，厚壁菌门（Firmicutes）和子囊菌门（Ascomycota）分别是丰度最高的优势细菌门和真菌门。平均相对丰度大于1%的优势细菌属有乳杆菌属（Lactobacillus）、蚤蝇属（Levilinea）和普雷沃菌属（Prevotella）等；优势真菌属有酵母菌目的未分类属（unclassified Saccharomycetales）、嗜热真菌属（Thermomyces）和曲霉属（Aspergillus）等。微生物与主要风味物质的相关性研究发现，在浓香型白酒发酵过程中，与主要风味物质相关的微生物包括8 个菌属，分别为Thermomyces、Naumovozyma、酵母属（Saccharomyces）、Lactobacillus、醋酸杆菌（Acetobacte）、梭状芽孢杆菌属（Clostridium）、假丝酵母属（Candida）和Aspergillus。     

国井绵雅酱香不同轮次堆积发酵的真菌群落多样性研究

通过高通量测序技术对国井绵雅酱香型白酒堆积酒醅中的真菌菌群结构及多样性进行测序分析。结果表明,各轮次堆积酒醅共检出4个真菌门类,Ascomycota（子囊菌门）为第一优势菌门;共检出25个真菌菌属,Issatchenkia（伊萨酵母属）、Thermomyces（嗜热真菌属）、Aspergillus（曲霉属）和Pichia（毕赤酵母属）各轮次都可检出且为优势菌属;对比各轮次的检测结果,下沙轮次堆积酒醅的真菌多样性和丰富度最好,五轮次堆积酒醅的真菌多样性和丰富度最差。     

武陵酱香型白酒七轮次高温堆积细菌群落多样性分析

本研究采用Illumina MiSeq高通量测序技术对武陵酱香型白酒七个轮次高温堆积酒醅样品细菌群落多样性进行了分析。结果表明，武陵酱香型白酒七个轮次高温堆积酒醅样品中共检出39个门和756个属；门水平下，各轮次共有的优势菌门（相对丰度≥1%）为变形菌门（Proteobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes），属水平下细菌的相对丰度平均大于1%，且出现在1个样品以上的核心细菌属有5个，分别为乳杆菌属（Lactobacillus）、醋杆菌属（Acetobacter）、芽孢杆菌属(Bacillus)、克罗彭施泰特氏菌属（Kroppenstedtia）和unclassified f＿＿Bacteria，各轮次共有的优势菌属（相对丰度≥1%）为乳杆菌属（Lactobacillus）和醋杆菌（Acetobacter）。说明武陵酱香型白酒七个轮次高温堆积酒醅样品中细菌群落结构具有多样性特点，同时菌群群落结构具有一致性和差异性。本研究结果揭示了武陵酱香型白酒7个轮次高温堆积酒醅样品中细菌群落结构与特征，为酱香型白酒高温堆积酿造过程中细菌群落结构变化规律解析提供了理论支持，为实现酱香型白酒高...     

清香型白酒发酵过程中微生物种群空间分布

利用高通量测序技术分析不同位置酒醅中微生物种群结构及演替规律。结果表明,清香型白酒发酵过程中优势细菌种群包括乳杆菌属、魏斯氏菌属、Kroppenstedtia、假单胞菌属、明串珠菌属、芽孢杆菌属和片球菌属,优势真菌种群包括毕赤酵母属、假丝酵母属、曲霉属、复膜酵母属和Kazachstania。发酵4~8 d时,不同位置酒醅微生物种群结构在属水平存在明显差异。同时,上层酒醅微生物种群演替速率慢于中、下层酒醅,最终造成上层酒醅乙醇产生速率低于中、下层酒醅。因此,不同位置酒醅微生物种群的监测对白酒发酵控制有重要参考价值。     

茅台地区酱香大回酒轮次发酵机理分析

酱香型白酒第三、四、五轮次酒（大回酒）是该香型白酒关键轮次酒,该研究对大回酒的风味物质、大回酒酒醅的理化性质和微生物以及三者之间的关联性进行分析,以探索茅台地区酱香大回酒轮次发酵机理。结果表明,大回酒酒醅水分为45.84%～47.75%,酸度为3.05～3.33 mmol/10 g,淀粉含量为26.85%～30.14%,还原糖含量为2.75%～3.03%。高通量测序的结果表明,大回酒酒醅中细菌优势菌群为Unidentified_Mitochondria、芽孢杆菌属（Bacillus）、克氏假单胞菌（Kroppenstedtia）、海洋杆菌（Oceanobacillus）,真菌优势菌群为毕赤酵母属（Pichia）、伊萨酵母属（Issatchenkia）和接合酵母属（Zygosaccharomyces）。典范对应分析（CCA）和相关性分析显示,乳杆菌属（Lactobacillus）、海洋杆菌（Oceanobacillus）等9种微生物与风味物质和理化指标相关性均较强,可能是同时影响风味和理化指标的主要微生物种类。     

酱香型白酒二轮次堆积酒醅微生物群落与理化指标相关性研究

采用高通量测序技术分析酱香型白酒二轮次堆积发酵过程中堆积酒醅微生物群落结构及演替规律。结果表明,酱香型白酒二轮次堆积发酵酒醅中共检测出171个属微生物,其中细菌125个属,真菌46个属。堆积酒醅中优势真菌包括曲霉属（Aspergillus）、假丝酵母属（Candida）、裸胞壳属（Emericella）、毕赤酵母属（Pichia）、红曲霉属（Monascus）、毛孢子菌属（Trichosporon）、节担菌属（Wallemia）、威克汉姆酵母属（Wickerhamomyces）;优势细菌包括芽孢杆菌属（Bacillus）、乳杆菌属（Lactobacillus）、海洋芽孢杆菌属（Oceanobacillus）、高温放线菌属（Thermoactinomyces）、枝芽孢菌属（Virgibacillus）、片球菌属（Pediococcus）、光冈菌属（Mitsuokella）等。相关性分析结果表明,淀粉、总酸含量与曲霉属、裸胞壳属等微生物的丰度呈极显著正相关（P＜0.01）,有利于微生物的生长繁殖;温度、粗蛋白和还原糖的含量与裸胞壳属的丰度呈极显著负相关（P＜0.01）,对裸胞壳属的生长有抑制作用;水分含量与微生物多样性之间的相关性不显著（P≥0.05）。     

酱香型白酒第四轮次酒酿造过程中真菌多样性分析

该研究应用Illumina MiSeq高通量测序技术解析酱香型白酒第四轮次酒酿造过程中真菌多样性,并阐明其优势真菌群落结构及其随酿造工艺动态变化。结果表明,在酒曲中主要优势菌有曲霉属（Aspergillus）、嗜热子囊菌属（Thermoascus）;堆积发酵酒醅中主要优势菌有拟青霉属（Paecilomyces）、念珠菌属（Candida）;窖内发酵酒醅中主要优势菌有嗜热子囊菌属（Thermoascus）、嗜热真菌属（Thermomyces）;窖泥中主要优势菌有假霉样真菌属（Pseudallescheria）、镰刀菌属（Fusarium）。同一酒厂和不同酒厂新老车间酒曲、堆积发酵、窖内发酵、窖泥之间真菌组成相似度较高,但其优势菌群丰度差异显著。发酵车间使用年限及窖龄影响着酿酒微生物多样性;使用时间长的车间和窖池其环境微生物种群结构更稳定,优势菌群更突出。     

芽孢杆菌加强菌对酱香型白酒酒醅微生物群落及蛋白酶活力的影响

为改善酱香型白酒酒醅的微生物菌系组成,以未加入芽孢杆菌加强菌酱香白酒酒醅样品（福瑞王1号、瑞丰1号）为对照,通过高通量测序分析加入芽孢杆菌加强菌酱香白酒酒醅样品（福瑞王2号、瑞丰2号）的微生物Alpha多样性及群落结构,并测定酸性蛋白酶活力。结果表明,与对照相比,福瑞王2号样品中真菌、细菌菌群的Chao1指数和Shannon指数分别提高了45.6和12.2、0.47和1.27;瑞丰2号样品中真菌、细菌菌群的Chao1指数和Shannon指数分别提高了7.5和51.9、0.47和1.27;福瑞王2号、瑞丰2号样品中第一优势真菌门均为子囊菌门（Ascomycota）,第一优势真菌属分别为接合酵母属（Zygosaccharomyces）、伊萨酵母菌属（Issatchenkia）;第一优势细菌门均为厚壁菌门（Firmicutes）,第一优势细菌属均为乳杆菌属（Lactobacillus）。福瑞王2号、瑞丰2号样品的酸性蛋白酶活力分别提高了9.6×103 U/mL、3.5×103 U/mL。     

酱香型白酒第四轮次酒酿造过程中细菌多样性分析

该研究应用Illumina MiSeq高通量测序技术解析酱香型白酒第四轮次酒酿造过程中细菌多样性,并阐明其优势真菌微生物群落结构及其随酿造工艺动态变化。结果表明,在酒曲中主要优势菌有芽孢杆菌科（Bacillaceae）、海洋芽胞杆菌属（Oceanobacillus）;堆积发酵中主要优势菌有芽孢杆菌科（Bacillaceae）、变形菌纲（Proteobacteria）;在窖内发酵中乳杆菌属（Lactobacillus）占绝对优势;窖泥中主要优势菌有放线菌（Actinomyces）和乳杆菌属（Lactobacillus）和醋杆菌属（Acetobacter）。同一酒厂和不同酒厂新老车间酒曲、堆积、窖内发酵、窖泥之间细菌组成相似度较高,但其优势菌群丰度差异显著。发酵车间使用年限及窖龄影响着酿酒微生物多样性;使用时间长的车间和窖池其环境微生物种群结构更稳定,优势菌群更突出。     

预处理对基于扩增子测序技术酒醅微生物菌群结构的影响

磷酸盐缓冲液(PBS)常被用作酒醅预处理,但目前对于预处理前后酒醅菌群结构的改变尚不清晰。采用扩增子测序技术对比分析预处理前后的2种酒醅(酱香型、浓香型)微生物菌群结构变化。结果表明,PBS预处理后两种酒醅真核微生物物种丰度显著增加而原核微生物显著减少(P<0.05),物种种类上无显著改变(P>0.05)。优势真菌及细菌在门水平上组成和相对丰度上均变化较小,但在属水平上组成和相对丰度有明显改变。预处理前后酱香型酒醅真菌属组成相似而细菌属组成有差异;浓香型白酒酒醅真菌属和细菌属均有差异。因此,预处理会在丰度水平上对酒醅微生物菌群结构造成影响,这进一步为酒醅、大曲、窖泥等发酵样品的预处理提供参考价值。     

复合香调味酒酒醅堆积过程中微生物群落演替研究

为酿造具有复合香的调味酒，分别考察高温大曲+中温大曲Ⅰ+麸皮(1#)、高温大曲+中温大曲Ⅱ(2#)、高温大曲+中温大曲Ⅱ+麸皮(3#)对复合香调味酒酒醅堆积过程中理化指标及微生物指标的影响，并基于高通量测序技术探究堆积过程中微生物群落结构变化。结果表明，3组酒醅样品的理化指标在堆积过程中均处于适宜的范围内，堆积结束时，样品3#中细菌总数、酵母菌数对数值和芽孢杆菌生物量均最高。此外，醋酸杆菌属(Acetobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、高温放线菌属(Thermoactinomyces)和乳杆菌属(Lactobacillus)为酒醅堆积过程中主要优势细菌属；伊萨酵母属(Issatchenkia)、毕赤酵母属(Pichia)和嗜热真菌属(Thermomyces)为堆积过程中主要优势真菌属。相关性分析结果表明，酒醅堆积过程中微生物群落结构的变化与理化因子有显著相关关系，说明添加麸皮和中温大曲Ⅱ有利于堆积过程中功能微生物的生长繁殖。     

浓酱兼香型白酒发酵酒醅微生物群落及理化指标对正丙醇产出的影响

该研究从24份浓酱兼香型白酒二轮次出池酒醅筛选出正丙醇含量高、中、低酒醅样品,对其理化指标进行分析,采用高通量测序技术分析其微生物群落结构,基于冗余分析（RDA）探讨正丙醇产量与理化因子、微生物群落相关性。结果表明,3份酒醅样品水分、总酸、还原糖以及氨基酸态氮含量差异显著（P＜0.05）;共检出16个微生物属（3个细菌属,13个真菌属）,其中,共有优势细菌属为乳杆菌属（Lactobacillus）（相对丰度＞1%）,共有优势真菌属为曲霉属（Aspergillus）、伊萨酵母属（Issatchenkia）（相对丰度＞1%）。RDA结果表明,酒醅的水分、氨基酸态氮、总酸、乳杆菌属、曲霉属、伊萨酵母属、嗜热子囊菌属（Thermoascus）、毕赤酵母属（Pichia）与正丙醇产出呈负相关,还原糖、毛孢子菌属（Trichosporon）、枝芽孢杆菌属（Virgibacillus）、克罗彭斯特菌属（Kroppenstedtia）与正丙醇产出呈正相关。     

酱香高温大曲、酒醅和窖泥的真菌多样性分析

基于HiSeq 2500高通量测序技术,利用r DNA-ITS1序列解析酱香高温大曲、酒醅和窖泥中真菌微生物的组成及其多样性。结果表明,本研究收集的高温大曲、酒醅和窖泥样品共产出236,402条clean tags,有效序列的平均长度分别为304 bp、258 bp和280 bp;在分类操作单元(OTU)水平上得到各样品的OTU个数分别为83、70和308,其中三者共有的OTU个数为13;窖泥中真核微生物具有最高的丰富度和多样性,酒醅的多样性高于高温大曲。研究表明,酱香高温大曲、酒醅和窖泥之间的真菌菌群组成和多样性差异明显。酱香高温大曲主要由优势菌属嗜热丝孢菌属(Thermomyces)和嗜热子囊菌属(Thermoascus)组成。酒醅中优势菌属包括假丝酵母属(Candida)、拟青霉属(Paecilomyces)和嗜热丝孢菌属(Thermomyces)。上述研究是首次对郎酒生产过程中的主要真菌微生物的组成进行鉴定和多样性分析,为酱香型高温制曲、高温堆积发酵、厌氧发酵等工艺的改进和完善提供一定的理论基础。     

酱香型白酒第二轮次酒发酵过程微生物多样性研究

为探究酱香型白酒二轮次发酵过程中微生物群落结构的变化、微生物多样性以及物种与样品之间的关系,应用高通量测序技术对酱香型白酒第二轮次酒生产堆积及窖池发酵过程酒醅中微生物的多样性及其主要功能菌群进行研究。结果表明,在堆积过程中共检测到细菌138个属,真菌54个属;窖池发酵过程中共检测到细菌262个属,真菌267个属。酒醅中主要细菌类群为Firmicutes和Proteobacteria,主要真菌类群为Ascomycota和Basidiomycota。堆积过程中绝对优势细菌属有Bacillus、Enterococcus、Lactococcus、Lactobacillus;绝对优势真菌属有Thermoascus、Thermomyces、Candida、Aspergillus。在窖池发酵酒醅中其绝对优势细菌属为Lactobacillus;绝对优势真菌属为Saccharomyces、Candida、Penicillium、Fusarium。由于堆积、窖池发酵酒醅所处发酵环境、发酵物料物态及其工艺参数差异较大原因,使得两者之间生物物种存在较大差异。