PCR-DGGE分析木瓜酵素自然发酵过程中微生物的多样性

为探究木瓜酵素自然发酵过程中的微生物多样性及变化规律,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)技术分析木瓜酵素自然发酵过程中细菌和酵母的多样性及变化规律。结果表明,木瓜酵素自然发酵过程中主要细菌有植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、假肠膜明串珠菌(Leuconostoc pseudomesenteroides)、类肠膜魏斯氏菌(Weissella paramesenteroides)及不可培养的丙酸菌(Uncultured Propionibacterium sp.),其中植物乳杆菌为主要优势细菌;主要酵母有:酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、假丝酵母(Candida xestobii、Candida intermedia)、毕赤酵母(Pichia guilliermondii、Komagataella phaffii、Pichia punctispora、Pichia galeiformis)、棒孢酵母(Clavispora sp.)及Cyberlindnera fabianii,其中酿酒酵母和毕赤酵母为主要优势酵母;Lac plantarum、Pic galeiformis分别与Uncultured Propionibacterium sp.、Cyb fabianii之间的亲缘性较高,与其他菌之间的亲缘性较小。木瓜酵素自然发酵过程中菌群交替生长,有一定的亲缘性,菌落结构变化较小,分布较为均匀,这为进一步的研究提供理论基础。     

基于Illumina MiSeq高通量测序技术解析四川麸醋发酵过程中微生物菌群结构

以四川麸醋为研究对象,采用高通量测序技术分析四川麸醋发酵过程中微生物群落结构变化和演替规律。结果表明:细菌菌群和真菌菌群丰度指数均在发酵第1天时最大,而细菌菌群和真菌菌群多样性指数最大值分别在发酵第1天和第23天。在门水平上对醋醅中细菌菌群结构和真菌菌群结构进行分析,发现细菌的优势菌门是厚壁菌门,而真菌的优势菌门是子囊菌门。在种水平上对醋醅中细菌菌群结构和真菌菌群结构进行分析,发现细菌的优势菌种是耐酸乳杆菌和巴氏醋杆菌,分别在发酵第7天和第25天时达到最大占比54.47%和84.54%,而真菌的优势菌种是酿酒酵母,在发酵第5天时达到最大占比97.94%。此外,还在醋醅中检测出曲霉属、链格孢属等。通过对四川麸醋发酵过程中微生物群落结构变化演替规律的研究,以期能锚定优势菌种,通过调控发酵环境的微生态结构来提高麸醋的质量。     

PCR-DGGE分析东北自然发酵酸菜中的微生物多样性

为了探明传统的自然发酵酸菜中微生物的多样性和优势菌群,通过聚合酶链式反应–变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis,PCR-DGGE)技术分析酸菜发酵过程中微生物群落动态变化。结果表明:东北自然发酵酸菜中的细菌种类比较丰富,真菌在酸菜中存在相对较少。东北自然发酵酸菜在发酵早期的活跃菌为明串珠菌(Leuconostoc sp.),而后是发酵产酸的嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)、发酵乳杆菌(L.fermentum)和植物乳杆菌(L.plantarum),最后是由植物乳杆菌完成发酵过程。其中明串菌株为酸菜发酵前期优势细菌,植物乳杆菌为发酵中后期优势细菌,东北自然发酵酸菜发酵过程中主要真菌为汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii)、热带假丝酵母(Candida tropicalis)、扩展青霉(Penicillium expansum),真菌数量随发酵时间的增加而减少,且种类也随时间的变化而不断变化。     

应用PCR-DGGE技术分析发酵鸭肉中细菌多样性

对不同前处理的发酵鸭肉应用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术进行细菌菌群分析。以细菌通用引物扩增16S rDNA基因可变区V3区,进行DGGE上样,从而获得可以表征细菌群落结构的图谱。研究结果表明,热炒后发酵和未热炒发酵的2个样品菌群差异比较大,但它们都有乳杆菌(Lactobacillus alimentarius),在发酵过程中乳酸菌是主要优势菌,而且未热炒发酵相对于热炒后发酵的样品各菌群数量比较明显。热炒后发酵的鸭肉中存在乳酸菌属(Lactobacillus sp),赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus sp),乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici),葡萄球菌属(Staphylococcus stepanovicii),丛毛单胞菌属(Comamonas sp)。未热炒发酵的鸭肉中有赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus sp),普氏厌氧球菌(Anaerococcus prevotii),戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus),吲哚嗜胨菌(Peptoniphilus indolicus),乳杆菌(Lactobacillus alimentarius)。在发酵鸭肉中还检测到了3种不可培养菌Uncultured Lactobacillus sp、Uncultured bacterium、Uncultured Comamonas sp,这在鸭肉发酵过程中的作用还有待进一步研究和验证。PCR-DGGE能快速地反应发酵鸭肉中细菌群落结构。     

基于16S/18S rRNA基因文库技术研究酿醋大曲固态发酵过程中微生物群落结构演变

针对酿醋大曲发酵过程中不同阶段样品,以16S/18S rRNA基因为目的片段,采用16S/18S rRNA克隆文库法分析大曲中细菌、真菌微生物群落的组成,并通过丰度和多样性分析剖析发酵过程中微生物群落的演变。整个固态发酵过程中,细菌类共检测到4个目14个属,真菌类共检测到3个目11个属。大曲固态发酵过程中微生物群落结构呈现明显动态变化。其中,片球菌(Pediococcus),乳杆菌(Lactobacillus),明串珠菌(Leuconostoc)以及毕赤酵母(Pichia)为固态发酵前期优势菌;泛菌属(Pantoea),肠杆菌属(Enterobacter),阪崎肠杆菌(Cronobacter)以及淀粉霉(Amylomyces),根霉(Rhizopus)为固态发酵中后期优势菌;而芽孢杆菌(Bacillus)以及Rasamsonia,曲霉菌(Eurotium)为固态发酵后期优势菌。PCA分析表明,酿醋大曲固态发酵过程中不同阶段的微生物种群多样性不一,发酵1 d、3 d,发酵7 d、13 d,发酵19 d、25 d、30 d各分为一类。研究大曲制作过程中菌群结构演变,对提高食醋品质具有重大意义。     

热处理辣椒酱贮藏过程中残留微生物分析

四川郫县辣椒酱多采用热处理控制微生物生长以延长货架期,但热处理后残留微生物仍会导致辣椒酱腐败。辣椒酱经80℃、30min热处理后室温贮藏120d期间检测其中菌落总数、大肠菌群、霉菌和酵母数,分别采用16S rDNA和ITS序列鉴定分离的细菌和真菌菌株,并运用PCR-DGGE法分析贮藏终点辣椒酱中细菌群落结构。结果表明：热处理后辣椒酱中微生物减少了90%以上,残留微生物主要为芽孢杆菌(Bacillus sp.),在贮藏期内微生物数量则呈先上升后下降的趋势;PCR-DGGE检测发现贮藏终点辣椒酱中主要残留细菌为乳酸菌(Pediococcus sp.和Lactobacillus sp.)和蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)。因此,热处理可使辣椒酱中部分微生物致死、亚致死或转为“存活但非可培养” (viable but non-culturable,VBNC)状态,但残留的芽孢杆菌(Bacillus sp.)和乳酸菌可能导致辣椒酱的腐败。有效控制芽孢杆菌将是延长辣椒酱货架期的关键因素。     

PCR-DGGE分析天源酱园豆酱发酵过程中微生物多样性

以天源酱园生产豆酱为研究对象,通过PCR-DGGE指纹图谱技术分析豆酱发酵过程中微生物群落动态变化。结果表明:豆酱发酵过程中的优势细菌为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis,相似率98%)和未培养明串珠菌克隆(uncultured Leuconostoc sp.clone,相似率100%)的近缘种,其中芽孢杆菌协助真菌分解原料中蛋白质和淀粉,明串珠菌有助于豆酱风味物质的形成;豆酱发酵过程中主要真菌为米曲霉(Aspergillus oryzae,相似率99%)的近缘种,在豆酱发酵前期分解原料中蛋白质和淀粉。     

酱油发酵过程中细菌群落结构的动态变化

本文采用16S r DNA PCR-DGGE(变性梯度凝胶电泳)指纹图谱和系统发育分析方法,以高盐稀醪发酵工艺生产的广东酱油为研究对象,揭示了酱油生产发酵过程中细菌群落结构的多样性及动态变化。从样品中提取总细菌DNA,用降落PCR扩增16S r DNA V3片段序列,再通过分析DGGE图谱选择特异性条带,进行割胶回收、测序及Blast分析。DGGE图谱表明,发酵初期样品具有丰富的微生物群落,但之后只有少数种类细菌存活,整个酱油发酵过程微生物群落结构的演变规律是由复杂到简单,这也说明酱油发酵环境具有抑制微生物生长的作用。测序结果表明,代表最相似菌为魏斯菌属(Weissella cibaria)和非培养的肠杆菌属(Uncultured Enterobacter sp.),其次是嗜盐四联球菌(Tetragenococcus halophilus)、类肠膜魏斯氏菌(Weissella paramesenteroides)、弗氏柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii)、产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes)和肠杆菌属(Enterobacter sp.BF1-8)。     

永川毛霉型豆豉在发酵过程中菌群动态变化规律

永川豆豉是重庆地区的特色传统发酵食品,具有丰富的营养价值。永川豆豉属于开放式制曲、多菌系发酵,豆豉菌群的动态变化一直以来是研究的热点。实验采用PCR-DGGE技术(变性梯度凝胶电泳)对永川毛霉型豆豉发酵过程中真菌和细菌群落的动态变化进行了研究。结果表明:在真菌水平上,制曲阶段总状毛霉(Mucor racemosus)占绝对优势,同时也有匍枝根霉(Rhizopus stolonifer)等辅助发酵,后发酵阶段有假丝酵母(Candida sp.)等酵母菌的参与。在细菌水平上,制曲阶段乳酸乳球菌属(Lactococcus lactis)生长占优势,拌料后其丰度急剧减少,而枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)等成为新的优势菌株。发酵过程中也出现了一些杂菌,说明开放式制曲的发酵方式会有引入杂菌的安全隐患。     

冷却牦牛肉贮藏过程中优势菌的 PCR-变性梯度凝胶电泳分析

应用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,研究托盘保鲜膜包装的冷却牦牛肉在4℃贮藏过程中的微生物多样性及其动态变化.直接从样品中提取细菌总的DNA,采用降落PCR扩增16S rDNA的V3可变区序列,再通过DGGE得到动态变化的指纹图谱,并对主要条带进行测序分析.结果表明:检测到的优势腐败菌为Pseudomonas sp.(假单胞菌)、Lactococcus sp.(乳球菌)、Acinetobacter sp.(不动杆菌)、Brochothrix thermosphacta(热死环丝菌)、Enterobacteriaceae bacterium(肠杆菌科细菌),此外还检测到Uncultured Citrobacter sp.(非培养的柠檬酸杆菌)和Staphylococcus sp.(葡萄球菌)     

豉香型白酒酒丸、酒饼及酒醪中微生物群落多样性研究

通过聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）技术解析豉香型白酒在生产过程中的酒丸、酒饼和发酵醪液的不同发酵期的微生物群落结构,获得表征豉香型白酒酒丸、酒饼和发酵醪液中细菌和真菌群落结构的DGGE指纹图谱。结果表明,三类样本（酒丸、酒饼和发酵醪液）细菌共有29种,其中乳酸菌属（Lactobacillus）和嗜盐单胞菌属（Halomonas）为优势菌群;真菌共有21种,其中酵母属（Saccharomyces）和毛霉属（Mucor）为优势菌属。在发酵醪液中还检测出了许多未培养微生物。酒丸和发酵醪液发酵开始时微生物数量较少,发酵后期微生物数量达到顶峰,酒饼则随着贮藏时间增加,微生物种类不断减少而趋于稳定。PCR-DGGE技术初步鉴定了部分代表性细菌和真菌的种属类群以及一些未培养微生物,比传统培养法更全面和精确。     

应用PCR-DGGE技术分析酱香型白酒酒曲细菌多样性

利用PCR-DGGE技术研究酱香型白酒制曲过程中的细菌菌群结构及其消长规律,鉴定出不同样品的优势茵群。结果表明,酱香型大曲间的细茵组成存在明显差异,母曲与出仓曲的相似性系数仅为O．29。随着曲药的发酵,细菌多样性下降,优势茵群变化明显。其中,芽孢杆菌属（Bacillus）、明串珠菌属（Leuconostoc）、片球菌属（Pedio-cocuss）、魏斯氏菌属（Weissella）、棒状杆菌属（Corynebacterium）、高温放线茵属（Thermoactinomyces）和乳酸杆菌属（Lactobacillus）是母曲和翻仓曲的优势菌群,而出仓曲的主要类群为芽孢杆菌属（Bacillus）和乳酸杆菌属（Lactobacillus）。另外,还发现了在白酒曲药中不曾报道的种群和不能培养的细茵：Uncultured Propionibacteriaceae bacterium、Uncultured Weissellasp、Uncultured cyanobacterium,该技术克服了传统分离培养的缺点。     

Culture-independent study of the diversity of microbial populations in brines during fermentation of naturally-fermented Aloreña green table olives

Aloreña table olives are naturally fermented traditional green olives with a denomination of protection (DOP). The present study focused on Aloreña table olives manufactured by small and medium enterprises (SMEs) from Valle del Guadalhorce (Southern Spain) under three different conditions (cold storage, and ambient temperature fermentations in small vats and in large fermentation tanks). The microbial load of brines during fermentation was studied by plate counting, and the microbial diversity was determined by a culture-independent approach based on PCR-DGGE analysis. The viable microbial populations (total mesophilic counts, yeasts and molds, and lactic acid bacteria — LAB) changed in cell numbers during the course of fermentation. Great differences were also observed between cold, vat and tank fermentations and also from one SME to another. Yeasts seemed to be the predominant populations in cold-fermented olives, while LAB counts increased towards the end of vat and tank fermentations at ambient temperature. According to PCR-DGGE analysis, microbial populations in cold-fermented olives were composed mostly by Gordonia sp./Pseudomonas sp. and Sphingomonas sp./Sphingobium sp./Sphingopyxis sp. together with halophilic archaea (mainly by haloarchaeon/Halosarcina pallida and uncultured archaeon/uncultured haloarchaeon/Halorubrum orientalis) and yeasts (Saccharomyces cerevisiae and Candida cf. apicola). Vat-fermented olives stored at ambient temperature included a more diverse bacterial population: Gordonia sp./Pseudomonas sp., Sphingomonas sp./Sphingobium sp./Sphingopyxis sp. and Thalassomonas agarivorans together with halophilic archaea and yeasts (mainly S. cerevisiae and C. cf. apicola, but also Pichia sp., and Pichia manshurica/Pichia galeiformis). Some LAB were detected towards the end of vat fermentations, including Lactobacillus pentosus/Lactobacillus plantarum and Lactobacillus vaccinostercus/Lactobacillus suebicus. Only the tank fermentation showed a clear predominance of LAB populations (Lactobacillus sp., Lactobacillus paracollinoides, and Pediococcus sp.) together with some halophilic archaea and a more selected yeast population (P. manshurica/P. galeiformis). The present study illustrates the complexity of the microbial populations in naturally-fermented Aloreña table olives.     

酱醅与豆酱微生物关系研究

为探究酱醅与豆酱微生物之间的关系,以两份自然发酵酱醅和一份工业发酵酱醅为对象,应用Miseq测序对酱醅及其发酵豆酱进行微生物测序分析。结果表明:在门水平上,酱醅和豆酱的优势菌门都为子囊菌门(Ascomycota)和厚壁菌门(Firmicutes);在属水平上,酱醅与豆酱中的优势真菌都为青霉菌(Penicillium)和毛霉菌(Mucor),但优势细菌的组成不同,其中两份酱醅样品(LK和SK)的优势菌属为芽孢杆菌(Bacillus)和乳杆菌(Lactobacillus),另一份酱醅样品(FK)的优势菌属为乳杆菌(Lactobacillus)、枝芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和短乳杆菌(Lactobacillus brevis);在后期发酵过程中,虽然不同样品发酵前期细菌的群落组成不同,但随着发酵的进行,优势菌都为四联球菌(Tetragenococcus)。本研究阐明了酱醅与豆酱之间的微生物关系,为豆酱发酵过程控制提供了理论基础。     

酱块发酵过程中真菌和细菌群落的演替

豆酱是中国传统的发酵豆制品。酱块制作是豆酱发酵的前期阶段,为后期发酵提供丰富的微生物和酶制剂,对豆酱的品质至关重要。为了探究自然发酵豆酱酱块发酵过程中微生物多样性,采用第二代测序Illumina MiSeq方法对采集自开原的4个不同发酵阶段的酱块样品进行微生物多样性分析。结果表明:在属级水平上,共鉴定出21个真菌分类群,其中毛霉菌(Mucor)、青霉菌(Penicillium)、德巴利氏酵母属(Debaryomyces)和根霉菌(Rhizopus)为优势类群;细菌共鉴定出40个细菌分类群,其中乳杆菌(Lactobacillus)、魏斯氏菌(Weissella)和肠球菌(Enterococcus)为优势类群。豆酱酱块中多样性的真菌和丰富的细菌在发酵过程中可能共同发挥特定的作用。本研究阐明了传统发酵豆酱酱块的微生物群落特征,揭示了传统酱块发酵过程中真菌和细菌的群落演替,为豆酱发酵过程控制奠定了理论基础。     

开菲尔不同发酵时期微生物群落结构的变化

为探究不同发酵时期开菲尔中的微生物菌群结构的变化情况。本实验采用高通量测序技术对实验室制备的不同发酵时间获得的开菲尔样品进行测序,并分析开菲尔在整个发酵过程中微生物群落结构的动态演变,结果显示,开菲尔在发酵过程中共鉴定出了12个门的细菌和4个门的真菌,明确了厚壁菌门(Firmicutes)为丰度占比最大菌门。研究表明在发酵过程中共有117个属的细菌参与发酵,其中乳杆菌属(Lactobacillus)在整个发酵过程中呈现先增后减再增加的变化趋势,链球菌属(Streptococcus)在整个发酵过程中呈现先增后减的变化趋势,芽胞杆菌属(Bacillus)在整个发酵过程中逐渐减少。还有一些未被分类的细菌新物种资源等有待深入挖掘。本实验中酵母菌未能发现,真菌中丰度占比较大的菌门为子囊菌门(Ascomycota),发现在发酵前期主要有链格孢属、孢霉属、枝孢霉属、曲霉属等,但是在发酵过程中真菌菌属丰度占比呈逐渐减少的趋势。     

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。