基于高通量测序的郫县豆瓣后发酵期真菌演替变化分析

为研究郫县豆瓣后发酵过程中真菌群落变化规律,揭示其特有"日晒夜露"工艺的发酵本质,采用Mi Seq测序分析其从后发酵1周至后发酵6 a期间一共7个时间点的真菌群落演替变化情况。结果表明,郫县豆瓣后发酵过程中共有3个门类群、20个纲类群、47个目类群、77个科类群、106个属类群的真菌参与演替变化;后发酵时间对郫县豆瓣的真菌群落组成具有重要影响,随着后发酵的进行格孢菌科和黑霉科真菌持续减少,而酵母科、类酵母科和毕赤酵母科的真菌则呈现先增加后减少的趋势,其峰值大多出现在3~6个月之间,但后发酵6 a的郫县豆瓣真菌群落较其他样品呈明显偏低。该方法发现了大量的非培养真菌和未报道真菌,所得真菌多样性更接近于样品微生态,更能够全面解析自然发酵调味品郫县豆瓣的真菌多样性,为传统产业的现代化改造和食品质量安全控制提供科学支撑。     

基于高通量测序的郫县豆瓣不同发酵期细菌群落结构及其动态演替

采用Illumina MiSeq高通量测序技术,对郫县豆瓣全发酵过程中的细菌群落结构、丰度及演替规律进行深入研究,测序获得有效序列数731188条,归类为11个门（Firmicutes、Proteobacteria、Actinobacteria、Chlorobi、Chloroflexi、Gemmatimonadetes、Fusobacteria、Cyanobacteria、Bacteroidetes、Acidobacteria、Deferribacteres）和其他未分类的单元,包含37082个OTU。研究结果表明郫县豆瓣细菌群落组成丰富,在发酵过程中细菌的种类和数量随着发酵的持续和环境的变化而不断变化,尤其是peijiao样品,其细菌组成的丰度与其他5个时期的样品（BZ1Y、BZ5Y、BZ10Y、HE1Y和HE5Y）差异显著。另外,还有一些未被分类的细菌新物种资源等待深入挖掘。结果揭示了郫县豆瓣中有185个细菌属,其中Staphylococcus、Weissella、Pediococcus、Lactobacillus、Corynebacterium和Bacillus属的细菌是豆瓣发酵的主要优势菌群,伴随于郫县豆瓣的整个发酵过程,对郫县豆瓣的质量与风味产生重要的影响。     

郫县豆瓣发酵过程可培养细菌多样性及其演化分析

以郫县豆瓣不同发酵期的样品为原料,采用6种培养基分离,经过系统发育分析,共获得11个属的细菌(Bacillus、Oceanobacillus、Halomonas、Lactobacillus、Virgibacillus、Aidingimonas、Pantoea、Weissell、Enterobacter、Glycomyces和Gracilibacillus),其中芽孢杆菌属细菌种类最为丰富。Bacillus、Oceanobacillus、Halomonas、Lactobacillus、Virgibacillus、Weissella、Enterobacter和Gracilibacillus伴随于豆瓣发酵的整个过程,其中Bacillus、Oceanobacillus和Halomonas是郫县豆瓣发酵过程中的优势菌群,占可培养细菌总量的84.9%。郫县豆瓣细菌多样性丰富,并且存在着新的细菌种类,其中菌株XHU5999与已知同源关系最近的菌株Glycomyces halotolerans相似性仅为96%;菌株XHU5135与Aidingimonas halophila的同源性最近,相似性为97%。研究结果表明,郫县豆瓣在发酵过程中丰富的细菌种类和数量是随着环境变化而变化的,细菌在豆瓣风味形成过程中扮演着重要角色。     

郫县豆瓣后发酵期氨基酸呈味效果评价 及其ACE抑制肽动态分析

为研究郫县豆瓣在后发酵期氨基酸组成及变化规律,在分析氨基酸态氮含量、游离氨基酸含量、ACE抑制肽变化的基础上,对郫县豆瓣进行呈味效果评价。结果表明:郫县豆瓣共有20种氨基酸,随着后发酵时间延长,氨基酸态氮含量存在先上升后下降的趋势;发酵各阶段含量较高(≥1.00 mg/g)的4种氨基酸分别为:天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸和脯氨酸,它们之和占总量的百分比均在45.58%及以上;后发酵9个月的郫县豆瓣氨基酸态氮、游离氨基酸和TAV值与后发酵2年无明显差异。郫县豆瓣ACE抑制肽活性在后发酵2个月时最高(83.90%),随着后发酵时间的继续延长,整体呈降低趋势,其最低值为70.13%,这可能与豆瓣的ACE抑制肽结构及后发酵期中各类微生物之间的代谢作用和演替过程相关。本研究可为生产企业科学设定发酵周期,从大健康角度深入挖掘研究郫县豆瓣的生物活性提供一种新的思路。     

郫县豆瓣后发酵期氨基酸呈味效果评价及其ACE抑制肽动态分析

为研究郫县豆瓣在后发酵期氨基酸组成及变化规律,在分析氨基酸态氮含量、游离氨基酸含量、ACE抑制肽变化的基础上,对郫县豆瓣进行呈味效果评价。结果表明:郫县豆瓣共有20种氨基酸,随着后发酵时间延长,氨基酸态氮含量存在先上升后下降的趋势;发酵各阶段含量较高(≥1.00 mg/g)的4种氨基酸分别为:天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸和脯氨酸,它们之和占总量的百分比均在45.58%及以上;后发酵9个月的郫县豆瓣氨基酸态氮、游离氨基酸和TAV值与后发酵2年无明显差异。郫县豆瓣ACE抑制肽活性在后发酵2个月时最高(83.90%),随着后发酵时间的继续延长,整体呈降低趋势,其最低值为70.13%,这可能与豆瓣的ACE抑制肽结构及后发酵期中各类微生物之间的代谢作用和演替过程相关。本研究可为生产企业科学设定发酵周期,从大健康角度深入挖掘研究郫县豆瓣的生物活性提供一种新的思路。     

郫县豆瓣后发酵过程中细菌群落与呈香物质相关性研究

为揭示郫县豆瓣特有"日晒夜露"发酵工艺与"酱香浓郁"的产品特征之间的关联特性,以稳定发酵(6个月)至发酵末期(5年)合计5个不同发酵阶段郫县豆瓣为对象,通过偏最小二乘回归法(PLSR)和皮尔森相关系数(PCC)分析考察其后发酵过程中细菌群落变化与挥发性呈香物质的相关性。结果表明,属水平上细菌拟杆菌属(Bacteroides)、氨氧化菌属(Candidatus Nitrososphaera)、梭菌属(Clostridium)、梭菌科下未确认菌属(Clostridiaceae-Other)和消化链球菌科下未确认菌属(Peptostreptococcaceae-Other)可能与6种醛类和2种杂环类呈香物质具有较强的相关性,而肠杆菌科下未确认菌属(Enterobacteriaceae-Other)和芽孢杆菌科下未确认菌属(BacillaceaeOther)则与糠醇、4-乙基愈创木酚呈现出较强的关联;葡萄球菌属(Staphylococcus)与乙醇、糠醇、十二酸乙酯呈现出一定的正相关,乳杆菌属(Lactobacillus)则与乙醇、十二酸乙酯呈现出负相关性;芽孢杆菌属(Bacillus)则与芳樟醇呈现出负相关。芽孢杆菌属(Bacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)细菌的代谢是影响郫县豆瓣后发酵期挥发性呈香物质的重要因素。     

郫县豆瓣挥发性物质变化规律及特征香气物质形成机理

利用气相色谱-嗅闻仪-质谱联用和电子鼻研究郫县豆瓣中香气化合物形成过程及变化规律。分析原料、制曲、甜瓣子发酵(保温发酵)、后发酵阶段香气化合物的变化,对特征香气物质形成机理进行探究,并对不同阶段的郫县豆瓣香气物质进行相关性分析。结果发现:郫县豆瓣挥发性物质呈现先增加后减少的趋势;苯甲醇转化形成苯甲醛,糠醛主要来源于糖类降解,异戊醇由亮氨酸转化生成,4-乙基苯酚和4-乙基-2-甲氧基苯酚主要来源于椒醅,2,3,5,6-四甲基吡嗪来源于蚕豆,苯乙醇和苯乙醛主要是由微生物代谢合成,3-甲硫基丙醛可能由甲硫氨酸的降解形成。制曲阶段对香气贡献最小,保温发酵期间香气积累较多,椒醅对后发酵前期香气贡献较大,但后期大量椒醅会导致部分香气浓度下降。郫县豆瓣从后发酵开始到后发酵6个月的香气成分变化较小,在后发酵6~12个月期间香气成分出现显著的变化,在后发酵1 a以后挥发性物质呈现逐渐减少的趋势。通过相关性分析表明发酵前期和发酵后期香气物质差异较大。     

基于培养鉴定法和高通量测序技术分析郫县豆瓣微生物群落结构演替

结合传统培养鉴定法和Illumina MiSeq测序技术分析郫县豆瓣不同发酵阶段的微生物群落演替。结果表明,辣椒发酵阶段细菌以Gracilibacillus sp.,Bacillus sp.,Staphylococcus sp.,Oceanobacillus sp.为主,真菌以Candidasp.,Zygosaccharomyces sp.,Aspergillus sp.为优势菌属;蚕豆发酵阶段具有较高的微生物菌落总数,混合发酵阶段展现了丰富的微生物多样性,这两个阶段细菌均以Bacillus sp.丰度最高,而真菌以Candidasp.,Zygosaccharomyces sp.为优势菌属。研究结果可为郫县豆瓣的控制发酵和品质提升提供科学支撑。     

郫县豆瓣后熟期理化特性与微量元素动态分析

为了解郫县豆瓣在后熟过程中的感官、理化性质及营养品质变化,研究了处于5个不同后熟期郫县豆瓣的感官、理化性质及Ca、Mg、Cu、Mn、Zn、Fe六种微量元素的含量。结果表明,不同后熟期的郫县豆瓣,感官品质与理化性质均有较大差异;随着后熟时间延长,郫县豆瓣中水分、辣椒红色素含量及pH值持续降低,而氨态氮及总酸含量保持升高趋势;6种微量元素含量在后熟期内持续增长,且均在后发酵2~3年后保持稳定,不再有显著增长。后发酵2~3年可能是郫县豆瓣后熟过程重要的过渡阶段。后发酵3年之后的样品,氨态氮与微量元素含量无显著差异,感官品质却持续劣变。     

郫县豆瓣后发酵过程中挥发性呈香物质测定及主成分分析

为揭示郫县豆瓣特有“味辣香醇,酱香浓郁”的产品特征与挥发性呈香物质之间的关联关系,本研究以稳定发酵（6?个月）至发酵末期（5?a）合计5?个不同发酵阶段郫县豆瓣为对象,通过顶空固相微萃取及气相色谱-质谱联用技术测定5?个不同后发酵期郫县豆瓣样品中挥发性呈香物质,并采用主成分分析进一步分析测定结果。结果表明,共检测出9?个类别超过140?种挥发性呈香物质,其中占优势的有乙酸乙酯、4-乙基愈创木酚、苯乙醇、乙醇、苯乙醛,平均相对含量分别为18.39%、10.58%、7.64%、7.16%、6.59%。随着后发酵时间延长,醛类、酯类、烃类及杂环类物质的相对含量增加,而醇类、酚类及酮类则呈下降趋势。挥发性呈香物质在初熟期的变化程度远大于其在老熟期,后发酵3?a后,其变化已非常缓慢,再继续发酵,也不会明显变化。     

基于高通量测序技术分析东北豆酱的微生物多样性

为了解东北市售豆酱中的微生物多样性及其结构组成,本研究采用Illumina MiSeq高通量测序技术,对东北市售5种常见豆酱进行细菌16S rDNA V4区及真菌ITS1~2区基因序列分析,探究其微生物的群落结构组成及其多样性。结果表明,5种豆酱中细菌有效序列共131462条,1732个OUT,真菌有效序列120336条,1040个OUT。样本在门的水平上,优势细菌门是厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria),真菌为子囊菌门(Ascomycota)。在属水平上,细菌主要为葡萄球菌属(Staphylococcus)、肠杆菌属(Enterobacter)、明串珠菌属(Leuconostoc)、芽孢杆菌属(Bacillus)、色盐杆菌属(Chromohalobacter)、乳酸杆菌属(Lactobacillus)。真菌主要为接合酵母属(Zygosaccharomycse)、曲霉属(Aspergillus)、赤霉属(Gibberella)、毛霉菌属(Mucor)、青霉菌属(Penicillium)。经OTU稀释性曲线的验证,能够证明本次实验结果覆盖了样品中绝大多数物种,实验结果较准确。综上所述,通过对豆酱进行高通量测序研究,发现其微生物群落和风味与其地理位置以及加工方式存在一定关系,加深了对成品豆酱中微生物群落结构和多样性的认识,能为今后豆酱的生产、保藏和优良菌种选育提供一定的理论支持。     

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。     

土壤环境对传统豆酱制酱过程中细菌群落演替的影响

运用高通量测序技术,对采集自辽宁四平、辽中两家传统自然发酵的成熟酱醅、豆酱以及酱缸周围土壤环境的细菌群落结构进行分析。在揭示自然发酵豆酱细菌菌群动态变化的同时,比较分析土壤环境对发酵豆酱细菌菌群结构的影响。结果显示：四联球菌属（Tetragenococcus）、乳杆菌属（Lactobaillus）、芽孢杆菌属（Bacillus）、明串珠菌属（Leuconostoc）、肠球菌属（Enterococcus）、假单胞菌属（Pseudomonas）、不动杆菌属（Acinetobacter）、魏斯氏菌属（Weissella）等是农家自然发酵酱醅和豆酱的主要细菌属,并随着发酵的进行发生动态变化。同时,土壤环境对豆酱菌群结构产生一定影响,且主要的扩散细菌为放线菌门（Actinobacteria）中的考克氏菌属（Kocuria）。但后期可能随着发酵的进行,菌群结构趋于相对稳定,同时土壤环境与豆酱接触的机会减少,从而使这种影响逐渐减弱,并维持在一定水平。     

应用Illumina MiSeq高通量测序技术分析巴东地区豆瓣酱中微生物多样性

为了解湖北省恩施市巴东地区豆瓣酱中微生物的多样性,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,分析豆瓣酱中细菌16S r RNA及真菌18S rRNAV4区基因序列,进而比较豆瓣酱微生物的群落结构组成及多样性差异。结果 3个样品共获得117644条有效序列,867个OTUs数目。多样性分析表明,豆瓣酱中具有高度的微生物群落多样性。微生物群落组成分析表明,样品中子囊菌门(Ascomycota,95.84%)、变形菌门(Proteobacteria,47.13%)、厚壁菌门(Firmicutes,32.37%)、放线菌(Actinobacteria,12.87%)为优势菌门,所占比例都超过了10.0%。在豆瓣酱样品中分别鉴定出311个细菌属和16个真菌属,优势细菌和真菌属平均相对含量分别为8.09%和24.74%,细菌及真菌多样性在属的水平上差异显著(p0.05)。研究结果加深了对豆瓣酱微生物群落组成和多样性的认识,以期为巴东地区豆瓣酱中微生物菌种资源的发掘与保护提供理论依据。     

豆酱不同发酵阶段细菌群落多样性及动态变化分析

以东北传统自然发酵豆酱为研究对象,采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reactiondenaturing gradient gel electrophoresis,PCR-DGGE)技术结合高通量测序方法分析豆酱发酵过程中细菌的多样性及动态变化。结果显示,细菌的可操作分类单元数值在发酵过程中上下波动,并在后发酵第21天时达到最大值,此时细菌数目最多;整理分析PCR-DGGE图谱鉴定结果以及细菌在属水平上的分布得出,明串珠菌属、肠球菌属、四联球菌属和乳杆菌属为豆酱样品不同发酵阶段的优势细菌菌属,其中四联球菌属波动性较大,易受内外环境的影响;屎肠球菌、明串珠菌属、绿色魏斯菌随着发酵时间的延长在减少,说明这些细菌主要参与豆酱发酵初期产酶分解物质过程,并在整个发酵过程中起到调整发酵内环境等作用。     

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。     

基于Illumina Miseq技术比较不同地区传统发酵大豆制品细菌多样性

为深入挖掘和利用传统发酵大豆制品微生物菌种资源,采用Illumina Miseq高通量测序技术,分析了不同地区5类传统发酵大豆制品（纳豆、豆豉、大酱、霉豆渣、天贝）的细菌多样性。结果表明,5类产品菌落总数都在7.0~10.1 lg (CFU/g)之间。5类产品中共鉴定出相对丰度大于1%的细菌58个属,其中相对丰度大于10%的主要优势菌属有杆菌属（Bacillus）、枝芽孢菌属（Virgibacillus）、变形杆菌属（Proteus）、依格纳季氏菌属（Ignatzschineria）、四联球菌属（Tetragenococcus）、假单胞菌属（Pseudomonas）、不动杆菌属（Acinetobacter）、解脲芽孢杆菌属（Ureibacillus）、泛菌属（Pantoea）和片球菌属（Pediococcus）。主成分分析和聚类分析发现,纳豆1、纳豆2和豆豉1菌群结构相似,霉豆渣1和霉豆渣2菌群结构相似,霉豆渣3和大酱1菌群结构相似,天贝1与其他4类产品菌群结构差异较大。本研究结果为传统发酵大豆制品微生物资源的挖掘及其工业化利用提供了理论基础。     

传统发酵豆酱的微生物群落结构和游离氨基酸组成及其相关性分析

研究传统发酵豆酱产品质量的差异,通过定量描述分析法对吉林省长春、黑龙江省桦南、黑龙江省宝泉岭和黑龙江省黑河4 个地区发酵豆酱样品（分别为ChangC、HuaN、BaoQL、HeiH）进行感官评价,运用高通量测序技术和氨基酸分析技术测定其微生物群落结构和游离氨基酸组成,并探讨两者的相互关系。结果表明：BaoQL感官评价最好。不同豆酱样品的菌群组成差异较大,菌群中优势细菌和优势真菌的种类也各不相同,其中样品HuaN和HeiH的优势细菌为四联球菌（Tetragenococcus）,样品ChangC的优势细菌为乳杆菌（Lactobacillus）,样品BaoQL的优势细菌为魏斯氏菌（Weissella）;样品HuaN和HeiH的优势真菌为青霉菌（Penicillium）,样品ChangC的优势真菌为unclassified-k-Fungi,样品BaoQL的优势真菌为曲霉菌（Aspergillus）。通过对其游离氨基酸进行主成分分析和综合性评价,可得东北不同地区传统发酵豆酱游离氨基酸含量存在差异,样品BaoQL的游离氨基酸综合评分最高,样品ChangC次之,HeiH评分最低。采用偏最小二乘回归模型分析豆酱的微生物多样性和游离氨基酸组成的相关性可知,菌群的种类和丰度对游离氨基酸的组成和含量影响较大,从而影响豆酱的质量,其中对游离氨基酸含量影响较大的细菌为Weissella,真菌为毕赤酵母菌（Millerozyma）和Aspergillus。本研究揭示了豆酱中游离氨基酸与微生物群落组成之间的相关性,为豆酱产品的工业化生产提供理论依据。