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。     

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。     

高通量测序解析白酒中高温大曲细菌和真菌群落结构

采用高通量测序技术,定期采集河南贾湖酒业中高温大曲制备过程中的样品,研究大曲中真菌和细菌群落在整个发酵过程中的动态变化。结果表明,各发酵阶段的细菌和真菌组成均发生动态变化。大曲样品从入房到出房,细菌和真菌数量表现出先升高后降低的趋势,并且都在曲温达到顶温时（大曲JH3）达到最高值。发酵前期主要有假丝酵母属（Candida）、根霉属（Rhizopus）和曲霉属（Aspergillus）,当曲温达到顶温时,横梗霉属（Lichtheimiaceae）成为优势菌群,发酵后期以毛霉属（Mucor）和曲霉属为主。入房和出房大曲中细菌组成变化不大,乳杆菌属（Lactobacillus）是整个过程中的优势菌属。当曲温达到顶温时,高温放线菌科（Thermoactinomycetaceae）克罗彭斯特菌属（Kroppenstedtia）成为明显优势菌群,相对丰度达到60.67%。     

清香型大曲白酒酿造中发酵微生物的分析研究

清香型白酒发酵是开放的多菌种自然发酵,大曲和环境均是其发酵微生物的来源。但是,大曲和环境对发酵微生物的影响有多大还不清楚。为了研究清香型大曲白酒酿造中发酵微生物的主要来源,我们以大曲、环境和发酵材料中的细菌和真菌群落为研究对象,对其中的微生物进行了高通量测序检测。通过对比微生物的多样性和群落结构发现环境中的微生物多样性高于大曲和发酵材料。而且发酵材料中的假单胞菌属、嗜热子囊菌属、曲霉属在大曲中很少或几乎没有,但却在环境中存在。分析各个样本之间微生物群落结构的相似性、相关性,并进行SourceTracker分析,表明在发酵刚开始,发酵微生物受大曲影响较大,但是到了中后期,主要受环境微生物的影响。其中15 d发酵细菌群落主要受地缸表面微生物影响。     

中温大曲发酵过程中细菌群落结构解析及功能预测

利用高通量测序技术解析了中温大曲发酵过程中的细菌群落结构、功能及表型变化。结果表明：中温大曲细菌群落主要由魏斯氏菌属、葡萄球菌属、埃希氏菌属、乳杆菌属等组成;基于OTU水平可将中温大曲样品聚类为前期(0 d和3 d)、中期(9 d和13 d)和后期(30 d)3类;发酵前期以葡萄球菌属为主要优势菌,中期以魏斯氏菌属为主要优势菌,后期则以Muribaculum为主要优势菌;中温大曲细菌菌群的氨基酸转运和代谢、碳水化合物转运和代谢等基因功能丰度较高;与发酵中期相比,发酵前期和后期细菌菌群的细胞壁/膜/包膜生物发生、翻译后修饰、蛋白质折叠和伴侣蛋白等基因功能丰度较高;发酵前期大多为兼性厌氧菌,中期以好氧菌为主,后期则主要是厌氧菌。     

不同等级浓香型大曲微生物群落结构与理化性质的比较分析

对两种等级浓香型大曲的理化指标与微生物群落结构进行分析,解析其内在联系,为建立科学的大曲质量评价体系提供依据。采用高通量测序技术分析两种等级浓香型大曲之间的微生物群落结构差异,并测定其理化性质,利用冗余分析（redundancy analysis,RDA）对微生物和理化性质之间的关系进行研究。结果表明：优级曲和一级曲两种等级大曲的细菌群落结构较为相似,优势细菌物种均为高温放线菌属（Thermoactinomyces）、魏氏斯菌属（Weissella）、乳酸杆菌属（Lactobacillus）、克罗彭斯特菌属（Kroppenstedtia）;虽然真菌优势微生物一致,为嗜热真菌属（Thermomyces）、未分类曲霉科（unclassified_f__Aspergillaceae）、嗜热子囊菌属（Thermoascus）,但是经差异微生物分析发现优级曲的嗜热子囊菌属相对丰度显著高于一级曲,而一级曲的未分类曲霉科显著高于优级曲,细菌的差异微生物则均为低丰度的物种（相对丰度小于1%）。另外优级曲的水分含量、pH值、液化力、糖化力均显著低于一级曲,而总酸含量和酯化力显著高于一级曲,发酵力则没有显著差异;结合RDA,结果表明细菌中的乳酸杆菌属、葡萄球菌属（Staphylococcus）、魏氏斯菌属和真菌中的嗜热子囊菌属与发酵力和pH值呈正相关性,高温放线菌属、克罗彭斯特菌属与pH值呈负相关性。研究结果揭示了不同等级浓香型大曲微生物菌群结构与理化性质的差异及其两者之间的相关性,为建立更加科学的大曲质量评价标准提供了理论参考。     

朗姆酒发酵过程中微生物群落结构及其动态演替

采用高通量测序技术对朗姆酒发酵过程中的微生物群落结构及其动态演替进行研究,共检出53个细菌属和25个真菌属。结果表明,朗姆酒发酵液中细菌群落多样性始终大于真菌,且细菌群落多样性在第3天添加丹多液后达到最大,此阶段中主要优势细菌为未分类的蓝细菌属（unclassified Cyanobacteria）,第5天的细菌群落多样性最小,此阶段主要优势细菌为厚壁菌门的乳酸杆菌属（Lactobacillus）;真菌群落多样性在第2天最大,酵母菌在整个发酵过程中始终属于优势真菌;采用Mantel text分析样品中微生物群落与环境因子间的相关性,结果显示,在OUT水平上,影响细菌群落和真菌群落多样性的主要是pH值,且真菌群落多样性与pH之间具有显著正相关（P＜0.05）。     

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。     

晴隆酸菜发酵过程中微生物菌群多样性动态分析

利用高通量测序的方法,对晴隆酸菜四个发酵时期（T1、T2、T3、T4）微生物多样性、群落结构进行动态分析。结果表明,参与发酵的细菌有24门262属,真菌有7门131属;微生物群落多样性随着发酵的进行呈下降趋势,发酵末期的微生物群落多样性最低、微生物种属数量最少;发酵前中期微生物群落结构不稳定相似性较低,而发酵末期微生物群落结构稳定相似性较高;四个发酵时期的酸菜中存在着优势菌属的消长变化,总发酵过程中微生物优势菌属为5个细菌属：魏斯氏菌（Weissella）、乳酸杆菌（Lactobacillus）、明串珠菌（Leuconostoc）、鞘脂单胞菌（Sphingomonas）、根瘤菌（Rhizobium）,9个真菌属：Sampaiozyma、枝孢菌（Cladosporium）、掷孢酵母（Sporobolomyces）、Vishniacozyma、附球菌（Epicoccum）、Plectosphaerella、Filobasidium、红酵母（Rhodotorula）、枝顶孢（Acremonium）。     

四川不同地区浓香型大曲微生物群落结构比较

利用高通量测序技术分析四川不同地区浓香型大曲微生物群落结构差异。结果表明：大曲中优势细菌菌群为葡萄球菌属（Staphylococcus）、魏斯氏菌属（Weissella）、芽孢杆菌属（Bacillus）、乳杆菌属（Lactobacillus）、Kroppenstedtia、高温放线菌属（Thermoactinomyces）、糖多孢菌属（Saccharopolyspora）、短杆菌属（Brevibacterium）,其中在品温较高的宜宾、泸州曲样中,魏斯氏菌属、高温放线菌属比例均高于遂宁曲样,而遂宁两个曲样的优势菌属均为葡萄球菌属和芽孢杆菌属,其中葡萄球菌属远高于宜宾和泸州曲样。另一方面,4 种曲样的真菌主要以嗜热真菌属（Thermomyces）、曲霉属（Aspergillus）、嗜热子囊菌属（Thermoascus）、丝衣霉属（Byssochlamys）、节担菌属（Wallemia）为主,在品温较高的宜宾、泸州曲样中,嗜热真菌属和嗜热子囊菌属为优势菌属,其比例远高于遂宁曲样,而遂宁两个曲样的优势菌属均为曲霉属,其比例远高于宜宾和泸州的曲样。遂宁1、遂宁2曲样的细菌和真菌多样性均高于宜宾和泸州曲样。通过主成分分析发现,遂宁1和遂宁2曲样微生物群落结构较相似,而宜宾和泸州曲样的微生物群落结构则更接近。     

香梨发酵酒发酵工艺的优化及其香气成分研究

该试验以河南平顶山大面积栽培品种香梨为原料,采用单因素及响应面试验优化了香梨果酒的发酵工艺,采用顶空固相微 萃取-气相色谱-质谱联用技术（HS-SPME-GC-MS）对香梨果酒香气成分进行分析与鉴定。 结果表明,香梨果酒的最佳发酵工艺为初 始pH值3.5、酵母添加量0.3%、发酵温度25.2 ℃,在此条件下,香梨果酒的感官评分为94.4分;从香梨果酒中共鉴定出香气物质68种, 占总香气成分的99.55%,其中相对含量较高的香气物质为乳酸乙酯（11.94%）、乙酸异戊酯（1.17%）、己酸乙酯（4.41%）、乙酸己 酯（2.09%）、辛酸乙酯（11.75%）、丁酸乙酯（9.04%）、异戊醇（12.69%）、正己醇（4.30%）、2,3-丁二醇（6.01%）、苯乙醇（3.36%）、苯 甲醛（2.01%）。     

不同糯米/粳米共混体系凝胶化行为及年糕品质

以糯米/粳米共混体系为对象,研究不同糯米、粳米质量比（糯粳比）对共混体系的糊化特性、流变学特性、傅里叶变换红外光谱及微观结构的影响,并对共混体系凝胶的动态流变学性质（储能模量（G’）、凝胶化速度（?g）与加速度（αg））加以分析,探究其凝胶化反应动力学行为,通过共混体系的特性分析年糕品质变化的原因。结果表明：糯米/粳米共混体系为弱凝胶体系,随糯米组分比例的增加,体系热糊的稳定性及冷糊的成胶性显著改变,黏度、衰减值及回生值显著减小（P＜0.05）,且非等温及恒温动态流变学特性中G’与?g降低,相位角正切（tan?δ）、活化能（Ea）及αg升高,频率扫描中糯粳比1∶2.5～1∶2.0共混体系的tan?δ曲线在低频区逐渐平滑;而低糯米组分共混体系（糯粳比1∶3.0～1∶5.0）在1∶3.0处的凝胶特性变化达到临界值,可形成较好的网格结构,且体系的吸水率较高,凝胶的稳定性较好。随糯米组分比例的增加,Power-Law拟合模型中的稠度系数及触变环面积减小,流动特性指数增大,即剪切稳定性、触变性更好,致使年糕的糊化度不断减小,在糯粳比1∶3.0时达到临界值90.48%;傅里叶变换红外光谱中997?cm－1/1?155?cm－1、1?020?cm－1/1?155?cm－1、1?654?cm－1/1?155?cm－1峰面积比的变化证明糯米组分比例的增加可增强共混体系键合水分子的能力,其键合的水分子通过与直链淀粉单螺旋结构之间的作用和扩大无定形区来改变凝胶化行为;糯粳比1∶3.0的共混体系无针状部分的形成,网格结构致密,且孔径大小及分布均匀,同时年糕的吸水率与弹性达到最大。     

不同陈酿期松针酵素营养素变化规律及营养评价

以4个不同陈酿期的松针酵素为原料,测定其主要营养成分在陈酿过程中的变化,并利用主成分分析（PCA）对松针酵素进行综合评价。结果表明：松针酵素蛋白质含量从188.65 μg/mL下降到37.42 μg/mL;还原糖和总糖衰减程度趋近一致,其总量分别下降了23.67%、24.64%;多酚、黄酮和维生素C到第二年积累到最大值,分别为16.33 mg/g、143.17 μg/g、166.47 μg/mL,然后缓慢衰减,总量分别减少了21.44%、35.72%和0.66%;随着溶液体系中酸的积累,pH值缓慢下降,总酸含量由6.44 mg/mL上升到17.2 mg/mL;金属元素Ca、K、Na、Mg和Fe含量则呈波浪式变化。主成分分析表明,维生素C、Na、Mg、Ca以及蛋白质是评价松针酵素品质的主要指标,2年陈酿期的松针酵素综合评分最高为0.9分,说明在此阶段其营养价值最高。     

不冻液冻结乌鳢块冻藏过程中品质变化

为了研究不冻液冻结对乌鳢块冻藏过程中冰晶及品质的影响,采用不同冻结温度（－20、－30、－40 ℃）的不冻液和空气冻结乌鳢块,以冰晶大小、盐溶性蛋白含量、pH值、挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen,TVB-N）含量、硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid,TBA）值和持水性等为指标,考察了乌鳢块冻藏（－18 ℃）过程中的品质变化。结果表明：采用－20、－30、－40 ℃不冻液冻结的乌鳢块通过最大冰晶生成带的时间分别为310、226 s和125 s,生成冰晶的面积分别为308.8、142.4 μm2和86.5 μm2,分别显著短于和小于空气冻结方式下乌鳢块通过最大冰晶生成带的时间（3 412 s）和生成冰晶的面积（939.6 μm2 ）（P＜0.05）。另外,在－18 ℃冻藏过程中,经不冻液冻结的乌鳢块的盐溶性蛋白含量均明显高于空气冻结组,而形成冰晶大小、pH值、TBA值、TVB-N含量、汁液流失率和蒸煮损失率均明显低于空气冻结组,其中－40 ℃不冻液冻结后的乌鳢块在冻藏过程中品质变化最小。综合以上结果,不冻液冻结比空气冻结能够更好地保持冻藏过程中乌鳢块的品质,且不冻液的冻结温度越低,冻结速率越高,形成冰晶越小,越有利于鱼肉品质的保持。     

整鱼去鳞机设计

去鳞是整个淡水鱼加工技术中的一个技术难点,设计了一台整鱼去鳞机,它是弹簧式去鳞刷等结构进行大批量淡水鱼去鳞加工的设备。该整鱼去鳞机操作方便,结构简单,去鳞效率高,去鳞效果好,对鱼体的适应性强,能够满足产业化大批量淡水鱼去鳞加工的要求。     

高产L-精氨酸谷氨酸棒状杆菌的构建

以产L-精氨酸诱变菌株谷氨酸棒状杆菌（Corynebacterium glutamicum）AJC为出发菌株,采用基因组编辑技术对其进行改造。 首先,敲除阻遏蛋白ArgR和FarR,解除反馈阻遏作用;然后,敲除乳酸脱氢酶编码基因ldh和整合鸟氨酸乙酰转移酶编码基因argJ,阻 断乳酸合成途径和增加前体物;最后,敲除谷氨酸分泌蛋白编码基因NCgl1221和整合乙酰谷氨酸激酶基因argB,减弱L-谷氨酸的胞 外分泌,筛选一株L-精氨酸高产菌株。 结果表明,获得一株高产L-精氨酸菌株AJC-4（C. glutamicum AJCΔargRΔfarRΔldh::PtufargJ ΔNCgl1221::PsodargB）,该菌株在5 L发酵罐中发酵64 h后,L-精氨酸产量和糖酸转化率分别为78.0 g/L和0.38 g/g,较出发菌株AJC分 别提高21.9%、18.8%;副产物乳酸和L-谷氨酸积累量分别为0.11g/L、0.16 g/L,较出发菌株AJC分别降低96.8%、96.1%。     

不同商业酵母馒头发酵风味及品质分析

利用固相微萃取与气质（SPME-GC-MS）联用技术对五种商业酵母馒头进行风味物质测定,并通过模糊数学综合评价法对样品进行感官评价。结果显示,商业酵母发酵馒头中的挥发性成分种类相似;通过主成分分析（PCA）可知不同种类酵母发酵馒头关键性风味物质存在差异;结合聚类分析（CA）发现不同种类干酵母、半干酵母制得的发酵馒头风味差异明显,不同种类鲜酵母添加量较少、面团醒发时间较短时,其发酵馒头风味相似度很高,只有增大酵母添加量并延长醒发时间,不同种类鲜酵母发酵馒头风味才会发生显著性变化。在感官评价中,干酵母评价分数要优于鲜酵母。基于感官评价、主成分分析和聚类分析得出结论：选择不同酵母品种,通过控制酵母添加量和醒发时间可显著影响馒头的风味及品质。     

羧甲基纤维素钠改性角蛋白膜的结构与性能

为改善羊毛角蛋白的成膜性能,以羧甲基纤维素钠(CMCNa)为改性剂,将其与羊毛角蛋白进行共混制备改性羊毛角蛋白膜。借助激光显微镜、红外光谱仪、X射线衍射仪以及热性能分析仪等对羧甲基纤维素钠改性膜的结构与性能进行表征。结果表明:经CMCNa改性的羊毛角蛋白膜,其结构更加致密,热稳定性和疏水性增强,伸长率由未改性前的1.8%增加至6.4%;改性羊毛角蛋白膜在水中的降解性由原来的20.4%增加至78.6%,但其强度由原来的35 MPa降低至16.3 MPa;CMCNa与羊毛角蛋白在共混过程中由于氢键的相互作用,降低了角蛋白的分子内氢键作用力,同时CMCNa的加入使羊毛角蛋白膜的结晶结构由原来的α-螺旋结晶结构转变为α-螺旋和 β-折叠共存的结晶结构。     

基于散乱点云的三维人体自动测量

为解决Kinect深度相机三维人体扫描重建中人体特征尺寸提取的问题,提出一种基于散乱点云的三维人体自动测量方案。首先,对采集三维点云数据进行预处理,经点云降采样、离群点滤波和表面重建,以及点云坐标转换,进而识别出人体正背面;然后,利用人体几何形状分析法,自动提取人体特征点和特征截面点云;最后,对得到的特征截面点云提取特征边界点,再通过基于凸壳的轮廓线提取算法得到特征边界线,通过三次B样条曲线拟合计算围度、弧长尺寸,利用坐标差值和欧氏距离计算长度尺寸,从而完成对三维人体点云模型的特征尺寸测量。结果表明,该方案受人体体型因素影响较小,所提出的尺寸信息的自动提取方案有效,并符合相关标准中测量精度的要求。     

加热不燃烧卷烟烟草材料中1,2-丙二醇、丙三醇和烟碱的测定

为准确测定加热不燃烧卷烟烟草材料中1,2-丙二醇、丙三醇和烟碱的含量,以1,4-丁二醇和2-甲基喹啉为内标建立了同时测定加热不燃烧卷烟烟草材料中1,2-丙二醇、丙三醇和烟碱的气相色谱-氢火焰离子化法（GC-FID）,并测定了5个不同品牌的12个烟草材料样品。结果表明,该方法的检出限和定量限分别在0.02~0.22 mg/g和0.06~0.74 mg/g;回收率84.74%~98.81%;日内、日间精密度在0.15%~0.86%。所测样品中1,2-丙二醇、丙三醇和烟碱的含量分别在0~82.45 mg/g、116.31~204.98 mg/g和7.06~15.26 mg/g。所有样品中均检出丙三醇和烟碱。国内样品中1,2-丙二醇的含量比国外样品高。该方法前处理简单、灵敏度和准确度高,可满足不同加热不燃烧卷烟烟草材料中1,2-丙二醇、丙三醇和烟碱的检测要求。