基于宏基因组技术分析传统酸笋中微生物多样性

酸笋富含挥发性风味物质、有机酸、细菌素等,是重要的副食品之一。为全面了解酸笋微生物种类及特征,以桂林、柳州、来宾、百色、南宁、贵港6个传统产地的酸笋为对象,采用Illumina HiSeq宏基因组测序技术对酸笋发酵液测序,并对群落结构、多样性及功能基因进行分析。结果表明,6个产地酸笋样品中共鉴定出156种微生物,乳杆菌属（Lactobacillus）占主要优势,种类比例高达81%,其中植物乳杆菌（L. plantarum）等12种乳杆菌为主要菌种。α多样性表明,贵港地区的微生物多样性最高（shannon指数1.65）,检测到的微生物种类最多（77种）。β多样性表明,桂林、柳州、来宾3个产地酸笋微生物组成相似;百色、南宁酸笋微生物组成相似;而贵港与其他5个产地的微生物组成差异较大。12 751个unigene注释到代谢通路中,分属385类代谢通路,其中2 927个unigene参与碳水化合物代谢。本研究结果为进一步研究酸笋品质形成机制、发掘微生物资源提供依据。     

基于宏基因组技术分析自然发酵高粱菌群结构

由于高粱自然发酵过程中微生物菌群结构较复杂,代谢途径较难确定,使高粱自然发酵工艺较难控制,难以实现工厂化生产,通过高通量测序的宏基因学对高粱不同发酵时期的菌群结构、代谢通路的多样性进行分析,结果表明:自然发酵过程中的优势菌种为胚芽乳杆菌、乳酸乳球菌、费比恩毕赤酵母、醋酸杆菌、固氮葡糖醋杆菌等,高粱自然发酵的过程是酵母菌慢慢富集的过程,而乳酸菌的大量存在增加酵母菌的代谢潜能,在发酵后期醋杆菌属的大量富集使酵母菌丰富度下降,说明毕赤酵母等酵母菌耐酸性较差。通过宏基因组序列的代谢重建,揭示蛋白质和碳水化合物异养发酵的特征,通过碳水化合物代谢途径可知,有机酸的积累使整个发酵体系呈酸性,使优势菌醋杆菌属丰富度增加,说明自然发酵过程中的优势菌为乳酸菌和酵母菌,其中乳酸菌起主导作用。     

基于培养和宏基因组评价西瓜的保存方式

目的 基于培养和宏基因组评价日常西瓜的保存方式。方法 以市售纯品8424西瓜为实验材料,利用洁净菜刀处理样本,部分样本表面覆盖保鲜膜,分别置于室温(26℃)与冰箱(4℃)中,放置时长选择2、7和24 h几个不同时间点,测定西瓜表面菌落总数,用无菌棉签收集西瓜表面微生物进行宏基因组测序,分析不同保存方式下西瓜表面的菌落总数和微生物物种组成。结果 不同保存方式的西瓜表面菌落总数测定结果表明,随着保存时间的延长,菌落总数增加,低温能够有效抑制菌落总数生长,覆盖保鲜膜的样本表面菌落总数在保存7 h后显著增加,切除西瓜表面1 cm能够显著降低菌落总数;宏基因组测序分析结果表明,切开的西瓜表面有条件致病菌检出,并且存在假单胞菌属(Pseudomonas)、微小杆菌属(Exiguobacterium)以及欧文氏菌属(Erwinia)等多种较常见腐败菌。结论 切开后西瓜尽快放入冰箱可延长保存时间,24 h内食用并在食用前切除表面1 cm可降低致病风险。     

基于宏基因组学分析气调包装中华鳖贮藏期间菌相变化

研究气调包装中华鳖贮藏过程中微生物菌相变化,为中华鳖贮藏保鲜提供参考。采用宏基因组学法研究气调包装(50%CO_2/50%N_2,3 mL∶1 g)的中华鳖4℃贮藏过程中的菌相变化,结果表明:整个贮藏过程中,气调包装样品的群落丰富度逐渐上升,物种多样性呈先上升后下降趋势;气调包装的优势腐败菌属为希瓦氏菌属,在贮藏末期占29.68%;气调包装能有效抑制假单胞菌属、黄杆菌属等水产品中常见的腐败微生物,维持产品新鲜品质,是中华鳖包装贮藏的优良选择。     

基于宏基因组分析酸马奶的微生物多样性及功能基因

酸马奶风味独特、保健功能突出,这与其复杂的微生物构成密切相关.采用宏基因组技术分析酸马奶的微生物多样性,挖掘其功能基因.结果表明:从酸马奶中鉴定出的微生物分属于30个门,331个科,913个属,2692个种.优势菌种为马乳酒样乳杆菌、瑞士乳杆菌、弗氏柠檬酸杆菌、解鸟氨酸拉乌尔菌、柠檬酸杆菌和乳酸乳球菌.在COG、KEG...     

酱牛肉气调和真空包装保鲜效果比较分析

为了改进酱牛肉的保鲜效果并延长其货架期,以真空包装为参照,探讨气调包装(5%O2+70%CO2+25%N2)对酱牛肉的保鲜效果。以细菌总数、硫代巴比妥酸反应物(TBARS)值、总挥发性盐基氮含量、pH值、色差、风味为评价指标,比较酱牛肉真空和气调两种包装方式保鲜效果的差异。结果表明:在10℃贮藏18 d后,气调包装组和真空包装对照组相比,其细菌总数降低2个数量级,TBARS值降低了38.7%,挥发性盐基氮含量降低了66.8%,且通过电子鼻主成分分析能将两种包装方式完全分开。表明气调包装更有利于酱牛肉的保鲜,可有效提高其品质稳定性,并延长产品的货架期。     

基于宏基因组分析桑葚酵素的微生物多样性

采用宏基因组技术分析桑葚酵素发酵前、中、后期微生物的丰度及多样性。方法:对桑葚酵素发酵前期(18 d)、中期(42 d)、后期(60 d)的样品进行基因组DNA抽提、PCR扩增及产物纯化、荧光定量、Illumina PE文库制备、Illumina高通量测序等操作,将测序数据优化后分析各分类水平上桑葚酵素发酵过程中细菌和真菌组成及其多样性的变化。结果表明:通过分析生物多样性指数获得桑葚酵素发酵过程中细菌较真菌丰富。在属水平上分析微生物多样性,桑葚酵素发酵过程中的优势菌是乳杆菌属。在发酵前期的优势菌是酵母(92.16%)。本文阐明了桑葚酵素在自然发酵过程中微生物的动态变化及其多样性机制,为后续开发新型人工可控桑葚酵素提供理论基础。     

气调包装对太平洋牡蛎冷藏保鲜效果的研究

研究了气调包装(60%CO2/40%N2、60%CO2/30%N2/10% O2)对太平洋牡蛎的气调保鲜效果.以空气包装组为对照,通过感官评定、pH、TVB-N、需氧菌数几项指标来评价气调包装的牡蛎样品在冷藏务件下(4±1℃)的贮藏效果,并对对照组和气调包装组的腐败样品进行了细菌菌相分析.实验结果表明,气调包装有效延长了牡蛎的冷藏货架期,对照组、CO2/N2组和CO2/N2/O2组的赁架期分别为6～7d、9～10d和11～12d.货架期终点时,对照组牡蛎样品以革兰氏阴性菌为主,其中假单胞菌(Pseudomonas)比例高达55%,是常规包装牡蛎冷藏的特定腐败菌;气调包装组样品以革兰氏阳性菌为主,其中CO2/N2组的优势菌为乳酸菌(Lactic acid bacteria),CO2/N2/O2组的优势菌为棒状杆菌(Corynebacterium).     

气调包装对太平洋牡蛎冷藏保鲜效果的研究

研究了气调包装（60%CO2/40%N2、60%CO2/30%N2/10%O2）对太平洋牡蛎的气调保鲜效果。以空气包装组为对照,通过感官评定、pH、TVB-N、需氧菌数几项指标来评价气调包装的牡蛎样品在冷藏条件下（4±1℃）的贮藏效果,并对对照组和气调包装组的腐败样品进行了细菌菌相分析。实验结果表明,气调包装有效延长了牡蛎的冷藏货架期,对照组、CO2/N2组和CO2/N2/O2组的货架期分别为6～7d、9～10d和11～12d。货架期终点时,对照组牡蛎样品以革兰氏阴性菌为主,其中假单胞菌（Pseudomonas）比例高达55%,是常规包装牡蛎冷藏的特定腐败菌;气调包装组样品以革兰氏阳性菌为主,其中CO2/N2组的优势菌为乳酸菌（Lactic acid bacteria）,CO2/N2/O2组的优势菌为棒状杆菌（Corynebacterium）。      

宏基因组来源高活性酯酶的鉴定及其酶学性质表征

土壤中大量的非培养微生物是新酶发现的重要资源。该研究利用功能宏基因组学策略筛选获得高活性酯酶,并对其进行鉴定分析。采用三丁酸甘油酯平板法对土壤微生物宏基因组文库中具有酯酶活性的克隆进行筛选,获得高活性的阳性克隆,通过生物信息学分析和生化实验对酯酶的酶学性质进行研究表征。获得一个比活力高达(3 957±3) U/mg的酯酶AesZF899,该酯酶为不含信号肽的酯酶第四家族胞内酯酶,蛋白大小34 kDa,与来自Afipia sp.P52-10中未表征的α/β水解酶(GenBank登录号为WP＿034470467.1)一致性达76.43%。AesZF899的最佳底物为对硝基苯乙酸酯,酶反应的最适pH值和最适温度分别是9.0和40℃。AesZF899在30℃温育8 h后仍可保持初始活性,在35、40℃分别温育7和4 h后仍可保持50%的活性,在反应温度大于80℃后酶活性丧失。终浓度10 mmol/L的Fe³⁺可以增强酶活性,而终浓度10 mmol/L的Na⁺、Li⁺和Mg²⁺有较强的抑制作用。体积分数为1%...     

冷鲜肉高氧气调保鲜包装研究

为延长冷鲜肉的货架期,本研究以PP材质托盘盛装,PP膜封盒,充入不同比例的气体成分对冷鲜肉进行气调包装.在温度4℃、湿度80％的恒定条件下,分别研究了25％ O2＋ 75％ CO2、45％O2＋55％ CO2、65％ O2＋ 35％ CO2的3种不同气体组分的气调包装对冷鲜肉的感官指标、色度、pH值和挥发性盐基氮含量等指标的影响,并且通过与大气对照组的对比,对冷鲜肉气调保鲜包装第6天的保鲜效果进行雷达直观定性分析.结果表明,65％O2＋35％ CO2组气调包装的保鲜效果明显好于其他实验组,冷鲜肉的货架期延长了6天.     

气调包装酱卤鸭翅贮藏过程中菌群结构分析

运用传统细菌平板培养和聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电脉方法研究气调包装酱卤鸭翅15 ℃贮藏过程中微生物菌群结构变化。细菌总数计数结果表明,产品生产的卫生条件较好,细菌初始污染菌数较低（小于2（lg（CFU/g）））,至贮藏第9天左右产品细菌总数超过4（lg（CFU/g））。变性梯度凝胶电脉指纹图谱结果表明,贮藏初期产品的初始污染菌主要为不动杆菌属,至贮藏末期,产品中的主要菌群有嗜冷杆菌、莫拉氏菌、链球菌等,其中嗜冷杆菌属成为产品贮藏末期的优势菌。     

Modelling the effect of gas composition on the gas exchange rate in Perforation-Mediated Modified Atmosphere Packaging

Modified Atmosphere Packaging (MAP) relies on modification of the atmosphere inside a package, achieved by the natural interplay between the respiration of the product and the transfer of gases through the package. Polymeric films are the most usual packaging material but because of the increase in the consumption of fresh-cut products with a higher respiration rate and higher tolerance to CO₂, alternative materials are being investigated. The perforation-mediated package is one of those alternatives, where the regulation of the gas exchange is achieved by single or multiple tubes that perforate an otherwise impermeable packaging material. From an engineering point of view, the transport of gases through perforations is a complex phenomenon that involves diffusion gradients together with co-current transport of multiple species, with oxygen entering the package and carbon dioxide leaving it. The influence of one species transport in the other has not been studied so far. The objective of this work was to analyse the effect of initial concentration of CO₂ on the effective mass transfer coefficients of O₂ (K_O2) and CO₂ (K_CO2) in perforation-mediated MAP. K_O2 ranged from (6.99 ± 0.05) × 10⁻⁸ (m³ s⁻¹) to (28.50 ± 0.01) × 10⁻⁸ (m³ s⁻¹) and for K_CO2 from (6.45 ± 0.04) × 10⁻⁸ (m³ s⁻¹) to (28.32 ± 0.01) × 10⁻⁸ (m³ s⁻¹). On average K_O2 decreased by approximately 15% with an increase of CO₂ initial concentration from 25% to 100%. K_CO2 was insensitive to the composition of the gas mix. The permeability ratio (β) varied from 0.73 ± 0.01 to 1.34 ± 0.01. A mathematical model considering the co-current effect of CO₂ flux on the gas exchange rate for O₂ was developed. These results suggest that there is a significant drag effect in the gas exchange process that should be taken into consideration when designing perforation-mediated MAP.     

气调包装对烤鸭腿货架期及微生物多样性的影响

为延长烤鸭腿货架期、保持其食用品质并阐明烤鸭腿冷藏过程中的菌群演替规律,本实验以托盘包装为对照组,研究了0～4 ℃条件下两种气调包装（100%（体积分数,下同）N2、50% CO2＋50% N2）对烤鸭腿贮藏过程中微生物（菌落总数、乳酸菌数、肠杆菌科数）、硫代巴比妥酸反应产物值及感官特性的影响,并通过高通量测序分析了贮藏过程中烤鸭腿的微生物多样性。结果表明：与托盘包装和100% N2包装相比,50% CO2＋50% N2包装显著抑制了烤鸭腿微生物的生长（P＜0.05）,使其货架期接近21 d,并抑制了其脂肪氧化（P＜0.05）,较好地维持了烤鸭腿的品质和感官特性。贮藏时间和包装方式对贮藏后期烤鸭腿的菌群结构有明显影响,泛菌属、类香味菌属、假单胞菌属和不动杆菌属为50% CO2＋50% N2包装烤鸭腿中的优势菌群,索丝菌属、泛菌属、假单胞菌属、肉食杆菌属和明串珠菌属为100% N2包装烤鸭腿中的优势菌群,优势菌群的不同是导致不同包装方式烤鸭腿间货架期产生差异的主要原因。     

冰箱气调贮藏对水果的保鲜效果

为研究冰箱（5℃）气调贮藏对水果保鲜效果的影响,本研究选取了四种水果车厘子、草莓、红元帅苹果、蓝莓,在对照冰箱（常氧21%）和气调冰箱（O₂含量18~18.5%）中冷藏7 d,通过测定贮藏期间失重率、维生素C含量、花青素含量及果实表层细胞形态来检测气调冰箱的保鲜效果。结果表明：冰箱低温气调贮藏的四种水果保鲜效果最好,均能够显著（P<0.05）降低失重率,提高维生素C和花青素的保留率,改善果实的表观品质,减缓水果的感官品质劣变,维持水果的新鲜度,并维持水果良好的表皮细胞形态。因此,冰箱低温气调贮藏更有利于水果的保鲜。     

自发气调方式对核桃鲜贮及核桃仁品质的影响

为了确定青皮核桃自发气调的准确方式,以"辽宁2号"、"西扶2号"核桃鲜果为试材,PE50包装下被动自发气调(pPE50)为对照,另设主动自发气调(aPE50)、80~85%CO2脉冲自发气调(CO2+pPE50)两种处理,采取青皮核桃--湿鲜坚果二步法,在0~1℃,相对湿度70~80%条件下冷藏。两个品种均以aPE50包装袋内气体浓度变化最大,贮藏18 d达到相对稳定后,O2、CO2体积分数均分别为4.6~5.4%,9.6~11.0%。贮藏80 d后,两个品种的青皮果实腐烂率均以aPE50最低,分别为12.2%、15.7%;核桃仁感观品质下降以aPE50慢于对照,CO2+pPE50快于对照;两个处理果实的青皮总酚、类黄酮等物质的含量均极显著高于对照(p0.01)。湿鲜坚果继续贮藏期间,aPE50核桃仁酸价、过氧化值上升最慢,总酚、类黄酮含量后期增加,丙二醛(MDA)含量和脂氧合酶(LOX)活性持续最低,aPE50被选为更适合青皮核桃保鲜的自发气调方式。     

An Integrated Approach to Factors Affecting the Shelf Life of Products in Modified Atmosphere Packaging (MAP)

The aim of this work was to analyze the main factors influencing the shelf life of peanut products in modified atmosphere packaging (MAP). Roasted and salted peanuts produced by three well-known commercial companies were presented as examples. Different types of packaging (multilayer laminated materials, cans) with different gas mixture composition (0-1% O₂, 1-3% O_2, 3-6% O₂) were compared. The main aim of shelf-life investigation is to ensure consumer acceptance of a product. Factors affecting the shelf life of products in MAP are presented as an integrated pyramid. All elements of this shelf-life pyramid should be analyzed and included during shelf-life investigations. This study indicates that estimation of the shelf life of a food is integrally related to its packaging (e.g., peanuts in MAP); both product conditions and the package as well as gas mixture composition should be considered.     

An Integrated Approach to Factors Affecting the Shelf Life of Products in Modified Atmosphere Packaging (MAP)

Abstract

The aim of this work was to analyze the main factors influencing the shelf life of peanut products in modified atmosphere packaging (MAP). Roasted and salted peanuts produced by three well-known commercial companies were presented as examples. Different types of packaging (multilayer laminated materials, cans) with different gas mixture composition (0–1% O₂, 1–3% O_2, 3–6% O₂) were compared. The main aim of shelf-life investigation is to ensure consumer acceptance of a product. Factors affecting the shelf life of products in MAP are presented as an integrated pyramid. All elements of this shelf-life pyramid should be analyzed and included during shelf-life investigations. This study indicates that estimation of the shelf life of a food is integrally related to its packaging (e.g., peanuts in MAP); both product conditions and the package as well as gas mixture composition should be considered.     

豆干加工的微生物污染途径研究

微生物污染是豆干加工过程中的一种潜在危害,是影响豆干产品质量的主要因素之一.试验通过对豆干各加工环节及主要接触面上的微生物菌落总数的动态监测和分析,确立了豆干生产过程中的微生物污染途径及主要来源,主要是原辅材料(包括原料大豆、生产用水、凝固剂、调味料)、加工用的机械及器具、车间操作人员、车间空气环境等,这将为下一步对豆干加工过程中的微生物污染控制起到重要作用.     

肉牛屠宰过程中胴体表面及接触环境污染情况分析

为研究肉牛屠宰场屠宰过程中牛胴体表面污染及接触环境污染变化情况,选取某牛屠宰场采集样品共计322 份,分别在剥皮扯皮、去内脏、修整称质量、冲洗及排酸环节对牛胴体后腿、背部、胸部、前腿及颈部以及屠宰前后的工人手部及刀具进行采样,测定菌落总数、乳酸菌、大肠菌群、金黄色葡萄球菌及假单胞菌的污染情况。结果表明：胴体表面污染情况总体呈现先上升后下降的趋势,修整称质量环节污染最为严重,菌落总数可达到2.82（lg（CFU/cm2））;胸部为屠宰过程中污染最严重的部位,平均菌落总数可达到2.10（lg（CFU/cm2））;屠宰空气在冲洗时污染最为严重,空气沉降菌落总数高达271.33 CFU/皿;屠宰工人的手部及刀具也是胴体污染的主要来源。