应用PCR-DGGE技术分析不同性状窖泥的细菌群落结构

基于聚合酶链式反应-变性梯度凝胶（PCR-DGGE）技术分析了不同性状窖泥的细菌群落DGGE指纹图谱,结果表明,通过DGGE指纹图谱能够区分新窖泥、窖壁泥和窖底泥,其中以窖壁泥退化前后图谱变化最明显。PCR-DGGE图谱优势条带测序结果显示,窖泥中细菌微生物包括拟杆菌门、放线菌门、厚壁菌门、变形菌门4类,其中新窖泥微生物种类最丰富,涵盖以上门类,特有优势微生物为Enterobacterale科、双歧杆菌属（Bifidobacterium）、假单胞菌属（Pseudomonas）及里氏杆菌属（Riemerella）。紫单孢菌科（Porphyromonadaceae）仅存在于窖底泥中,Tumebacillus属微生物只存在于窑壁泥中。通过窖泥的DGGE图谱对比分析,能够对窖泥类型做出初步判定,并能及时发现窖泥退化现象,为工厂窖泥培养、检测和窖泥优化提供了理论支持。     

窖泥细菌群落结构演替及其与环境因子的相关性

利用PCR-DGGE系统研究了剑南春不同窖龄(2～50年)窖泥的微生物群落结构、种群演替趋势及其与环境因子的相关性。结果表明,2年窖龄窖泥的细菌丰度和多样性指数与5年样品相似,而10年窖龄窖泥的细菌丰度和多样性指数则明显增加,之后的10年基本持平,但50年时又显著下降。相同窖龄的窖泥样品中,中层的物种丰度和多样性指数均高于上层和下层,特别是在2～5年样品中这一趋势更加明显。DGGE和序列分析显示,窖泥中优势种群均分布在厚壁菌门(Phylum Firmicutes)的杆菌纲(Class Bacill)和梭菌纲(Class Clostrida),其中耐酸乳杆菌(Lactobacillus acetotolerans)、芽孢菌(Bacillus fordii)、未培养的瘤胃菌(uncultured Ruminococcaceae bacterium)和梭菌(uncultured Clostridia bacterium)为窖泥样品中的主要优势种群。典型对应分析显示,窖泥微生物群落结构与环境因子具有显著的相关性,其中有效磷、氨氮、pH对微生物群落结构的影响较大,其次是腐殖质,而水分含量的影响较小。     

盐渍青菜的细菌菌群结构DGGE分析及产酸细菌分离鉴定

采用变性梯度凝胶电泳技术(denatured gradient gel electrophoresis,DGGE)对不同盐渍青菜样品的细菌菌群结构进行了分析。对优势条带测序分析表明,盐渍青菜中主要的优势细菌是乳杆菌属(Lactobacillus)、魏斯氏菌属(Weissella)、糖多孢菌属(Saccharopolyspora)、短芽孢杆菌属(Brevibacillus)细菌。在腌渍初期,海源菌属(Idiomarina)与海洋杆菌属(Marinobacter)细菌较丰富,在腌渍后期明显减少。乳杆菌属细菌在腌渍14、26个月的青菜中含量丰富,在腌渍2个月的青菜中含量较少。通过分离培养技术从盐渍青菜中分离获得23株产酸细菌,通过16S rDNA序列分析初步确定戊糖乳杆菌(Pediococcus pentosaceus)8株,枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)与植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)各5株,解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)2株,溶血性葡萄球菌(Staphylococcus hominis)、解淀粉芽孢杆菌植物亚种(Bacillus amyloliquefaciens subsp.plantarum)、短乳杆菌(Lactobacillus brevis)各1株。DGGE操作简便,能够较好地反映盐渍青菜的细菌菌群变化,在盐渍青菜的细菌菌群结构分析中具有独特的优势。分离获得的产酸细菌可为盐渍工艺改进提供菌种资源。     

不同质量窖泥细菌群落的研究

采用多聚酶链式反应结合变性梯度凝胶电泳指纹分析技术(PCR-DGGE),对不同质量窖泥中细菌群落结构进行分析,从微生物角度说明了不同质量窖泥细菌种群的复杂性,同时,鉴定出了常见的芽孢杆菌、醋酸杆菌等微生物,以及发现可能的新菌种和尚未在窖泥研究中报道的瘤胃球菌。以质量最好的窖泥为参照,其他窖泥的质量与其跟参照窖泥的细菌群落间相似性指数总体呈正相关。这一规律为今后研究窖泥培养、养护和应用提供了理论依据。     

不同窖泥功能菌液细菌群落的研究

采用多聚酶链式反应结合变性梯度凝胶电泳指纹分析技术(PCR-DGGE)对己酸菌和液体窖泥混合菌液、窖泥复合功能菌液、窖泥特殊生香功能菌液中细菌群落结构进行分析,并对不同质量窖泥接种培养的窖泥功能菌液中细菌群落结构进行对比分析,从微生物物种多样性的角度说明了不同窖泥功能菌液细菌的复杂性以及不同窖泥功能菌液具有不同生理、生化功能的原因,表明窖泥的质量与窖泥功能菌液、窖泥特殊生香功能菌液的质量可能存在相关性,为窖泥功能菌培养的进一步改进提供了理论依据。     

宜宾地区不同性状窖泥的细菌群落结构解析及代谢功能预测

该研究基于16S r RNA V3-V4区基因序列,采用高通量测序技术对宜宾地区不同性状窖泥（新窖泥、老熟窖泥、老化窖泥）的细菌群落结构差异进行分析,并采用PICRUSt预测不同性状窖泥微生物的代谢功能,解析宜宾地区不同性状窖泥的代谢功能差异。结果表明,该地区三种性状窖泥的细菌群落结构存在显著差异,老熟窖泥和老化窖泥细菌群落的丰富度高于新窖泥,而多样性相反。己酸菌属（Caproiciproducens）在老熟窖泥中的相对丰度较高,可能是该地区窖泥老熟的标志,该菌对浓香型白酒的风味物质形成具有重要的作用;乳酸杆菌（Lactobacillus）则在新窖泥中的相对丰度较高,可能是该地区新窖泥的标志。窖泥的碳水化合物代谢和氨基酸代谢功能最强,且其相对丰度同样呈现出老熟窖泥>老化窖泥>新窖泥的变化规律,说明老熟窖泥的细菌群落结构对浓香型白酒风味物质的形成最有利。     

基于高通量测序的宋河浓香型白酒不同窖龄窖泥细菌群落结构分析

以宋河浓香型白酒不同窖龄窖泥为研究对象,采用Illumina Miseq高通量测序技术和典范对应分析（CCA）等方法探究细菌菌群结构变化特征及其环境影响因素。结果表明,16年窖龄窖泥的细菌群落结构多样性高于6年窖龄窖泥,相同窖龄、同一窖池的窖底泥高于窖壁泥。6年窖壁泥与窖底泥的细菌群落结构相似,绝对优势细菌属均为乳酸菌属（Lactobacillus）。16年窖壁泥与窖底泥的细菌群落结构差异较大,共有绝对优势细菌属为梭菌属（Clostridium）、氨基酸杆菌（Aminobacterium）、理研菌属（Petrimonas）、互营单胞菌属（Syntrophomonas）和Sedimentibacter。特有绝对优势细菌属中Lactobacillus相对丰度的降低以及Clostridium和Aminobacterium相对丰度的迅速增长均表明16年窖池已成为趋于老熟化的优质窖池。CCA分析结果推测,pH和有机物可能是影响16年窖池细菌群落结构改变的主要环境因子。     

不同窖龄及位置浓香型白酒窖泥中细菌群落结构的差异性分析

采用高通量测序技术对金徽酒不同窖龄及窖池位置的窖泥细菌群落进行研究,通过聚类分析探寻细菌菌群的时空分布特点,并对窖泥微生物的功能基因进行注释分析。结果表明,14个窖泥样品中,厚壁菌(Firmicutes)是细菌群落的绝对优势菌门,平均相对丰度达73.39%。乳杆菌(Lactobacillus)是5年和7年窖龄窖泥(84.48%)的第一优势菌属。随着窖龄的增加,优势菌属由单一Lactobacillus占优势演变为己酸菌(Caproiciproducens,4.61%)、拟杆菌(Bacteroides,3.16%)等11个细菌属共存的复杂微生态环境。窖泥细菌菌群多样性与窖龄呈显著正相关(P<0.01),且池底窖泥的细菌菌群多样性高于池壁泥。30年和50年窖龄的窖泥细菌群落相似性较高,且细菌菌群之间大多呈正相关关系。同现网络中共出现9个枢纽,各枢纽均与Lactobacillus呈负相关关系。KEGG功能注释图说明影响白酒产量和质量的主要功能基因在窖泥主体特征代谢分类上。该研究为解析甘肃金徽酒窖泥中的细菌群落结构及其时空分布规律奠定了基础。     

浓香型白酒不同窖泥的微生物群落特征分析

窖泥是发酵过程微生物栖息的生态环境之一,不同窖泥中的微生物种群随窖泥生产利用年份和环境不同而呈现不同的多样性。本研究利用细菌16S rDNA的V7～V8区和产甲烷古菌16S rDNA V3区的PCR-DGGE技术,分析了不同窖泥的微生物群落特征;同时进行了部分细菌16S rDNA的V7～V8区的序列测定。结果表明,不同窖龄及不同颜色的窖泥表征出特异性的细菌与产甲烷古菌群落发育状况;UPGAMA聚类分析显示50年和150年黑色窖泥的菌群结构最为相似;序列分析表明DGGE图谱中部分条带的基因序列与基因库相似菌的相似性在82%～99%之间,其中梭菌属和未被鉴定的细菌是这些窖泥样品的优势菌。     

基于PLFA分析不同窖龄窖泥微生物群落结构

该试验采用磷脂脂肪酸（PLFA）生物标记法对两种不同窖龄窖泥（30年、100年）微生物群落特征进行了研究。结果表明,100年窖龄窖泥微生物群落多样性高于30年的。对两种不同窖龄窖泥各类型的微生物结构研究发现,100年窖龄窖泥各类型的微生物含量均高于30年窖龄窖泥的,并且在两种不同窖龄窖泥中细菌的含量与丰度较其他类型微生物高,表明细菌是窖泥优势菌群。对两种不同窖龄窖泥磷脂脂肪酸含量进行主成分分析发现,30年窖龄窖泥的主要变异菌群是细菌,100年窖龄窖泥的主要变异菌群是细菌与真菌。     

基于磷脂脂肪酸剖析不同老熟方法的窖泥微生物群落结构

针对白酒发酵过程中窖泥微生物群落结构的特殊性,采用磷脂脂肪酸（PLFA）指纹图谱法对不同老熟方法制备的窖泥的微生物群落特征进行研究。结果表明,使用方法C制得的窖泥经三轮次酿酒生产后,其中的微生物多样性较方法A与方法B丰富,且特征PLFA的种类与50年以上窖龄窖池窖泥相同;使用方法C制得的窖泥微生物含量高于方法A与方法B,并接近于50年以上窖龄窖池窖泥;使用方法C制得的窖泥微生物群落结构特征与50年以上窖龄窖池的相似度最高。使用方法C的窖池所生产的浓香型白酒出酒率最高,为（36.52±0.67）%,窖香浓郁、酒体丰满、入口醇甜、味长、尾净。因此,使用方法C所制得的窖泥优于方法A与方法B。     

窖泥中总酸、总酯和总醛测定方法的研究

窖泥是生产白酒的关键材料,窖泥的成分复杂,主要有醇类、酸类、醛类、酯类、酚类及芳香族化合物等。本研究建立了一种窖泥中总酸、总酯和总醛的快速连续测定方法,该方法所得3种物质的标准曲线线性关系良好,精密度试验相对标准偏差（RSD）值分别为1.81%、1.13%、0.887%,稳定性试验RSD值分别为1.35%、1.22%、0.96%,加标回收率平均值分别为98.10%、98.16%和98.69%。结果表明,该方法适合窖泥中总酸、总酯和总醛的测定,对白酒的窖泥发酵生产起到一定的指导意义。     

酱香型郎酒高温大曲、酒醅和窖泥中细菌群落结构分析

该研究利用高通量测序技术对酱香型郎酒大曲、酒醅和窖泥的细菌菌群进行多样性解析和比较分析。结果表明,郎酒窖泥中细菌菌群的丰富度和多样性最高,大曲中细菌菌群的多样性远高于酒醅。窖泥中主要优势细菌属为乳杆菌属（Lactobacillus）（26.1%）、埃希氏菌-志贺氏菌属（Escherichia-Shigella）（12%）、梭菌属（Clostridium）（7.9%）等,嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acetotolerans）作为主体菌,同时存在多种未培养菌种;大曲中的主要优势菌群包括泛菌属（Pantoea）（21.9%）、高温放线菌属（Thermoactinomyces）（21.4%）、克罗彭施泰特氏菌属（Kroppenstedtia）（19.4%）和乳球菌属（Lactococcus）（9.4%）等;酒醅中主要优势细菌属为片球菌属（Pediococcus）（42.7%）、魏斯氏菌属（Weissella）（32.1%）、芽孢杆菌属（Bacillus）（14.2%）和乳杆菌属（Lactobacillus）（8.3%）,乳酸菌占据优势地位。     

不同窖龄及位置窖泥微生物群落和代谢组分的差异

基于多相检测技术探究了不同窖龄窖泥微生物群落及主要代谢组分的时空特点.结果表明,窖池微环境和代谢物间相互影响,胁迫微生物群落定向进化.Caproiciproducens和Clostridium sensu stricto 12等7种细菌与窖龄相关,产甲烷古菌则与窖泥的位置有关.此外,不锈钢代替窖泥盖,降低了窖池中Lac...     

陶融型白酒正常和退化窖泥细菌群落多样性解析及其理化影响因素

利用高通量测序技术解析陶融型白酒正常窖池和退化窖池窖泥细菌群落多样性及其在窖池中的空间异质性,并通过冗余分析（RDA）影响微生物群落的主要理化因素。结果表明,退化窖池窖泥的含水量（36.78%）、pH值（5.50）及铵态氮含量（23.48 mg/100 g）均低于正常窖池窖泥,而总酸含量（13.00 mg/g）和有效磷含量（27.32 mg/100 g）与之相反。窖泥中细菌群落存在明显的空间异质性。与正常窖池窖泥相比,退化窖池窖泥中主要优势细菌门厚壁菌门（Firmicutes）（64.32%）、拟杆菌门（Bacteroidetes）（12.58%）以及主要优势细菌属己酸菌属（Caproiciproducens）（3.03%）、嗜蛋白菌属（Proteiniphilum）（6.60%）、棒状杆菌属（Caldicoprobacter）（1.06%）的平均相对丰度较低。有效磷、总酸和铵态氮含量可能是影响不同质量窖泥细菌菌群空间分布的主要理化因子。     

Comparison of bacterial community in matured and degenerated pit mud from Chinese Luzhou‐flavour liquor distillery in different regions

The bacterial community in the pit mud of a Luzhou‐flavour liquor distillery in different regions was analysed by combined polymerase chain reaction–denaturing gradient gel electrophoresis (PCR‐DGGE) and quantitative PCR (qPCR) in order to distinguish a matured and a degenerated pit mud, judged according to sensory and physicochemical characteristics. The phyla Firmicutes, Cloacimonetes, Actinobacteria, Proteobacteria, Synergistetes and Unclassified Bacteria were detected. Firmicutes predominated in the pit mud. The diversity and homogeneity of the bacterial community in the matured pit mud were superior to those in the degenerated pit mud in the same distillery. There were significant differences in the bacterial community structure between the matured and degenerated pit mud. Moreover, the bacterial community in the degenerated pit mud samples was similar, which indicated that the bacterial community in the degenerated pit mud did not change within the two different regions. However, the bacterial community in matured pit mud samples was different, demonstrating that there were visible differences in the bacterial community between the samples of matured pit mud collected from the Luzhou‐flavour liquor distilleries in the two different regions. Notably, the quantity of Actinobacteria in the matured and the degenerated pit mud was found to be different by quantitative analysis. Potentially, the Actinobacteria could serve as an indicator bacteria to distinguish between matured and degenerated pit muds. Copyright © 2016 The Institute of Brewing & Distilling