利用高通量测序分析云南豆豉中细菌群落多样性

发酵食品是人类饮食的重要组成之一,其中豆豉风味独特,富含多种生理活性物质。微生物在食品发酵过程中起着极为重要的作用。作者选择云南豆豉为研究对象,使用焦磷酸高通量测序,可以全面地分析豆豉中的细菌群落,能够得到其中稀少群落(rare biosphere)的信息。乳酸杆菌是丰度最高的细菌,占总序列数的72%,在豆豉发酵中起重要作用;芽孢杆菌也是重要的细菌,占序列总数的10%。此外,还发现了属于人类致病菌(Shigella flexneri)和植物病原菌(Erwinia persicina)的序列,显示出传统方法制作的豆豉中存在着食品安全隐患。     

基于高通量测序分析老面细菌多样性

老面中微生物组成多样,带来多种微生物的发酵产物及风味,分析老面中细菌群落多样性对于开发优良面食发酵剂提供有用信息。本研究采用基于16S r DNA的焦磷酸测序方法分析了采集自云南省香格里拉县的三个老面样品中细菌群落结构。结果表明,三个样品细菌多样性都比较高,17年和2年老面中,优势菌是Lactobacillus sanfranciscensis,2年老面中含有少数序列与L.rossiae和L.plantarum具有较高的相似性,而5年老面中优势菌是Staphylococcus equorum,其次是L.sanfranciscensis。结论:老面中细菌多样性较高,以乳酸菌为主,其中的乳酸杆菌为老面发酵面食带来丰富的营养和风味物质,但是较高丰度葡萄球菌属的检出,暗示了一定的食品安全隐患。      

基于高通量测序分析四川辣椒酱自然发酵过程中细菌群落结构演替规律

以自然发酵的四川辣椒酱为研究对象,通过高通量测序技术,探究其在发酵过程中细菌群落的多样性和演替规律。结果表明,辣椒酱自然发酵过程中在门的水平上主要有厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)等菌门,其中厚壁菌门的数量随着发酵时间增加逐渐增多,在发酵第15 d时相对丰度达到28.56%,成为丰度最高的菌门。在属的水平上主要有乳杆菌属(Lactobacillus spp.)、片球菌属(Pediococcus spp.)、魏斯氏菌属(Weissella spp.)、葡萄球菌属(Staphyloccoccus spp.)等,其中优势菌属乳杆菌属在0~25 d含量较低,在发酵第30 d时,相对丰度达到68.24%。此外,在辣椒酱自然发酵过程中,检测到肠杆菌属(Enterobacter spp.)等致病菌属,表明自然发酵辣椒酱存在微生物卫生食用安全问题。     

基于高通量测序对中国不同区域传统发酵香肠细菌多样性的研究

为了提高发酵香肠微生物资源利用率和对发酵香肠的安全性进行评估。应用高通量测序技术,对收集自四川成都(SC)、广东深圳(GD)、湖南长沙(HN)、黑龙江哈尔滨(HB)地区的传统发酵香肠进行测序,采用生物信息学方法进行细菌多样性分析。四川和哈尔滨地区的细菌多样性>其他地区;厚壁菌门,蓝藻菌门和变形菌门是4个地区的优势菌门;乳杆菌属和葡萄球菌属是四川地区的优势菌属;乳球菌属,不动杆菌属和巨型球菌属是广东地区的优势菌属;乳球菌属,四联叠球菌属,乳杆菌属是湖南地区的优势菌属;未成功测定的细菌菌属是哈尔滨地区的优势菌属。巨型球菌属是广泛存在于除哈尔滨地区之外的特殊菌属,该菌对脂肪和蛋白质分解有促进作用。乳酸菌是除哈尔滨地区之外的优势菌群,Macrococcus caseolyticus可以作为香肠发酵剂的候选优良菌株,但其安全性还需进一步研究。     

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%。     

高通量测序分析沙棘酵素自然发酵过程中细菌多样性

为探寻沙棘酵素在自然发酵过程中细菌群落结构及多样性的变化,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,对不同发酵时期的沙棘酵素液进行细菌多样性研究。结果表明：经可操作分类单元（operational taxonomic unit,OTU）分析共得到25 个门,57 个纲,149 个目,239 个科,422 个属,601 个种;在门水平上进行群落组成分析,共得到5 种优势菌门,分别为蓝藻细菌门（Cyanobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、未知细菌菌门（unclassified_k__norank_d__Bacteria）、酸杆菌门（Acidobacteriota）、厚壁菌门（Firmicutes）,其中,Cyanobacteria为绝对优势菌门,在前期（F22_Q）、中期（F22_Z）和后期（F22_H）3 个发酵阶段的相对丰度分别为93.28%、66.59%和35.40%;在属水平上共有5 种优势菌,分别为norank_f__norank_o__Chloroplast、雷尔氏菌（Ralstonia）、unclassified_k__norank_d__Bacteria、norank_f__Mitochondria、Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia,其中,norank_f__norank_o__Chloroplast为绝对优势菌属,相对丰度范围为35.39%～93.28%;通过样本层级聚类分析和主成分分析,3 个发酵阶段可聚为两类,前期（F22_Q）和中期（F22_Z）聚为一类,后期（F22_H）为一类。本研究揭示了沙棘酵素自然发酵过程中细菌群落演替,为沙棘酵素发酵奠定了一定的理论基础。     

基于高通量测序的江西特色发酵豆豉中微生物群落多样性及其特征分析

目的:采用高通量测序技术,研究江西特色发酵豆豉中细菌和真菌等微生物的群落多样性及特征,以了解和提高产品质量和食用安全性。方法:采集江西南昌稻香园调味食品有限公司豆豉样品,经gDNA提取,分别对细菌16S rDNA和真菌ITS区域进行PCR扩增及MiSeq测序,根据统计的测序数据进行物种注释、丰富度聚类及α-多样性分析。结果:高通量测序获得细菌Tag数目36633个,OTU数目114个,经物种注释,主要为蓝细菌门(Cyanobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),以蓝细菌门未分类属(Cyanobacteria Chloroplast Unclassified)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、乳杆菌属(Lactobacillus)为主;真菌Tag数目47117个,OTU数目8个,经物种注释,几乎全为接合菌门横梗霉属(Lichtheimia)。结论:江西豆豉细菌具有丰富的微生物群落多样性和特色的菌群组成结构。     

基于高通量测序浏阳豆豉不同发酵阶段微生物多样性分析

采用454高通量焦磷酸测序研究浏阳豆豉传统生产工艺中不同阶段的微生物多样性。前发酵和后发酵3 d前后,微生物水平差异不大,但样品LY03即后发酵15 d时,无论是细菌还是真菌和样品LY01、LY02相比显示更加的多样性,微生物的门、纲、目、科、属均有明显增加,除部分没有确认的外,真菌多样性各水平分别为制曲成熟和后发酵3 d差别不大,但后发酵15 d显著增加,制曲成熟主要微生物属以根霉、曲霉为主,大量酵母菌参与后期发酵。细菌多样性变化显著,制曲成熟和经过洗曲后发酵3 d差异不大,但堆积发酵15 d各水平显著增加,芽孢杆菌属在全过程丰度高,乳酸菌种类较多和比例较高。这种堆积发酵时间不同,其微生物多样性差异明显,生产工艺的非标准化是否会影响到产品品质,特别是药效值得进一步深入研究。     

基于Miseq高通量测序技术对细菌型豆豉细菌类群的评价

采用Miseq高通量测序技术对6个细菌型豆豉细菌多样性进行了评价,同时使用电子舌对不同样品各滋味指标的相对强度进行了测定,进而探讨了细菌类群对产品滋味品质的影响。结果表明,Bacillus(芽孢杆菌)是细菌型豆豉中的优势细菌,其相对含量为95.26%。在分类操作单元(Operational taxonomic units,OTU)水平上,发现5个核心OTU相对含量大于0.1%,其中4个隶属于Bacillus,OTU2133(隶属于芽孢杆菌)的平均相对含量为91.91%。酸味是豆豉间差异最大的滋味指标,且Bacillus、Staphylococcus(葡萄球菌)和Lactobacillus(乳酸杆菌)与豆豉酸味的形成均呈正相关。由此可见,鲊广椒中细菌微生物主要是由Bacillus组成,且Lactobacillus和Staphylococcus对豆豉滋味的形成具有影响。     

基于高通量测序解析四川晒醋固态发酵过程中细菌群落变化

本文以四川晒醋固态发酵过程的醋醅为研究对象,采用高通量测序分析其细菌群落结构及其丰度.结果表明,在整个发酵过程中,醋醅中的细菌群落共包括166个属.当发酵第15 d时,经可操作分类单元(operational taxonomic units,OTUs)分析共得到11个门、14个纲、36个目、45个科和79个属;通过UP...     

传统自然发酵酸肉中细菌群落多样性与风味品质分析

为探讨传统自然发酵酸肉中细菌群落多样性与风味品质的关系,采用Ion S5 XL测序平台,对4 种传统自然发酵酸肉中细菌16S rDNA V3～V4区进行高通量测序,并结合电子鼻和固相微萃取-气相色谱-质谱（solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,SPME-GC-MS）分析等手段揭示酸肉细菌群落结构及其风味品质的相关性。结果表明,样品获得序列数平均为110?395?条。4?种酸肉样品中总体细菌群落包含11?个门,其中厚壁菌门占绝对优势,约占总细菌群落的83.73%～98.92%,其次是变形菌门和放线菌门。主要优势菌属为乳杆菌属、魏斯氏菌属和乳球菌属。利用SPME-GC-MS从酸肉样品中检测到的挥发性物质包括酸类、醇类、醛类、酯类、酮类、萜烯类等化合物共126?种。各样品之间的菌属丰度存在一定的差异性,其菌群组成与工艺密切相关,而菌群种类和数量影响产品风味。与传统方法相比,高通量测序得到的细菌多样性信息更接近于样品微生态,能够全面解析自然发酵肉制品酸肉的细菌多样性,为传统食品的现代化改造和质量安全控制提供科学支撑。     

应用高通量测序法检测南疆传统酸奶中微生物多样性

采用高通量焦磷酸测序技术和传统培养法对3?份阿图什和1?份乌什传统发酵酸奶进行微生物群落多样性分析。结果表明：4?份样品在3?种培养基上的微生物数量和种类存在差异,即从MRS、YGC及?Lee氏培养基上得到的质量控制后细菌有效序列为20?669条,真菌质量控制后有效序列为293?677?条。在细菌水平上,厚壁菌门（Firmicutes）为各样品中占优势细菌门,丰富度最高,其次为变形菌门（Proteobacteria）;属于厚壁菌门的乳杆菌属（Lactobacillus）和链球菌属（Streptococcus）为其中占优势细菌属。在真菌水平上,子囊菌门（Ascomycota）为占优势真菌门,其次为担子菌门（Basidiomycota）;属于子囊菌门的酵母菌属（Saccharomyces）和克鲁维酵母属（Kluyveromyces）为占优势真菌属。本研究结果为新疆传统发酵酸奶微生物资源开发、应用提供了微生物多样性依据。     

Next‐Generation Sequencing Analyses of Bacterial Community Structures in Soybean Pastes Produced in Northeast China

Fermented soybean foods contain nutritional components including easily digestible peptides, cholesterol‐free oils, minerals, and vitamins. Various fermented soybean foods have been developed and are consumed as flavoring condiments in Asian regions. While the quality of fermented soybean foods is largely affected by microorganisms that participate in the fermentation process, our knowledge about the microorganisms in soybean pastes manufactured in Northeast China is limited. The current study used a culture‐independent barcoded pyrosequencing method targeting hypervariable V1/V2 regions of the 16S rRNA gene to evaluate Korean doenjang and soybean pastes prepared by the Hun Chinese (SPHC) and Korean minority (SPKM) populations in Northeast China. In total, 63399 high‐quality sequences were derived from 16 soybean paste samples collected in Northeast China. Each bacterial species‐level taxon of SPHC, SPKM, and Korean doenjang was clustered separately. Each paste contained representative bacterial species that could be distinguished from each other: Bacillus subtilis in SPKM, Tetragenococcus halophilus in SPHC, and Enterococcus durans in Korean doenjang. This is the 1st massive sequencing‐based study analyzing microbial communities in soybean pastes manufactured in Northeast China, compared to Korean doenjang. Our results clearly showed that each soybean paste contained unique microbial communities that varied depending on the manufacturing process and location.     

基于高通量测序技术对浙江传统发酵蔬菜微生物多样性的解析

以浙江地区传统发酵蔬菜臭冬瓜、臭苋菜梗、酸笋和酸茭白为研究对象,采用Illunina MiSeq高通量测序技术,分别分析浙江传统发酵蔬菜的汁液、固形物和培养物中细菌和真菌微生物群落组成和多样性,探讨“臭”和“酸”类发酵食品的微生物群落组成差异.结果 表明:14个样品中细菌和真菌的测序覆盖率分别为0.97和0.99.分析...     

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。     

Bacterial Communities of Traditional Salted and Fermented Seafoods from Jeju Island of Korea Using 16S rRNA Gene Clone Library Analysis

Jeotgal, which is widely consumed as a nutritional supplement in Korea, is traditional type of preserved seafood that is prepared by salting and fermenting. Here, we report on the bacterial community structure and diversity of jeotgal obtained from the Korean island of Jeju, which has a subtropical climate. Two samples of Jeotgal were collected from Jeju, made from either damselfish (Chromis notata; jari‐dom‐jeot, J1 and J2) or silver‐stripe round herring (Spratelloides gracilis; ggot‐myulchi‐jeot, K1 and K2). The physical characteristics (pH and salinity) were assessed and the bacterial communities characterized using 16S rRNA gene‐clone library analysis and cultural isolation. No difference was found in the community composition between the J and K fermented seafoods. Both fermented seafoods had relatively high salinity (26% to 33%) and high pH values (pH 6.08 to 6.72). Based on the 16S rRNA gene sequences, the halophilic lactic‐acid bacteria Tetragenococcus halophilus and T. muriaticus were observed to be dominant in the J and K fermented seafoods, accompanied by halophilic bacteria including Halanaerobium spp., Halomonas spp., and Chromohalobacter spp. When compared with 7 other types of fermented seafood from a previous study, the communities of the J and K fermented seafoods were separated by the most influential group, the genus Tetragenococcus. The results suggest that these 2 types of traditional salted fermented seafood from Jeju have distinct communities dominated by Tetragenococcus spp., which are derived from the raw ingredients and are dependent on the physical conditions. This may explain how the seafoods that are made in Jeju may differ from other jeotgals.     

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。     

基于16S rRNA基因V3-V4区高通量测序分析东北自然发酵酸菜中细菌群落结构

为探究东北自然发酵酸菜中细菌群落结构,本试验采用454 FLX+平台对东北地区传统自然发酵的16份酸菜汁样品中细菌16S rRNA基因的V3-V4区进行测序。通过454焦磷酸测序,共得到302327条有效序列。计算Chao 1指数、Shannon指数和Simpson指数,对样品菌群的Alpha多样性进行评价,发现松原和大庆样品的细菌群落具有较高的丰富度。Beta多样性分析发现黑龙江、吉林和辽宁省份样品中存在交叠细菌物种,但含量极低。Heatmap图显示各省份的优势菌属各不相同。样品群落结构分析表明大庆、黑河和松原样品中乳杆菌含量超过50%,黑河样品中乳杆菌含量高达69.6%。KEGG统计结果表明高纬度地区存在着一定数量的耐寒细菌。此外,本试验首次在发酵食品中发现污蝇解壳杆菌属细菌(wohlfahrtiimonas),显示出高通量测序技术相对传统纯培养技术的优势。