茅台镇不同主酿区域酱香型白酒酿造大曲中细菌菌群结构分析

通过高通量测序技术结合数理分析方法,系统性研究茅台镇酱香型白酒不同酿造区域生产大曲中的细菌菌群结构特征,共检出细菌21 个门和532 个属,首次在酱香大曲中检出解硫胺素芽孢杆菌属（Aneurinibacillus）、鲁梅尔芽孢杆菌属（Rummeliibacillus）、摩根氏菌属（Morganella）、普劳斯氏菌属（Prauserella）、橄榄形菌属（Olivibacter）、库特氏菌属（Kurthia）、两面神菌属（Janibacter）、巴尔通氏体属（Bartonella）、香味菌属（Myroides）、unclassified_o__Corynebacteriales和Parapusillimonas。研究发现,不同区域生产大曲的细菌多样性丰富且存在差异,但各区域在相对丰度较高的优势细菌门、优势细菌属及核心细菌属的菌群结构组成上具有高度的相似性。其优势细菌门为厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）,优势细菌属为慢生芽孢杆菌属（Lentibacillus）、克罗彭斯特菌属（Kroppenstedtia）、泛生菌属（Pantoea）、大洋芽孢杆菌属（Oceanobacillus）和肠杆菌属（Enterobacter）,芽孢杆菌属（Bacillus）为其关键核心细菌属;区域间微生物具有良好的共性,强化了茅台镇稳定的酿造微生态结构,是茅台镇具有稳定产酱香型白酒的重要原因之一。各区域内的不同轮次大曲中细菌菌群差异小于区域间菌群差异,而区域间的细菌差异主要集中在丰度较小功能菌群上。研究结果揭示了茅台镇不同主酿区生产大曲的细菌菌群结构,为相关研究奠定了基础,也为酱香型白酒生产监测及企业选址提供了参考和指导。     

茅台镇酱香型白酒酿造环境中真菌菌群多样性分析

采用高通量测序技术结合数理统计软件分析方法，系统研究茅台镇酱香型白酒不同酿造轮次生产环境中的真菌菌群结构及特征。7 个轮次中共检测到4 个真菌门、212 个真菌属。根据各菌门、属的相对丰度，子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）是茅台镇酱香型白酒酿造环节中各酿造轮次的优势菌门，节担菌属（Wallemia）、复膜孢酵母属（Saccharomycopsis）为各轮次绝对优势真菌属。不同轮次环境样品中真菌组成结构的相似度较高，但其各轮次标志性真菌属存在差异。7 个酿造轮次共有相同真菌属56 个，在各轮次占主导地位，特征性真菌属在各轮次当中相对丰度和占比较小但种类丰富。Ascomycota最强节点为德巴利酵母属（Debaryomyces），Basidiomycota最强节点为红酵母属（Rhodotorula）。本研究揭示了茅台镇酱香型白酒不同酿造轮次环境中真菌菌群结构及其特征，为深入研究酱香型白酒酿造机理以及对酿造环境中微生物结构的解析提供了参考依据。     

茅台镇酱香型白酒酿造大曲及环境中可培养细菌多样性及功能分析

通过传统微生物分离筛选与分子鉴定方法,对茅台镇酱香型白酒连续7轮次的大曲和酿造环境样品的可培养细菌进行研究,从样品中共分离得1 370株细菌,归属于5个门、28个属和59种细菌。所分离菌株中Bacillus solani、B.gottheilii、B.paralicheniformis、Brevibacillus agri、Pseudomonas xanthomarina、Lelliottia nimipressuralis、Aureimonas sp.、 Sphingobacterium daejeonense、Oceanobacillus indicireducens、Cronobacter sakazakii、Mixta gaviniae、Paraburkholderiafungorum、Viridibabacillus arvi和Atlantibacter hermannii在酱香型白酒酿造中鲜有检出并报道。细菌的分布频率和优势度分析表明,Bacillus、Lysinibacillus、Staphylococcus和Micrococcus为大曲中的核心可培养细菌,Bacillus、Staphylococcus、Micrococcus和Alcaligenes为环境中的核心可培养细菌,Bacillus、Staphylococcus和Micrococcus为大曲和环境样品中共有的可培养核心细菌。各轮次大曲与环境样品中的细菌菌群多样性结构存在差异,但其主要功能细菌菌群结构及其演替基本保持一致。大曲和环境样品中的优势细菌均可代谢丰富酶系的功能,且具有较强的金属离子吸附降解功能。本研究可为茅台镇酱香白酒酿造及其他地域酱香型白酒酿造微生物的研究提供基础。     

环境因子对茅台镇不同轮次酿造环境细菌群落结构多样性的影响

为研究茅台镇不同酿造轮次酿造环境中的细菌菌群结构组成及环境因子对其影响,基于MiSeq平台采用高通量测序技术和SPSS Statistics 26.0软件对酿造环境样本中细菌菌群结构进行分析。在酿造环境中共检出33 个细菌纲、153 个细菌科和396 个细菌属。优势菌纲为Gammaproteobacteria、Bacilli、Sphingobacteriia、Alphaproteobacteria、Actinobacteria、Flavobacteriia和Betaproteobacteria。优势科有19 个,包括Enterobacteriaceae、Sphingobacteriaceae、Bacillaceae、Flavobacteriaceae、Thermoactinomycetaceae、Planococcaceae等,其中Flavobacteriaceae、Planococcaceae、Bacteroidales_S24-7_group、Microbacteriaceae和Brucellaceae是目前尚未在白酒酿造环境中被认为是优势菌的细菌科类。优势菌属有22 个,主要包括Sphingobacterium、Enterobacter、Pantoea、Acinetobacter、Oceanobacillus和Pseudomonas等。结合t-检验和Spearman相关性分析方法分析环境因子（环境温度、湿度、降雨量、光照时长和大气压）与α多样性和48 种优势细菌纲、科、属的相关性。结果表明,α多样性与环境因子相关性较明显,其中2轮次和3轮次酿造环境中细菌群落与温度和湿度的相关性显著。35 种优势菌与环境因子具有显著相关性,其中Gammaproteobacteria纲及其亚类群和Bacilli纲及其亚类群与5 个环境因子均有显著相关性,特别是温度、湿度和光照时长对这两个纲的影响较大。Alphaproteobacteria纲及其亚类群与环境温度显著正相关。Sphingobacteriia纲及其亚类群中的Sphingobacterium与温度和降雨量相关性较显著。Actinobacteria纲及其亚类群都与光照时长呈显著正相关。Betaproteobacteria纲及其亚类群和Flavobacteriia纲及其亚类群菌几乎不受环境因子的影响。本研究结果为深入认识、解析茅台镇酿造环境中的微生物结构特征及其与环境因子之间的关联性提供了基础理论和学科依据。     

酱香型白酒大曲和糟醅的细菌多样性分析

采用Illumina HiSeq 2500测序系统全面剖析酱香型白酒中的高温制曲和发酵酿酒阶段的细菌群落结构。结果显示：酱香型白酒高温制曲阶段和发酵酿酒阶段大曲和糟醅的细菌菌群在数量及结构分布上均具有多样性特点,菌群种类基本一致。两个阶段的优势菌门均为厚壁菌门Firmicutes、变形菌门Proteobacteria、放线菌门Actinobacteria、拟杆菌门Bacteroidetes 4?类。高温制曲和发酵酿酒生态环境之间存在差异,导致微生物优势菌不同。另外,随着发酵时间的推移,酱香型白酒酿造过程中微生物群落呈现一定的变化规律,大曲样本的细菌菌类变化与贮存时间有关,优势菌属有Clostridium sensu stricto 1、Escherichia-Shigella、Lactobacillus、Streptococcus、Actinobacillus、Bifidobacterium、Peptoclostridium、Mycoplasma、Citrobacter等,诸如Escherichia-Shigella、Actinobacillus、Bifidobacterium、Citrobacter等细菌随贮存时间的延长而增加,Clostridium sensu stricto 1、Mycoplasma等表现为先上升后下降,而Lactobacillus、Peptoclostridium等无明显变化,Streptococcus等细菌呈现下降趋势。而糟醅微生物随窖池发酵（起窖）及高温堆积（下窖）的工艺而不断变化,发酵酿酒阶段的优势微生物为Escherichia-Shigella、Lactobacillus、Clostridium sensu stricto 1、Streptococcus、Actinobacillus、Bifidobacterium、Alternaria。相对丰度较高的细菌菌属中Escherichia-Shigella、Lactobacillus在发酵前期菌数先升高,中期从第2轮次开始下降,第3轮次下窖时达到最低,后期逐渐上升。Clostridium sensu stricto 1、Streptococcus菌群丰度变化规律复杂,呈现先下降后上升的趋势。结果表明：高温制曲与发酵酿酒阶段的优势菌菌属基本一致,说明大曲是后续糟醅发酵的微生物来源。另外,细菌的生长耐受性范围较广,随着时间的推移,温度和水分达到相对平衡,细菌群落也逐渐得到了调整,形成单一菌类为主导的环境,更有利于酱香酒的酿造。     

基于高通量测序对茅台镇酱香白酒主酿区霉菌菌群结构多样性的解析

为系统性研究茅台镇主酿区生产大曲和酿造环境霉菌菌群多样性结构,基于MiSeq平台采用高通量测序技术对茅台镇酱香白酒7?个主酿区大曲和环境样品霉菌进行解析,共检出霉菌95?个属,其中从大曲样品中检出68?个属,环境样品中检出89?个属。明确了Aspergillus、Byssochlamys、Monascus、Thermoascus、Thermomyces、Rhizomucor等属是酱香白酒酿造大曲中的优势霉菌;Alternaria、Aspergillus、Byssochlamys、Cladosporium、Fusicolla、Lecythophora、Monascus、Penicillium、Phoma、Pyrenochaeta、Thermoascus、Thermomyces、Toxicocladosporium等属是酱香白酒酿造环境中的优势霉菌,通过对各主酿区之间霉菌差异性分析、主酿区生产大曲和酿造环境之间霉菌差异性分析,对比霉菌在各区域多样性指数、富集率、衰减率和迁移率变化,深入剖析了不同主酿区酿造大曲与周围环境霉菌的交互程度,从微生物角度为酒厂的选址提供一定理论依据。     

武陵酱香型白酒七轮次高温堆积细菌群落多样性分析

本研究采用Illumina MiSeq高通量测序技术对武陵酱香型白酒七个轮次高温堆积酒醅样品细菌群落多样性进行了分析。结果表明，武陵酱香型白酒七个轮次高温堆积酒醅样品中共检出39个门和756个属；门水平下，各轮次共有的优势菌门（相对丰度≥1%）为变形菌门（Proteobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes），属水平下细菌的相对丰度平均大于1%，且出现在1个样品以上的核心细菌属有5个，分别为乳杆菌属（Lactobacillus）、醋杆菌属（Acetobacter）、芽孢杆菌属(Bacillus)、克罗彭施泰特氏菌属（Kroppenstedtia）和unclassified f＿＿Bacteria，各轮次共有的优势菌属（相对丰度≥1%）为乳杆菌属（Lactobacillus）和醋杆菌（Acetobacter）。说明武陵酱香型白酒七个轮次高温堆积酒醅样品中细菌群落结构具有多样性特点，同时菌群群落结构具有一致性和差异性。本研究结果揭示了武陵酱香型白酒7个轮次高温堆积酒醅样品中细菌群落结构与特征，为酱香型白酒高温堆积酿造过程中细菌群落结构变化规律解析提供了理论支持，为实现酱香型白酒高...     

基于高通量测序技术对茅台镇酱香白酒主酿区域酵母菌群结构多样性的解析

对茅台镇酱香白酒酿造的7个不同主酿区域的酿造环境及生产用大曲的酵母菌群多样性结构运用高通量测序技术进行解析,共检出53种酵母属,大曲中共检出33个属,环境中共检出52种属。大曲中的优势酵母属为Saccharomycopsis和Wickerhamomyces,环境中的优势酵母属为Wickerhamomyces、Saccharomycopsis、Debaryomyces和Cryptococcus。环境和大曲之间的酵母属群落结构差异性显著,环境中的酵母群落结构丰富度高于大曲。环境是酱香白酒酿造过程生产大曲中的酵母属的主要来源,大曲中有96.97%的酵母属来自于环境。Gibellulopsis、Filobasidium、Kuraishia、Agaricostilbum、Arachnomyces、Bullera、Cystofilobasidium、Dioszegia、Erythrobasidium、Fellomyces、Yamadazyma、Eremothecium、Ballistisporomyces、Aessosporon和Kurtzmanomyces为首次在酱香白酒酿造中检出并报道的酵母属。     

酱香型白酒1轮次酿造细菌的菌群结构

为进一步解析酱香型白酒传统固态发酵过程中复杂的微生物体系,采用高通量测序等方法对酱香型白酒1轮次堆积发酵和窖池发酵酒醅中的细菌菌群结构进行研究,结果表明堆积发酵过程的细菌多样性和丰富度均高于窖池发酵,进入窖池发酵阶段,细菌的多样性和丰富度呈现急剧大幅下降。在门和属水平上,堆积发酵检出的总细菌、主要细菌和优势细菌种类均比窖池发酵同比数据多;进入窖池发酵后,微生态很快就由复杂的多菌属生态结构演替为单一的乳酸杆菌属(Lactobacillus)为主导的生态结构。堆积发酵过程优势细菌属有乳酸杆菌属等13个,其中乳酸杆菌属、埃希氏菌属(Escherichia-Shigella)和芽孢杆菌属(Bacillus)占主导地位。窖池发酵阶段乳酸杆菌属占绝对主导地位。堆积和窖池发酵细菌属水平总丰度前25的物种之间绝大多数呈显著正相关,堆积发酵过程乳酸杆菌属对其生态内的其他菌属的抑制作用强于窖池发酵。研究结果揭示了酱香型白酒1轮次堆积和窖池发酵过程中的细菌菌群结构,为传统白酒固态发酵机制及产业发展奠定了科学基础。     

酱香型白酒机械化酿造不同轮次堆积发酵细菌菌群结构多样性分析

利用高通量测序及其相关数理分析技术,对酱香型白酒机械化酿造7个轮次堆积发酵酒醅的细菌16S rDNA片段进行分析,结果表明,7个轮次中共检测出14个门,456个属。优势细菌门为Proteobacteria、Actinobacteria和Firmicutes,核心细菌属为Acinetobacter、Bacillus、Caulobacter、Kroppenstedtia、Lactobacillus、Lentibacillus、Oceanobacillus、Pediococcus、Rhodococcus、Sphingomonas、Thermoactinomyces和Weissella。其中,Caulobacter和Rhodococcus为机械化酿造过程中的特有菌属,可能来源于机械设备和环境。核心微生物菌属之间存在明显的生物学关系,Bacillus、Lactobacillus、Thermoactinomyces、Lentibacillus、Kroppenstedtia、Weissella、Pediococcus和Oceanobacillus之间呈现共生关系,而Acinetobacter、Caulobacter、Sphingomonas和其他9个属呈负相关。发酵环境因子中,水分、酸度、淀粉含量对微生物群落结构影响较大,其中Bacillus、Thermoactinomyces、Pediococcus与淀粉含量显著正相关,与水分、酸度显著负相关;Caulobacter和Sphingomonas与淀粉含量显著负相关而与水分显著正相关,Sphingomonas与酸度显著正相关。本研究结果揭示了酱香型白酒机械化酿造堆积发酵过程中的核心细菌菌群结构,为酱香型白酒机械化酿造的理论研究和工程应用提供了理论支持。     

酱香型白酒机械化酿造不同轮次堆积发酵酒醅真菌群落结构多样性研究

该研究利用高通量测序及其数理分析对酱香型白酒机械化酿造七个轮次堆积发酵酒醅的真菌菌群结构进行分析。结果表明,七个轮次酒醅中共检出真菌4个门,102个属,185个操作分类单元（OTU）。嗜热真菌属（Thermomyces）、嗜热子囊菌属（Thermoascus）、曲霉属（Aspergillus）、有孢圆酵母属（Torulaspora）、丝衣霉属（Byssochlamys）、假丝酵母属（Candida）和威克汉姆酵母属（Wickerhamomyces）是酱香型白酒机械化堆积过程中的重要真菌属。酱香型白酒机械化酿造过程中的真菌微生物受淀粉含量、水分和酸度的影响较大,1～3轮次酒醅发酵白酒的微生物结构与水分和酸度呈负相关,而4～7轮次酒醅的微生物结构与水分和酸度呈正相关,且不同轮次酒醅存在着与水分、淀粉含量和酸度紧密相关的菌属,保证动态的调控酿造发酵过程,但重要的菌属受环境因子的调控不大,为酿造过程提供稳定的内在动力。     

清酱香型白酒冬季发酵细菌群落演替及堆积过程细菌来源解析

利用高通量测序对清酱香型白酒窖池发酵过程中细菌群落结构进行分析,从清酱香型白酒发酵酒醅中共检出14 个菌门,113 个菌属,发酵开始（0 d）时,Firmicutes、Proteobacteria及Cyanobacteria在酒醅占主导地位,平均相对丰度均大于10%。随着发酵的进行,逐渐演替为单一的Firmicutes为主导。发酵过程相对丰度前10的细菌属为Lactobacillus、Bacillus、Weissella、Acetobacter、Gluconobacter、Pediococcus、Kroppenstedtia、Staphylococcus、Enterobacter、Scopulibacillus,随着发酵的进行,逐渐演替为单一的Lactobacillus为主导。为了说明薄层堆积发酵过程酒醅中细菌来源,对发酵用曲中细菌群落结构进行解析,并设置不添加酒曲的堆积样品为空白,通过分析酒醅样品（发酵0 d）、酒曲、环境样品（不添加大曲堆积酒醅）的细菌群落结构,结果表明酒醅中的细菌属31.67%来自于环境,50%来自于酒曲,23.33%由酒曲及环境共同提供,5%的细菌属只由环境提供。此外,优势细菌属中Gluconobacter仅来自于环境。本研究系统解析了清酱香型白酒窖池发酵过程细菌群落结构,初步分析了堆积发酵过程酒醅中细菌来源,有助于完善白酒发酵微生态的研究,并对提升白酒产品质量、安全及生产可控性具有重要的意义。     

不同储藏期浓香型白酒大曲的微生物多样性分析

该研究利用Illumina Miseq高通量测序技术分析不同储藏期赊店老酒浓香型白酒大曲的微生物多样性。结果表明,从3个储存期的大曲样品中共检测到26个细菌属和13个真菌属,其中共有优势细菌属为乳球菌属（Lactococcus）、肠杆菌属（Enterobacter）、乳杆菌属（Lactobacillus）、魏斯氏菌属（Weissella）;共有优势真菌属为复膜孢酵母属（Saccharomycopsis）、嗜热子囊菌属（Thermoascus）、毕赤酵母属（Pichia）、曲霉菌属（Aspergillus）、耐碱酵母属（Galactomyces）。不同储存期大曲样品群落组成相似,但其优势菌群的相对丰度差异明显。从微生物的菌属特性、平衡角度分析,储存期为6月的大曲更适合投入白酒生产。此外,首次从浓香型白酒大曲中发现耐碱酵母属（Galactomyces）、Arachniotus、norank_c_Cyanobacteria、Escherichia-Shigella、土孢杆菌属（Terrisporobacter）、norank_f_Bacteroi- dales_S24-7_group、Ruminococcaceae_UCG-005和Rikenellaceae_RC9_gut_group。     

基于高通量测序分析复配小曲白酒发酵过程中微生物群落结构及多样性

利用高通量测序对复配小曲清香型白酒酿造过程中微生物多样性及变化规律进行比较分析。结果表明，样品中共检测出35 个门、378 个属的细菌和4 个门、38 个属的真菌。优势菌门为厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、子囊菌门（Ascomycota）和毛霉菌门（Mucoromycota）。小曲白酒发酵过程中菌群结构不断发生变化，发酵前2 d细菌优势菌属为不明立克次体菌属（unidentified Rickettsiales），发酵3 d后的绝对优势菌属为乳杆菌属（Lactobacillus）直至发酵结束。真菌优势菌属为伊萨酵母属（Issatchenkia）、根霉属（Rhizopus）、酵母菌属（Saccharomyces）和曲霉属（Aspergilus）。随着发酵时间延长，根霉属和曲霉属相对丰度都在降低，而酵母菌属在发酵第2天后其相对丰度在不断提高并成为优势菌。本研究揭示了复配小曲白酒酿造发酵过程中微生物群落多样性及变化规律，为复配小曲白酒的生产提供理论支持。     

酱香型白酒机械化制曲发酵细菌群落的演替

利用高通量测序并结合数理统计分析对酱香型白酒机械化制曲发酵过程中细菌群落结构进行分析。结果表明,其发酵过程的优势菌门为Firmicutes、Proteobacteria、Actinobacteria及Cyanobacteria,随着发酵的进行,逐渐由多菌种演替为单一Firmicutes为主导。机械化制曲发酵过程中共检出84 个细菌属,稍高于传统制曲的82 个细菌属;机械化制曲发酵过程优势细菌属共14 个,包括Pantoea、Rhizobium、Lactobacillus、Weissella、Bacillus、Oceanobacillus、Lentibacillus、Kroppenstedtia、Thermoactinomyces、Staphylococcus、Enterobacter、Saccharopolyspora、Pediococcus和Tepidimicrobium,其中Pediococcus和Tepidimicrobium是机械制曲发酵过程特有的优势细菌属,Leuconostoc及Pseudomonas是传统制曲过程特有的优势细菌属,表明机械化制曲与传统制曲过程优势菌具有较高的相似性。通过优势菌与环境因子相关性分析发现,主要功能细菌属Bacillus、Lactobacillus及Weissella都与大曲制曲温度呈正相关,与大曲酸度呈正相关,表明在机械化制曲过程中要合理科学控制相对较高的温度及酸度,既有利于主要功能微生物的生长,又能抑制不耐热、不耐酸杂菌的繁殖。本研究从发酵细菌群落结构上说明酱香型白酒的机械化制曲可以代替人工制曲,为酱香型白酒机械化制曲的理论研究和工程应用奠定了一定科学基础。