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。     

高通量测序技术初步解析浓香型白酒窖泥细菌群落结构

通过高通量测序技术初步解析了不同窖池窖泥的细菌群落结构。结果表明,窖泥细菌分为9个门类,其中厚壁菌门（Firmicutes）占据主导地位;放线菌门（Actinobacteria）在不同窖泥中的占比差异比较大。而拟杆菌门（Bacteroidetes）、绿弯菌门（Chlorflexi）、互养菌门（Synergistetes）、变形菌门（Proteobacteria）、无壁菌门（Tenericutes）、螺旋体门（Spirochaetes）、球孢菌门（Lebtisphaeria）在不同窖池窖泥中所占比例也有所差别。对窖泥细菌属分类发现,9个窖泥样品中一共分成39个属。通过主成分分析发现其中13个细菌属对窖泥来源划分的贡献度较高。相同车间窖泥中八叠球菌属（Sporobacter）、红蝽杆菌属（Coriobacterium）、梭菌属（Clostridium）、纤维素单胞菌属（Cellulomonas）、Sediminibacter、氨基杆菌属（Aminobacter）、棒杆菌属（Corynebacterium）、Sporosarcina所占比例基本相同。而脱卤素杆菌属（Dehalobacter）、醋杆菌属（Acetobacter）、互营菌属（Syntrophus）、冷单胞菌属（Psychromonas）只在7、8、9号窖泥中发现有一定比例的分布,而在其他窖泥中均未检测出。     

浓香型白酒窖池中细菌群落结构的研究

为探究浓香型白酒窖池中细菌群落结构和多样性变化，采用HiSeq高通量测序技术，对6个窖池样品中的细菌16S rRNA基因V3～V4区进行测序分析，比较了窖泥和酒醅中的细菌物种组成和丰度，解析了窖泥和酒醅中共有的细菌物种和关键差异物种，探究了浓香型白酒窖池中潜在的关键细菌菌种。研究结果表明，3个窖泥样品共注释到1 009个OTUs,主要分布于厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidete),其中厚壁菌门菌株的丰度超过了60%;3个酒醅样品共注释518个OTUs,主要分布于厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)。窖泥样品中的细菌物种总数和多样性均高于酒醅样品，窖泥样品中关键的细菌菌种主要来自梭菌属(Clostridium IV)、岩石单胞菌属(Petrimonas)、沉积物棒菌属(Sedimentibacter)、嗜蛋白菌属(Proteiniphilum)和喜热菌属(Caloramator);酒醅样品中关键的细菌菌种主要来自乳杆菌属(Lactobacillus)、丙酸杆菌属(Propioni...     

浓香型白酒不同窖龄窖池窖泥中古菌群落结构分析

用高通量测序技术对浓香型白酒不同窖龄窖池窖泥中古菌群落结构进行研究,找出其差异性,并利用古菌群落结构信息对不同窖龄窖泥进行聚类分析,同时分析环境因子对各个窖龄段窖泥古菌的影响。结果表明,窖泥中的古菌群落主要分布于Euryarchaeota(占99%OTU数目),分布于7个属;窖泥中古菌的多样性与窖龄呈负相关,Methanobacterium和Methanocorpusculum的优势度与窖龄呈正相关,Thermoplasmatales的优势度与窖龄呈负相关;5 a窖龄的不同窖池窖泥和100 a窖龄不同窖池窖泥微生物群落相似性较高,30 a窖龄的不同窖池窖泥微生物群落差异性较大,对各窖龄段窖泥中古菌群落影响最大的环境因子各不相同。浓香型白酒不同窖龄窖池窖泥古菌群落结构差异性明显,这可能是不同窖龄窖池发酵产酒存在差异性的重要原因之一。     

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。     

不同品质浓香型窖泥的酶活与微生物群落的相关性

利用高通量测序分析了不同品质窖泥的微生物群落结构,同时检测其酶活指标,并进行相关性分析。结果表明:窖泥中的蛋白酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶的活性随窖泥品质的提升而升高,脲酶活性则反之;脱氢酶活性在一级窖泥中最高,但在二、三级窖泥中差异不显著;3个等级窖泥中的细菌共分为2 050个OTU,其中一级窖泥的OTU数占总OTU数的50.6%,超过了二级、三级窖泥OTU数的总和;其主要分布于9个门、39个属,其中Firmicutes(厚壁菌门)都占主导地位,Sporobacter、Coriobacterineae等菌属在窖泥中所占比例与窖泥品质呈现出一定的正相关关系。相关分析结果表明:窖泥微生物群落结构与蛋白酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性呈显著相关(p0.05)。不同品质窖泥的酶活力和微生物群落结构都呈现一定的规律性,窖泥的酶活可作为反映窖泥品质的指标以做深入研究。     

浓香型白酒窖池细菌与古菌随窖龄变化的特征

窖龄是影响浓香型白酒品质和风格的关键因素,在优化FISH (Fluorescence in situ hybridization)技术预处理条件的基础上,结合荧光显微镜的可视化信息,探究了不同窖龄浓香型白酒窖池中窖泥的细菌、古菌数量随窖龄变化的特征.结果表明,不同窖龄窖泥中细菌与古菌的数量存在显著差异(p＜0.05),随着窖龄的增长有不同程度的增加.试验窖池窖泥中细菌和古菌数量最低,分别为0.82× 109 cells/g和0.78×109 cells/g,300年窖池窖泥中细菌数量最高,为11.19×109 cells/g,100年窖池窖泥中古菌数量最高,为12.61×109 cells/g.FISH技术能较真实地反映出窖池中细菌与古菌的生长信息,为浓香型白酒窖池微生物群落结构的研究提供了一种快速、有效的检测手段.同时,窖池中微生物群落结构组成的研究,对新窖老熟工艺及名优白酒的生产均有着积极的指导意义.     

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。     

基于微生物群落结构相关的窖泥品质理化指标的筛选

为了解窖泥理化指标与微生物群落的相关性,筛选能反映窖泥品质的理化指标,通过高通量测序分析了不同品质窖泥微生物群落结构,并与理化指标进行了相关性分析。结果发现：水分质量分数、总氮和氨态氮含量随窖泥品质的提高而升高,pH值随窖泥品质的提高而接近于7;主成分分析表明氨态氮、总氮、有效磷含量、pH值、腐殖酸质量分数和铁元素含量对窖泥品质影响较大。总氮含量分别和厚壁菌门（Firmicutes）、互养菌门（Synergistetes）、放线菌（Actinobacteria）比例呈正相关,与绿弯菌门（Chlorflexi）、变形菌门（Proteobacteria）比例呈负相关。氨态氮含量分别和Firmicutes、Synergistetes、Actinobacteria比例呈正相关,和Proteobacteria、螺旋体门（Spirochaetes）比例呈负相关。有效磷含量分别和Synergistetes和Actinobacteria比例呈正相关。腐殖酸质量分数和Proteobacteria比例呈正相关。pH值分别和Firmicutes、Actinobacteria比例呈正相关,和Chlorflexi、Spirochaetes比例呈负相关。其相关性均达到了显著或极显著水平（P＜0.05,P＜0.01）。从冗余分析图中可以看出氨态氮、总氮、有效磷含量和pH值对微生物群落的影响最大,其次为水分质量分数、腐殖酸质量分数、钙和铁元素含量。综上所述,从水分质量分数、总氮、氨态氮、有效磷、腐殖酸质量分数、pH值、钙和铁元素含量中初步筛选到总氮、氨态氮含量和pH值3 个指标,即在一定范围内,窖泥品质越好,总氮和氨态氮含量越高,pH值越接近于7,其可作为窖泥质量的初步评定标准。     

高通量测序技术解析五粮液窖泥原核微生物群落结构

为清晰认识五粮液特殊窖泥微生态群落结构及功能,利用Illumina NextSeq 500高通量深度测序平台首次分析了五粮液不同窖泥原核微生物群落16S rDNA V4高变区序列;优化了QIIME程序并整理和统计样品序列数目和操作分类单元(OTUs)的数量,分析了不同窖泥中原核微生物群落的丰度、多样性;利用系统发育分析确定了优势菌群的系统发育地位。该研究结果表明,从五粮液窖泥中共获得7 555 164条高质量目标片段。在相同的测序深度条件下(300 000条),五粮液窖泥原核微生物主要由细菌和古菌构成,共检出22个门,52个纲,89个目,168个科,330个属原核微生物,细菌占92.3%,古菌占7.6%。厚壁菌门(Fimicutes)是所有样品的绝对优势菌群(85.6%),共检出74个属,Clostridium、Lactobacillus,Coprococcus,Caldicoprobacter,Soehngenia是丰度最高的细菌属。结合系统发育分析确定窖泥中优势菌群为Lactobacillus,Caldicoprobacter,Caloramater,Clostridium,Caloribacterium,Garciella,Eubacterium,Syntrophomonas,Sedimentbacter,Sporanaerobacter,Tissierella,Methanosarcina,Methanobacterium,Methanobrevibacter,Methanoculleus。五粮液窖泥中蕴藏了显著区别于其他浓香型白酒窖泥的原核微生物群落,尤其是群系复杂的厚壁菌门细菌,较高丰度的产己酸菌群和促进己酸生成的甲烷菌群。     

Illumina高通量测序技术分析中周羌稞养生酒窖泥细菌多样性

以不同窖龄（5年、10年、20年和30年）的中周羌稞养生酒窖泥为研究对象,利用Illumina高通量测序技术对窖泥细菌16S rRNA V4～V5区进行测序,分析其细菌多样性。结果表明,窖泥中细菌多样性（Shannon指数）和丰富度（Chao指数）随着窖龄的增加而显著提高（P＜0.05）。不同窖龄窖泥的细菌群落组成存在差异,盐扁菌科（Haloplasmataceae）、乳酸杆菌科（Lactobacillaceae）,瘤胃球菌属（Ruminococcaceae）和梭菌属（Clostridium）为不同窖龄窖泥的共有细菌;类芽孢杆菌属（Paemibacillus）、芽孢杆菌属（Bacillus）、消化球菌科（Peptococcaceae）、喜盐芽孢杆菌属（Haloballus）和链球菌属（Streptococcus）只出现在30年窖龄窖泥中;PCA结果分析表明,相同窖龄窖泥中的细菌具有更高的相似性,说明窖龄是影响窖泥细菌群落组成的重要因素之一。     

Analysis of bacterial communities in pit mud from Zhijiang Baijiu distillery using denaturing gradient gel electrophoresis and high- throughput sequencing

Zhijiang Baijiu is a Chinese strong flavour liquor produced using a traditional Chinese solid state fermentation involving microorganisms in pit mud on cellar walls. In this study, pit mud samples were collected from three different cellars in a Zhijiang Baijiu distillery ranging in age from 10 to 20 and 30 years. The bacterial communities were analysed using denaturing gradient gel electrophoresis, high-throughput sequencing and quantitative real time PCR. These analyses showed that the diversity of the bacterial community in pit mud samples was relatively stable in cellars aged from 20 to 30 years old. High throughput sequencing also revealed that the relative abundance of seven core bacterial families and nearly half of the core bacterial genera were stable in 20 year-old cellars. In cellars of 10 to 30 years, the relative abundance in pit mud of Ruminococcaceae and Clostridium cluster IV increased, while that of Petrimonas and an unclassified Firmicutes decreased. Real time PCR showed that aged pit mud contained more bacteria and Clostridium kluyveri than young pit mud. It is concluded that the bacterial communities in aged pit mud are more suitable for producing high quality Baijiu. © 2019 The Institute of Brewing & Distilling     

浓香型酒窖泥理化特性的研究

对浓香型酒窖泥理化特性进行了研究。结果显示,不同窖龄窖壁泥的pH值、锰、铁和镁含量均低于窖底泥,而锌、有机质及全氮含量均高于窖底泥;不同窖龄窖壁泥和窖底泥的pH值、全钾、镁以及锰含量差异均不显著（P〉0.05）。新窖窖壁泥的锌、有机质、有效磷、有效氮含量均显著低于40年及以上窖龄窖壁泥（P〈0.05）,40年以后则随窖龄的增加而增加,但差异不显著（P〉0.05）。窖泥中矿物元素含量高低为铁〉镁〉钙〉铜〉锰〉锌。     

窖泥微生态的主要特征研究

选择湖南湘窖酒业有限公司不同窖龄的窖池为对象,主要研究0、2、16、33年窖池中窖壁泥和窖底泥的感官指标、理化指标和微生物类群数目的变化情况,旨在揭示窖泥微生态的变化规律。结果表明：随着窖龄的增长,窖泥的感官品质逐渐具有典型窖泥的自然老熟特征;窖泥水分含量呈缓慢下降趋势,而窖泥的有机质、全氮、有效P、速效K含量以及窖底泥的pH值呈上升趋势;从不同位置分析,窖壁泥水分、有效P含量略高于窖底泥,而窖底泥的pH值、有机质、全氮、速效K含量均高于窖壁泥;微生物各类群的总数呈上升趋势,且细菌＞真菌＞放线菌。因此,在窖泥的微生态体系中,理化因子与功能菌的相互作用,促使窖泥的品质随着窖龄增长而逐渐变好。     

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     

利用多底发酵提高浓香型白酒质量的研究

利用不锈钢窖泥盘装入生态窖泥后,分多层平铺放置在窖池内的酒醅中,使窖池内部形成多个窖底,适用于各种结构的窖池使用,经实践可提高浓香型白酒的优级率35%以上,且窖泥盘结构简单,使用方便,能大幅降低浓香型白酒生产成本,效果稳定可靠,为浓香型酒的生产起到一定的理论指导。     

不同区域酱香型白酒人工窖底泥细菌多样性及其影响因子

为探讨酱香型白酒人工窖底泥中细菌的多样性及其影响因子,应用高通量测序技术,比较4种不同区域人工窖底泥的细菌多样性,并结合理化指标进行了相关性分析。结果表明,不同区域的窖底泥理化性质及细菌群落结构都存在一定差异,且距离越远细菌群落结构差异越大。聚类结果显示区域相近的二郎镇、习酒镇和茅台镇的窖底泥细菌群落结构类似,其主要菌群包括Aminicenantes、绿弯菌门和变形菌门;而泸州市的窖底泥与这3个区域的有明显差异,其主要菌群是厚壁菌门。影响窖底泥细菌群落结构与多样性的主要理化因子有pH值、速效钾和水分,受这3种理化因子影响较为显著的菌群有Aminicenantes、厚壁菌门、放线菌门、装甲菌门。     

浓香型白酒窖泥古菌群落结构研究及其系统发育学分析

本试验分别提取30、100和200年窖龄窖泥样品总DNA,采用PCR-DGGE和16S rDNA测序技术探索浓香型白酒不同窖龄窖泥古菌群落演替规律,结果表明:不同窖龄窖泥的古菌DGGE图谱均出现14~17条较清晰的条带,其中第4、7、11号条带在所有样品中均有检出,且优势度较高,均在4%以上;不同窖龄窖泥的古菌群落多样性指数都在1.91~2.29之间,且随窖龄的增加而呈现上升趋势;不同窖龄窖泥的古菌相似性指数在0.43~0.61之间,30年与100年窖泥古菌群落相似性指数达到了0.61且聚为一类,与200年古菌群落相似性指数相比较却分为两类。PCR-DGGE图谱优势条带割胶测序结果显示:他们分属于产甲烷古菌(Methanogenic archaeon)、甲烷袋状菌属(Methanoculleus sp)、甲烷八叠球菌属(Methanosarcinales archaeon)、瘤胃古菌属(Rumen archaeon)四个类群。本研究结果对浓香型白酒窖泥古菌群落有了一定的认识。