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。     

苹果酵素发酵过程中微生物群落与风味物质的相关性分析

采用Illumina MiSeq高通量测序和高效液相色谱及气相色谱-质谱联用法分别监测苹果酵素发酵过程中微生物多样性和风味物质的动态变化,并通过双向正交偏最小二乘回归（O2PLS）法模拟微生物与风味物质间的相关性。结果表明,微生物菌群的丰富度和多样性随着苹果酵素发酵时间的延长逐渐升高。在门水平上,厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）和子囊菌门（Ascomycota）占绝对优势;在属水平上,泛菌属（Pantoea）、肠杆菌属（Enterobacter）、酒球菌属（Oenococcus）、醋酸杆菌属（Acetobacter）、假单胞菌属（Pseudomonas）、梨孢菌属（Magnaporthe）和柱隔孢属（Ramularia）的相对丰度较高。每个发酵阶段都有标志性的差异物种。22个细菌属和14个真菌属对7种有机酸、18种氨基酸和91种挥发性风味物质的影响较大,其中醋杆菌属（Acetobacter）、乳杆菌属（Lactobacillus）、链球菌属（Streptococcus）、假丝酵母属（Candida）和有孢圆酵母属（Torulaspora）与苹果酵素中风味物质的形成高度相关。     

苹果酵素自然发酵工艺优化及品质分析

为了优化苹果酵素自然发酵工艺,通过Box-Behnken试验设计,研究初始pH值、糖添加量、苹果片质量浓度对苹果酵素感官评分和超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响,并采用超高效液相色谱（UPLC）及液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）分析了酚类物质的组成和含量。结果表明,优化出自然发酵工艺条件为初始pH值4.6,糖添加量15%,苹果片含量200 g/L。在此优化条件下,苹果酵素感官评分为（8.45±0.24）分、SOD活性为（40.26±1.03） U/mL。苹果酵素共检测出15种酚类物质,其中绿原酸含量最高,原花青素B2、表儿茶素、原花青素B1、槲皮素-半乳糖苷、儿茶素以及根皮苷次之。     

苹果酵素自然发酵过程中生物活性物质的变化

研究苹果酵素自然发酵过程中生物活性物质、功效酶及抗氧化能力的动态变化,并对总酚、总黄酮含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性与抗氧化能力之间的相关性进行分析。结果表明,苹果酵素自然发酵过程中,总酚和总黄酮含量在发酵60 d时达到最高,分别为1.16 mg/mL和0.45 mg/mL;SOD、脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶酶活在发酵90 d时达到最高,分别为42.12 U/mL、23.34 U/mL、10.03 U/mL、6.15 U/mL和2.14 U/mL;DPPH·、O2-·、·OH、ABTS·清除能力和还原力（吸光度值）在发酵60～75 d时最高,分别为85.29%、78.85%、65.06%、59.04%和1.93。自由基清除能力和还原力与总酚含量呈显著正相关（P＜0.05）,与SOD活性呈极显著正相关（P＜0.01）,说明苹果酵素有较好的抗氧化能力。     

PCR-DGGE分析木瓜酵素自然发酵过程中微生物的多样性

为探究木瓜酵素自然发酵过程中的微生物多样性及变化规律,采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis,PCR-DGGE)技术分析木瓜酵素自然发酵过程中细菌和酵母的多样性及变化规律。结果表明,木瓜酵素自然发酵过程中主要细菌有植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、假肠膜明串珠菌(Leuconostoc pseudomesenteroides)、类肠膜魏斯氏菌(Weissella paramesenteroides)及不可培养的丙酸菌(Uncultured Propionibacterium sp.),其中植物乳杆菌为主要优势细菌;主要酵母有:酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、假丝酵母(Candida xestobii、Candida intermedia)、毕赤酵母(Pichia guilliermondii、Komagataella phaffii、Pichia punctispora、Pichia galeiformis)、棒孢酵母(Clavispora sp.)及Cyberlindnera fabianii,其中酿酒酵母和毕赤酵母为主要优势酵母;Lac plantarum、Pic galeiformis分别与Uncultured Propionibacterium sp.、Cyb fabianii之间的亲缘性较高,与其他菌之间的亲缘性较小。木瓜酵素自然发酵过程中菌群交替生长,有一定的亲缘性,菌落结构变化较小,分布较为均匀,这为进一步的研究提供理论基础。     

基于宏基因组技术分析自然发酵羊肉香肠中微生物多样性及挥发性风味功能基因

利用宏基因组技术测定自然发酵过程中羊肉香肠的微生物群落演替,并运用直系同源蛋白分组比对、京都基因与基因组百科全书和碳水化合物活性酶数据库对挥发性风味物质代谢途径、参与代谢的微生物和酶进行注释与分析。结果发现,羊肉香肠样品中流感嗜血杆菌、金黄色葡萄球菌、酒类酒球菌等是发酵过程的优势菌种,样品发酵至14 d腐生葡萄球菌与马胃葡萄球菌相对丰度达到最大值（16.52%与10.53%）。在发酵0、5、14 d和26 d样品中,发酵5 d样品注释到的基因数最多,发酵过程中碳水化合物代谢和氨基酸代谢是注释最多的代谢途径,糖苷水解酶与糖基转移酶是数量最多的碳水化合物酶。有167个基因参与氨基酸代谢所需酶的编码,碳水化合物代谢途径所需酶由217个基因编码,脂肪酸代谢途径中共有92个基因参与了相关酶的编码,参与3条代谢途径的酶注释到的微生物主要是葡萄球菌属、明串珠菌属、假单胞菌属、嗜冷杆菌属、弧菌属等,发酵14 d样品中3条代谢途径的大部分酶丰度达到最大值。研究结果对于解析羊肉香肠中微生物的动态变化以及挥发性风味物质的形成机理具有重要的参考价值。     

混菌发酵苹果酵素工艺研究

目的 以洛川苹果为原料,优化混菌发酵苹果酵素的工艺条件.方法 在单因素实验的基础上,酵母菌发酵以酵母菌接种量、发酵温度、料液比为自变量,植物乳杆菌发酵以白砂糖添加量、发酵温度、料液比为自变量,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性为响应值,通过响应面法得到单一菌种发酵的最佳条件.再通过考...     

沙棘酵素自然发酵过程中真菌多样性及群落结构

为研究自然发酵过程中沙棘酵素真菌多样性及其群落结构的变化，采用高通量测序技术对沙棘酵素自然发酵过程中真菌rRNA基因ITS1区进行测序。结果显示:根据97%的相似度对序列进行可操作分类单元分析，得到4个门，16个纲，35个目，71个科，98个属，112个种；真菌群落结构的多样性和丰富度在发酵前期(F22_Q)最高，随着发酵的进行，真菌群落的物种丰富度和多样性均呈下降趋势；真菌组成在发酵前、中期的绝对优势菌门均为子囊菌门，相对丰度为76.97%~96.30%，毛霉菌门是发酵后期的绝对优势菌门，相对丰度为2.39%~77.50%；在属水平上，刺盘孢属为发酵前期绝对优势菌属，相对丰度为30.64%，发酵中期绝对优势菌属为未分类的酵母目，相对丰度为58.06%，毛霉属为发酵后期绝对优势菌属，相对丰度为77.50%；3个发酵阶段可聚为两类，F22_Q聚为一类，中期(F22_Z)和后期(F22_H)聚为一类，样本在毛霉属、未分类的酵母目、红酵母属3种菌属之间具有显著性差异(P<0.05)；在种水平上，发酵前期绝对优势种为未分类的刺盘孢菌，占比为31%，发酵中期未分类的酵母目和未分类的裸节菌的比例最高，分别为58%和22%，发酵后期真菌卷枝毛霉菌的比例最高(75%)，占主导地位。本研究结果为开发沙棘酵素发酵过程中的优势真菌菌群和挖掘益生真菌提供参考。     

黑果枸杞酵素自然发酵过程中微生物群落的动态变化

以黑果枸杞酵素为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序技术对不同发酵阶段的黑果枸杞酵素微生物的群落组成及多样性进行了分析。结果表明,黑果枸杞酵素在发酵0～20 d中细菌群落多样性和丰富度相对较高,在发酵30～50 d中真菌群落多样性和丰富度相对较高。在未发酵前,主要细菌为泛菌属(Pantoea),而真菌的种类较为复杂,无法归类的真菌较多,已知真菌中链格孢属(Alternaria)占比较大。在自然发酵过程中主要优势细菌为乳酸杆菌属(Lactobacillus),主要优势真菌为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)。在发酵60 d后,主要细菌为乳酸杆菌属(Lactobacillus),主要真菌为酵母属(Saccharomyces)。     

微生物酵素食品研究进展

微生物酵素食品是以乳酸菌、酵母菌等益生菌发酵果品、蔬菜而成的一种富含脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶和超氧化物歧化酶及乳酸、醋酸和少量乙醇等代谢产物的一种功能性液体或固体食品。文章综述了微生物酵素食品的营养和保健功效、主要含有的微生物和酶以及生产发酵工艺和应用等方面的研究进展,并展望了我国酵素食品应用的广阔前景。     

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。     

基于宏基因组学技术不同地区蛋源表面微生物的比较

采用高通量测序的宏基因组学技术对我国蛋鸡养殖相对集中的吉林、安徽、北京和河北4个地区不同蛋源表面菌群多样性进行分析,比较研究4个地区蛋源表面微生物种类.结果表明:4个地区蛋源表面细菌组成主要是放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria);吉林地区的...     

基于宏基因组技术分析固态发酵枣酒酒醅的微生物多样性及关键风味基因

采用宏基因组技术分析枣酒酒醅的微生物多样性及风味形成的功能基因.结果 表明:酒醅中共鉴定出微生物37个门、1247个属、3937个种,核心菌群主要是来自厚壁菌门、乳杆菌属的布氏乳杆菌(Lactobacillus buchneri)、植物乳杆菌(L.plantarum)、类布氏乳杆菌(L.parabuchneri)等.直...     

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。     

3种分子生物学技术在传统发酵食品微生物多样性研究中的应用

我国传统发酵食品具有悠久的历史,有各自独特的生产工艺,发酵过程涉及的微生物种类较多,赋予了传统发酵食品特有的风味与功能。近年来,随着传统发酵食品生产的现代化和产业化以及对食品安全的重视,传统发酵食品发酵过程中微生物的多样性和功能成为研究的热点。宏基因组学、基因芯片和实时定量PCR等分子生物学技术以微生物基因序列信息为基础,主要用于传统发酵食品发酵过程中微生物的多样性和功能的研究,由于它们具有工作量小、重现性高等优点,近年来已经较广泛地用于传统发酵食品微生物的研究中。本文综述这3种技术在传统发酵食品微生物多样性及功能研究中的应用进展,并介绍传统发酵食品微生物研究领域的发展趋势,以期为传统发酵食品发酵过程规律研究提供一定的参考。     

酵素产品的研究进展及问题探究

植物酵素（Plant Jiaosu）是一种以果蔬谷类为主要原料,通过微生物发酵制得的产品。因其具有无毒无害、拥有多项生理功能的特点,逐渐得到大众的青睐,了解植物酵素的代谢机制对提高其品质有重要的作用,但是目前对于植物酵素代谢机制的总结仍较少,本文综合分析了植物酵素的研究进展,介绍了植物酵素酵解过程中的相关代谢途径、产物变化分析、产物形成影响因素以及植物酵素的风味来源和风味物质变化,并对植物酵素的未来发展进行了探讨,为植物类酵素的进一步研究发展提供参考。