浓香型白酒窖泥古菌群落结构研究及其系统发育学分析
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消息热点(NEWS AND HIGHLIGHTS)浓香型白酒酿造用窖泥微生物群落研究浓香型白酒窖泥中栖息着大量可培养及不可培养的微生物,而这些微生物群落组成及多样性反映了窖泥质量,并在很大程度上决定了浓香型白酒品质。
全面剖析窖泥中功能微生物菌群组成及多样性、窖泥 质量与微生物群落之间的关联性为深入认识浓香型白酒生产机制,从根本上提升浓香型白酒品质提供理论依据。
近年来,众多研究人员,如江南大学生物工程学院徐岩教授研究团队,以浓香型白酒酿造用窖泥为研究对象,围绕目前白酒微生物学研究的核心问题—窖泥微生物群落组成及多样性解析、微生物之间相关性和功能微生物确定开展了大量研究。
任聪等(2018)研究了基于新老窖泥的微生物菌群结构判定浓香型白酒生产中的主体己酸菌,对新、老窖泥的微生物菌群结构和进化关系,及其与酒醅发酵过程中己酸、丁酸产生的相关性进行了分析,发现窖泥中主体己酸菌为梭菌纲下的己酸菌属微生物,该属下的3种己 酸菌在窖泥中均有发现,且以乳酸利用型己酸菌为主体,而通常被认为是窖泥中主体己酸菌的梭菌纲梭菌属微生物克氏梭菌在新老窖泥中的丰度均较低。
胡晓龙(20丨5)开展了浓香型白酒窖泥中梭菌群落多样性与窖泥质量关联性研究,针对16S r R N A基因V4可变区,采用Illu m in a M i s e q高通量测序技术对不同质量窖泥样品中原核微生物群落多样性进行解析。
在不同分类水平中共检测到33个门、145个目及225 个属的原核微生物…刘博等(2017)基于高通量测序技术解析农香型白酒中窖泥臭味物质4-甲基苯酚的来源,结论:4-甲基苯酚主要来源于窖泥,窖泥微生物可代谢产生4-甲基苯酚窖泥菌群结构复杂,窖池不同深度的菌群结构并不一致,其中C lo s tr id ia及C lo s trid iu m与4-甲基苯酚的变化规律相似,含量随深度增加而升高。
从窖泥中筛选得到3株产4-甲基苯酚的菌株,3株菌都属于在窖泥中的质量分数达到4.89%,其中筛选得到的3株菌在窖泥中的总质量分数接近1%,综上得出CZas甘iA'u m是4-甲基苯酚的主要微生物来源。
摘要本文采用Illumina PE250测序法对浓香型新窖泥、老窖泥和品质较好的老窖泥中微生物群落结构与多样性进行研究。
结果表明:从门水平结构分析,厚壁菌门与子囊菌门分别为浓香型白酒窖泥的优势细菌与优势真菌;从属水平结构上分析,新窖泥的优势菌属是乳酸菌属,优势真菌属是单端孢属;老窖泥与品质较好的老窖泥优势菌属是乳酸菌属,优势真菌属是青霉属。
不同窖龄、不同质量的窖泥微生物结构多样性具有显著差异。
关键词浓香型白酒;窖泥;微生物多样性;结构组成中图分类号TS201.3文献标识码A 文章编号1007-5739(2021)03-0203-04DOI :10.3969/j.issn.1007-5739.2021.03.078开放科学(资源服务)标识码(OSID ):Microbial Community Structure and Diversity in Luzhou-flavor Liquor Cellar MudLIANG Huan 1XU Changfeng 2*TANG Weibin 2REN Yueming 2ZHU Lining 3(1School of Biological Science and Engineering,Hebei University of Economics and Business,Shijiazhuang Hebei 050200;2School of Biological Science and Engineering,Xingtai University,Xingtai Hebei 054001;3Hebei Fenglaiyi Wine Co.,Ltd.,Ningjin Hebei 055550)Abstract In this paper,Illumina PE250sequencing method was used to study the microbial community structure and diversity in Luzhou-flavor new cellar mud,old cellar mud and good quality old cellar mud.The results showed that,from the perspective of phyla level,Firmicutes and Ascomycetes were the dominant bacteria and fungi in luzhou-flavor liquor cellar mud respectively;the dominant bacteria were Lactobacillus and the dominant fungi were Trichothecene in the new cellar mud from the analysis of the genus level.The dominant bacteria was Lactobacillus and the dominant fungi was Penicillium in the old cellar mud and good quality old cellar mud.There were significant differences in microbial structure diversity of pit mud with different ages and qualities.Keywords Luzhou-flavor liquor;cellar mud;microbial diversity;structural composition泥坑浓香型白酒窖泥中微生物群落结构与多样性分析梁欢1许长峰2*唐伟斌2任月明2朱立宁3(1河北经贸大学生物科学与工程学院,河北石家庄050200;2邢台学院生物科学与工程学院,河北邢台054001;3河北凤来仪酒业有限公司,河北宁晋055550)浓香型白酒具有独特的酿造工艺,混有特殊的窖香风味,深受人们喜爱[1]。
贵州浓香型白酒窖池可培养细菌系统发育分析张霞;武志芳;张胜潮;胡承;张文学【期刊名称】《酿酒科技》【年(卷),期】2010(000)012【摘要】从贵州某名酒厂浓香型白酒窖泥和酒醅中分离到477 株细菌,通过形态特征和生理特性检测等传统方法鉴定,发现绝大多数为芽孢杆菌(446 株),占总细菌株数的93.50 %,将形态和生理生化特征一致的芽孢杆菌归类为XJ-1~XJ-20二十大类群.并采用16S rDNA序列分析和测序,构建系统发育树.结果表明,芽孢杆菌属菌株中,以地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)为主,占总芽孢杆菌数的32.96 %;枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus) 和栗褐芽孢杆菌(Bacillus badius)也占有相当的比例,还有一定数量的Bacillus niabensis和巴达维亚芽孢杆菌(Bacillus bataviensis)以及少量的球状芽孢杆菌(Bacillus sphaericus)和不确定种芽孢杆菌(Bacillus sp.).除芽孢杆菌属菌株之外,还分离出极少量的短短芽孢杆菌属(Brevibacillus)的不确定种菌株,占已分离总芽孢杆菌数的1.57 %.表明贵州地区浓香型白酒窖池中微生物具有明显的多样性,且地衣芽孢杆菌为其明显的优势种群,这和四川境内酒厂中的微生物类群相似,但也有区别.【总页数】5页(P23-27)【作者】张霞;武志芳;张胜潮;胡承;张文学【作者单位】四川大学生命科学学院,生物资源与生态环境教育部重点实验室,四川,成都,610064;四川大学生命科学学院,生物资源与生态环境教育部重点实验室,四川,成都,610064;四川大学生命科学学院,生物资源与生态环境教育部重点实验室,四川,成都,610064;四川大学生命科学学院,生物资源与生态环境教育部重点实验室,四川,成都,610064;四川大学轻纺与食品学院,四川,成都,610065【正文语种】中文【中图分类】Q93-3;TS262.31;TS261.4【相关文献】1.中国浓香型白酒窖池中原核微生物的特性及系统发育分析 [J], 向文良;张文学;胡承;王忠彦;汤月琴;木田建次;重松亨2.浓香型白酒窖池内酒醅成分动态分析研究 [J], 杨静;宰红玉;万春环;王录3.浓香型白酒新、老窖池池壁泥与池底泥原核菌群结构分析 [J], 张会敏;邢新会;王艳丽;孟雅静;李安军;周庆伍;胡心行;刘国英;李兰;黄艳4.浓香型白酒窖池分层分位点池底窖泥pH值、主要有机酸与钙、镁离子之间的相关性分析 [J], 张会敏;邢新会;孟雅静;王艳丽;胡心行;王银辉;黄艳;周庆伍;李安军;王录5.浓香型白酒窖池价值评估体系研究(一)——窖池的价值构成及影响因素 [J], 刘念;彭奎;潘建军;常少健;郭杰;刘义会;李觅;张磊;王超凯因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
浓香型白酒窖泥微生物的研究本课题以浓香型白酒的窖池泥作研究的对象,对其窖泥的物理化学特性及当前窖泥微生物学所研究的中心问题—窖泥微生物的群落结构、微生物种群之间的相关性、功能菌分子水平上的分析以及窖泥微生物群结构与风味的联系等开展相关研究。
(1)通过采集华北地区浓香型窖泥的样本,观察其表观,以及测定窖泥的pH、含水量,窖泥土壤中有效磷,速效钾含量变化等理化性质,并初步测定窖泥中的有效功能细菌基本的种类。
随着窖龄的增长,窖泥含水量慢慢的减少,最佳的水含量在32%,此外窖泥中有效磷、速效钾的量还有窖泥的pH值都会上升,并且趋势明显。
(2)将窖泥中的主要功能菌如己酸菌、丁酸菌、丙酸菌进行了分离纯化和分子生物学鉴定,测定了三株菌的生长曲线,并将分离纯化出的纯种的己酸菌,丙酸菌,丁酸菌等功能菌,复合液的最佳配比实验,采用单因素和正交试验的方式,以己酸的产量为衡量标准,确定其最佳配比。
得出结论,当接种量比例为纯己酸菌液25%:丙酸菌液5%,丁酸菌液2%,己酸菌复合液45%时,己酸的产量最高。
(3)通过高通量测序的方式,将窖泥微生物进行基因组提取、进行OTU划分和Alpha多样性分析,分类学组成分析,Beta多样性分析,并以此为根据分析浓香型白酒的窖泥微生物的群落组成以及多样性。
由OTU划分和Alpha多样性分析中的Rarefaction稀疏曲线可得试验所取样品基本上可以真实反映出窖泥样品中大多数微生物的群落构成。
相较于其他样品,十五年窖龄的窖中窖泥的微生物多样性要高很多。
在所有的样品中,样品A的群落均匀度要优于样品B,其群落之中的各OTU间丰度的差异越大,样品群落的组成均匀程度更好,这与Bate的结果分析与总的来说一致。
从分类学组成分析来看,在5年窖池中优势菌属有Lysinibacillus (59.6%<sup>7</sup>1.3%)、Clostridium<sub>s</sub>ensu<sub>s</sub>tricto<sub>1</sub>(12.7%<sup>1</sup>4.9%)、Clostridium<sub>s</sub>ensu<sub>s</sub>tricto<sub>1</sub>3(4.3%<sup>5</sup>.5%)且各菌属在不同部位比例相差不大。
浓香型白酒窖泥中梭菌群落多样性与窖泥质量关联性研究一、本文概述白酒,作为中国独特的传统酒类产品,其酿造过程中涉及到众多复杂的微生物群落。
其中,窖泥作为白酒发酵的重要载体,其微生物群落的结构和多样性对于白酒的质量和风味具有重要影响。
在浓香型白酒的生产过程中,梭菌群落是窖泥微生物群落的重要组成部分,其多样性与窖泥质量之间的关系研究,对于提高浓香型白酒的生产效率和产品质量具有重要意义。
本文旨在深入研究浓香型白酒窖泥中梭菌群落的多样性,以及其与窖泥质量之间的关联性。
通过对不同窖泥样品中梭菌群落的分析,揭示梭菌群落多样性对窖泥质量的影响机制,为优化浓香型白酒的生产工艺和提高产品质量提供理论支持和实践指导。
研究内容包括窖泥样品的采集和预处理、梭菌群落的分子生物学鉴定、群落多样性分析、以及梭菌群落多样性与窖泥质量之间的相关性分析等。
采用现代分子生物学技术,如高通量测序和生物信息学分析,对窖泥中的梭菌群落进行全面、系统的研究。
通过本文的研究,有望为浓香型白酒的生产提供新的理论依据和技术支持,推动白酒产业的可持续发展。
对于深入理解白酒酿造过程中的微生物生态学原理,也具有重要的科学价值。
二、材料与方法选择位于不同地理位置、具有不同酿造历史和风格的多个浓香型白酒窖池,在窖池的不同深度(表层、中层、深层)采集窖泥样品。
采样过程中确保窖泥样品不受到外界污染,如雨水、尘土等。
使用的主要试剂包括DNA提取试剂盒、PCR扩增试剂盒、梭菌特异性引物等。
主要仪器包括离心机、PCR仪、凝胶成像系统、高通量测序仪等。
将采集的窖泥样品进行冷冻干燥,研磨成粉末状,并过筛去除大颗粒杂质。
然后按照DNA提取试剂盒的说明提取窖泥中的微生物总DNA。
使用梭菌特异性引物对提取的DNA进行PCR扩增,扩增产物经过纯化后,利用高通量测序仪进行测序。
测序数据经过质量控制和拼接后,得到每个样品的梭菌群落信息。
利用生物信息学软件对测序数据进行分析,包括OTU聚类、物种注释、群落结构分析等。
宋河浓香型白酒不同窖龄窖壁泥与窖底泥真菌菌群结构分析王春艳付博辰$$郭书贤彦培勋李学思李慧星"*(1.南阳理工学院生物与化学工程学院.河南南阳473004;2.长安大学运输工程学院6陕西西安710064;3.河南省宋河酒业股份有限公司.河南鹿邑477265)摘要:采用IUuminaMiseq高通量测序技术分析宋河浓香型白酒不同窖龄(6年、16年)窖池窖壁泥和窖底泥真菌菌群结构变化。
结果表明,老窖池窖泥中真菌菌群物种丰富度高于新窖池,窖底泥多样性高于新窖池,但窖壁泥低于新窖池;窖泥中真菌菌群物种多样性和丰富度均高于窖底泥。
在门水平上,新老窖池窖泥的绝对优势菌门均为子囊菌门(Ascomycota),相对丰度为68.7%〜F6.2%。
在属水平上,相同窖窖池窖壁泥和窖泥真菌菌群结构分布接近,窖窖窖泥真菌菌群在优势物种组上发生了改变,新窖池窖泥的优势真菌群(相对丰度!1%)主要有青霉属(Penicillium、毡盘菌属(Byssonectria)和被抱霉属(Mortierel/a)等,老窖池窖泥的优势真菌主要有嗜热真菌属{Thermomyce^、曲霉菌属(Aspergillus)和根毛霉属(Rhizomucor)等,表明窖龄及窖泥位置均可不同程度的影响真菌菌群结构布,窖龄可能是影响的主导因素。
关键词:浓香型白酒;窖泥;窖底泥;真菌群落结构;高通量测序中图分类号:TS261.1文章编号:0254-5071(2021)02-0088-04doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2021.02.017引文格式:王春艳,付博辰,郭书贤,等•宋河浓香型白酒不同窖龄窖壁泥与窖底泥真菌菌群结构分析[J]•中国酿造,2021,40(2):88-91.Analysis of fimgal community structure in wall and bottom mud of different aged pit ofSonghe strong-flavor BaijiuWANG Chunyan1,FU Bochen2,GUO Shuxian1,YAN Peixun3,LI Xuesi3,LI Huixing1*(l.School of B iological an7Chemical Engineering,Nanyang Institute of Technology,Nanyang473004,China;2.College of Transportation Engineering,Chang'an University,Xian710064,China;3.Henan Songhe Distillery Co.,Ltd.,Luyi477265,China) Abstract:The changes in the fungal community structure of the wall and bottom pit mud in different aged pits(6years,16years)of Songhe strong-flavor Baijiu(Chinese liquor)were investigated based on Illumina Miseq high-throughput sequencing technology.The results showed that the species richness of fungal community in the old pit was higher than that in the young pit.The species diversity of fungal community in the bottom pit mud of old pit was higher than that in young pit,but it in the wall pit mud of old pit was lower than that in young pit.The species diversity and richness of fungal community in the wall pit mud were higher than those in the bottom pit mud.At the phylum level,the absolute dominant fungal phylum in pit mud of different aged pits was Ascomycota,and the relative abundance was68.7%-86.2%.At the genus level,the fungal community compositions of the wall and bottom pit mud in the same aged pits were similar,and the dominant genera compositions of fungal community in different aged pit mud changed.The dominant fungal community(relative abundance!1%)in the pit mud of young pit was Penicillium,Byssonectria,Mortierella and so on.The dominant fungal community in the pit mud of old pit was Thermomyces,Aspergillus,Rhizomucor and so on.The results indicated that the fungal community structure was affected by age and location of pit mud to varying degrees,and pit age might be the dominant factor.Key words:strong-flavor Baijiu;wall pit mud;bottom pit mud;fungal community structure;high-throughput sequencing中国传统的浓香型白酒酿造以窖池中的窖泥为基础,窖池中丰富的微生物菌群在发酵过程中进行着复杂的能量与物质代谢,从而促进了窖泥的老熟以及白酒品质的提高冋。
浓香型白酒窖泥产酸菌群培养及新型己酸合成菌的鉴定与特性分析窖泥质量对浓香型白酒品质具有重要影响,窖泥中的产酸功能菌群对窖泥功能及浓香型白酒品质具有十分重要的作用。
目前对浓香型白酒窖泥的研究主要集中于解析窖泥中微生物群落结构,对窖泥中碳物质循环与微生物群落动态变化规律及与窖泥质量关系的研究相对较少。
窖泥微生物属于厌氧发酵体系,其研究的难点在于大量具有重要代谢功能的微生物在实验室条件下难以培养。
建立合适的可培养技术,并此基础上研究窖泥微生物的代谢功能显得尤为重要。
窖泥微生物的功能需要通过其代谢特征来反映。
本研究通过构建窖泥产酸菌群发酵模拟体系,建立了难培养产己酸菌群快速富集方法,并通过发酵模拟体系研究窖泥产酸菌群的代谢特征。
同时,采用16S rRNA扩增子测序技术研究富集混菌的群落组成情况。
通过厌氧难培养微生物的可培养技术,筛选分离新型葡萄糖营养型产己酸单菌,通过发酵研究其代谢功能,为窖泥中厌氧产己酸功能微生物的研究提供理论参考。
本论文主要研究结果如下:(1)通过窖泥产酸菌群发酵,对窖泥混菌发酵模拟体系的碳源选择、处理方式进行了探索和研究。
研究发现窖泥混菌可以直接利用葡萄糖产生含量可观的己酸,且该现象在不同产地浓香型酒厂窖泥中普遍存在,窖泥可培养己酸产量最高可达6.68 g?L<sup>-1</sup>。
以葡萄糖为碳源的产酸菌群底物利用效率、菌体生长速率、己酸产量要明显优于乙醇碳源。
发酵后期窖泥产孢混菌相比发酵前期的营养菌体,具有更加稳定的产己酸能力。
窖泥热激混菌特定种属PCR验证中,未发现克氏梭菌基因组,在实际的浓香型白酒酿造体系中,存在除克氏梭菌外的其他己酸合成梭菌。
(2)窖泥产酸菌群在发酵时间进程中,代谢产物丁酸、己酸的变化具有明显的规律性。
窖泥可培养发酵初期3 d,丁酸的含量普遍较高;发酵至7 d及以后,各样品己酸产量相较3 d均有明显增加,而丁酸的含量则降低。
这表明,葡萄糖营养型产己酸菌群可利用丁酸作为其合成己酸的前体物质。
浓香型白酒窖池窖泥中原核微生物菌群的研究罗杰;张宿义;敖宗华;王松涛;税梁扬;杨艳;李德林;张兵【摘要】提取浓香型窖池窖壁泥和窖底泥样品总DNA,构建窖泥细菌16S rRNA 文库,经过16S rRNA扩增片段的限制性酶切分析(ARDRA)、DNA序列测定和系统发育关系分析,对比研究了窖壁泥和窖底泥细菌群落组成。
数据分析结果表明,窖池窖壁泥和窖底泥中细菌种类及数量的差异性较大。
窖壁泥中优势菌属为Clostridiumsp、Caloramatorsp和Desulfotoma-culum carboxydivorans,所占比例分别为17%、8%和6%。
窖底泥优势菌属为Clos-tridium acidurici、Ruminococcus bromii、Proteiniphilumsp和Parabacteroides merdae,所占比例分别为18%、8%、7%和6%。
初步揭示了窖池窖壁泥和窖底泥中细菌系统发育多样性及相互之间存在的差异。
%Total DNA were extracted from pit wall mud and pit bottom mud for Nongxiang Baijiu production for the construction of clone li-braries of 16S rRNA.The bacteria composition and diversity in pit mud between pit wall and pit bottom were contrasted by amplified 16S rRNA restriction analysis (ARDRA), DNA sequencing and phylogenetic analysis.The results showed that there was significant difference in the varieties and the quantity of bacteria from pit wall mud and pit bottom mud, the dominant bacteria species in pit wall mud included Clostridi-umsp, Caloramatorsp and Desulfotomaculum carboxydivorans (17%, 8%and 6%of total bacteria quantity), the dominant bacteria species in pit bottom mud included Clostridium acidurici, Ruminococcus bromii, Proteiniphilumsp and Parabacteroides merdae (18%, 8%, 7%and 6%of total bacteria quantity).This research preliminarilyrevealed the difference in bacteria diversity between pit wall mud and pit bottom mud.【期刊名称】《酿酒科技》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】6页(P55-60)【关键词】窖泥;16S rRNA序列;克隆文库;白酒【作者】罗杰;张宿义;敖宗华;王松涛;税梁扬;杨艳;李德林;张兵【作者单位】泸州龙泉窖酒业有限公司,四川泸州646606;泸州龙泉窖酒业有限公司,四川泸州646606; 泸州老窖股份有限公司,四川泸州646000; 国家固态酿造工程技术研究中心,四川泸州646000;泸州老窖股份有限公司,四川泸州646000; 国家固态酿造工程技术研究中心,四川泸州646000;泸州老窖股份有限公司,四川泸州646000;泸州科源生物科技有限公司,四川泸州646606;泸州科源生物科技有限公司,四川泸州646606;泸州科源生物科技有限公司,四川泸州646606;泸州科源生物科技有限公司,四川泸州646606【正文语种】中文【中图分类】TS262.3;TS261.4;TS261.1窖泥在浓香型白酒发酵过程中具有重要的作用,它是窖泥功能菌生长繁殖的载体,也是浓香型白酒呈香呈味物质生成的主要场所。
浓香型白酒窖泥中梭菌群落多样性与窖泥质量关联性研究浓香型白酒窖泥中栖息着大量可培养及不可培养的微生物,而这些微生物群落组成及多样性反映了窖泥质量,并在很大程度上决定了浓香型白酒品质。
此外,专性厌氧梭菌纲微生物及产己酸微生物一直被认为是窖泥中的重要功能菌群。
然而,关于窖泥质量与微生物群落之间的关联性及上述功能微生物群落多样性解析的系统研究尚无报道。
因此,全面剖析窖泥中功能微生物菌群组成及多样性、窖泥质量与微生物群落之间的关联性为深入认识浓香型白酒生产机制,进而为从根本上提升浓香型白酒品质提供理论依据。
同时也是带动浓香型白酒传统生产技术升级及实现浓香型白酒可持续发展的必要环节。
本课题以浓香型白酒窖泥为研究对象,围绕目前微生物学研究的核心问题——微生物群落组成及多样性解析、微生物之间相关性和功能微生物确定开展相关研究。
采用了传统可培养技术及多种分子生态学技术并建立和开发了相应的新方法及策略,定性及定量研究了窖泥中功能微生物菌群组成及不同质量等级窖泥样品中微生物群落组成。
合理运用了多种生物信息学方法,揭示了窖泥质量与微生物群落之间、理化因子与微生物群落之间、微生物群落成员之间的相关性。
本论文主要研究结果如下:(1)针对16S r RNA基因V4可变区,采用Illumina Miseq高通量测序技术对不同质量窖泥样品中原核微生物群落多样性进行解析。
在不同分类水平中共检测到33个门、145个目及225个属的原核微生物。
微生物群落α-多样性分析结果表明,微生物群落的Shannon多样性指数及Chao1丰度指数随着窖泥质量提高呈现显著增加趋势。
β-多样性解析结果表明窖泥质量与其微生物群落组成呈现明显相关性。
随着窖泥质量提高,优势原核微生物群落组成从单一的Firmicutes逐渐变为Firmicutes、Euryarchaeota和Bacteroidetes三个门;窖泥中核心属数目从2个属增加15属,主要集中于Clostridia、Bacteroidia、Methanobacteria、Methanomicrobia四个纲,尤其是Clostridia(7个属)。
浓香型白酒窖泥梭菌群落多样性及高产丁酸梭菌发酵特性研究浓香型白酒是中国四大基本香型白酒之一,占整个白酒市场份额的70%以上,深受广大消费者的喜爱。
窖泥是生产浓香型白酒的必备材料。
生产实践证明,窖泥微生物的种类和数量在很大程度上影响着白酒的风味和口感。
梭菌是窖泥中优势微生物之一,直接合成白酒重要的风味物质(如己酸乙酯)或其前体物质(如丁酸、己酸)。
此外,丁酸是合成香料物质及其他精细化工产品的一种非常重要的原料,已经应用到食品、化学、饲料以及医药等多种行业中,市场需求量巨大。
目前,关于浓香型白酒窖泥中梭菌群落对白酒风味物质形成的影响及窖泥中高产丁酸的梭菌鲜有研究报道。
本研究以河南某浓香型酒厂50年窖龄窖池的窖泥为研究对象,采用高通量测序技术和传统可培养技术解析窖泥中的梭菌群落多样性,并采用顶空固相微萃取-气质联用技术(HS-SPME-GC-MS)分析窖泥中可培养梭菌发酵液中的挥发性代谢物成分,明晰窖泥中可培养梭菌挥发性代谢物图谱,并开展高产丁酸梭菌的筛选、鉴定及发酵条件优化研究,为采用梭菌定向生物强化手段提升白酒品质和生物发酵丁酸提供理论和技术支撑。
主要研究结果如下:(1)分别采用高通量测序技术和传统分离纯化技术对河南某著名浓香型白酒酒厂50年窖龄窖池窖泥中的免培养和可培养梭菌群落多样性进行解析,结果发现免培养条件下梭菌纲中有Clostridiales、Natranaerobiales 2种优势目,Clostridiaceae、Tissierellaceae、Anaerobrancaceae、Eubacteriaceae、Mogibacteriaceae及Lachnospiraceae 6种优势梭菌科,Caldicoprobacter、Sedimentibacter、Clostridium、Pseudoramibacter_Eubacterium、Garciella、Caloramator、Oxobacter等7个优势梭菌属。
浓香型白酒窖泥微生物群落研究进展高占争“,吴正云张文学**收稿日期:2019-10-12修回日期:2020-02-15基金项Y :国家自然科学基金项目(31571824)作者简介:高占争(1979-),男,博士研究生,研究方向为白酒酿造技术°*通讯作者:张文学(1963-),男,教授,博士,方向为酿造与发酵领域的教学和科研°(1.四川大学轻工科学与工程学院,四川戚都610065;2.四川水井坊股份有限公司:四川戚都610037)摘要:窖泥微生物是决定浓香型白酒风格的关键因素。
多种分子生物学新技术(如以聚合酶链式反应(PC3为基础的技术、基因组 学技术、测 技术 已用于窖泥微生物群落结构 ,检测 越来越多的窖泥微生物,发现微生物多样性越来越高7老窖泥中的标志性优势微生物,在门水平为厚壁菌门(Firmicutes)、广古菌门(Euryarchaeota)、拟杆菌门(Bacteroidete<),在纲水平为梭 菌纲(Clostridia),在属水平为梭菌属(CDostridium 、沉积微生物属(Sedimentibacte J 、甲烷杆菌属(Methanobacterium 等。
氢营养型甲烷菌既可以促进窖泥的老熟,又浓香型白酒的香味物质的生 作用°有些环境子窖泥微生物有明显影响,且与益微生物呈正相关7关键词:浓香型白酒;窖泥;微生物群落结构;研究进展中图分类号:TS26*. 文章编号:0254-5071 (2020)06-0001-07 doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2020.06.001引文格式:高占争,吴正云,张文学•浓香型白酒窖泥微生物群落研究进展[J]•中国酿造,2020,39(6):1-7.Research progress on microbial community in pit mud of strong-flavor BaijiuGAO Zhanzheng 1,2, WU Zhengyun 1, ZHANG Wenxue 1*(..College of S cience and Engineering of L ight Industry, Sichuan University, Chengdu 610065, China;2.Sichuan Shuijingfang Co., Ltd., Chengdu 610037, China)Abstract : Microorganisms in pit mud are the key factors determining the style of strong-flavor Baijiu (Chinese liquor). Many new molecular biology technologies, such as PCR-based technology, genomics technology and high-throughput sequencing technology, have been applied to the study of micro bial community structure and function in pit mud. More and more microorganisms in pit mud have been detected by new technologies, and it showed that the microbial diversity was higher and higher. At the phyla level, the characteristic dominant microorganisms in the aged pit mud were Firmicutes,Euryarchaeota and Bacteroidetes, and at the class level they most belong to Clostridia, but they were mainly Clostridium , Sedimentibacter , Methanobac- terium at the genera level. Hydrogen-trophic methanogens, not only promoted the aging of pit mud, but also played an important role in the formation ofaroma compounds in strong-flavor Baijiu . Some environmental factors had significant effects on microorganisms in pit mud, and positively correlatedwith beneficial microorganisms.Key words : strong-flavor Baijiu ; pit mud; microbial community; research progress多菌自然发酵是中国白酒的一大特色叫浓香型白酒 除了糟酷、大曲的多菌种自然发酵外,还包括泥窖的窖泥中多种微生物的作用。
浓香型白酒是我国消费量最大,销售收入最高的白酒产品之一,以其香气浓郁、入口绵甜、落口爽净的优点深受广大消费者的喜爱。
浓香型白酒的生产是以泥窖和酒醅为基础,进行数月的封闭发酵。
在这一过程中,环境中的微生物、大曲微生物和窖泥中的微生物在酒醅的固、气、液三相界面发生复杂的能量代谢反应,使酒醅的理化特性不断发生变化,并产生了丰富的代谢物质,这些物质与白酒的风格密切相关[1]。
从上世纪80年代至今,各酒厂、科研单位以及高校纷纷对浓香型白酒窖泥中的微生物种类、数量等进行了大量的研究,发表了许多研究成果,同时也取得了很大的突破[2],初步揭示了浓香型窖泥微生物的发酵机理。
很多研究结果表明,浓香型白酒香气的形成变化主要来源于发酵、蒸馏和陈酿过程,尤其是发酵过程中原料在窖池和酒曲微生物及酶作用下的分解产物、微生物的代谢产物、代谢物之间的相互转化[3-5]。
且现已公认:主体香己酸乙酯主要来源于泥窖微生物中的己酸菌[6],其他酯类及其前提物则是伴随发酵过程中酒曲、窖泥中庞大微生物区系以糟醅为载体,在固液气三相发生复杂的物质能量代谢、微生物的有序消长和物质形态变化中而形成[7-8]。
故酿造微生物尤其是产香菌的种群结构及其代谢活动是制约浓香型白酒酿造技术的关键,而酿造微生物又复杂多样,因此微生物在白酒发酵过程中的种群结构、相互作用及其与产物之间的关系一直是白酒研究中重要的理论核心问题,同时也是相关领域中的研究热点,弄清有益微生物对中国浓香型白酒酿造技术改进及白酒产业的发展具有积极的推动作用。
为了对浓香型白酒发酵过程的研究提供更多的思路,更好地指导白酒发酵生产,本文对近年来浓香型白酒窖泥微生物的研究现状进行综述,并希望能对浓香型白酒的微生物发酵机理的进一步研究、提高质量和提高安全性等方面提供一些思路和参考[9]。
1窖泥微生物菌落结构分析窖泥微生物种类比较复杂,不同窖龄窖池窖底泥和窖壁泥的微生物的种类和数量并不相同,呈现不同的变化规律。