生态窖泥有益微生物菌群富集与培养方法的研究
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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]。
菌液富集方法菌液富集是一种常用的微生物实验方法,用于从环境样品中富集目标菌种。
通过富集目标菌种,我们可以更好地了解其生态特征、代谢途径以及对环境的适应性,这对于环境微生物研究和应用具有重要意义。
在菌液富集方法中,选择合适的富集培养基是关键。
富集培养基是根据目标菌种的生理特性和产代谢产物的需求来设计的。
常见的富集培养基包括富集液或富集物、增菌培养基、选择性增菌培养基等。
富集液或富集物中含有丰富的有机物质,可以提供目标菌种所需的营养物。
增菌培养基中一般添加抑制其他微生物生长的化合物,以避免竞争。
选择性增菌培养基则基于目标菌种的生理特性,设定一些特殊要求,有选择地促进目标菌种的生长。
在进行菌液富集前,首先需要采集环境样品。
选择合适的样品对于菌液富集的效果至关重要。
常见的样品包括土壤、水体、食品等。
样品的选取应根据研究目的和预期的菌种进行选择,尽可能覆盖潜在的菌种来源。
菌液富集方法一般分为前处理、富集和分离三个步骤。
前处理包括样品的制备和处理过程,以确保菌液富集的高效进行。
富集步骤中,将样品加入富集液或富集物中,通过搅拌等方式将目标菌种富集起来。
在富集过程中,要注意控制培养条件,如温度、pH值、氧气浓度等,以保证菌种的生长。
富集时间的选择要根据具体情况,通常在24-48小时左右。
分离步骤是将富集液进行稀释和涂布于富集培养基上,通过培养基上菌落形成的特征,可以分离出目标菌种。
菌液富集方法的应用广泛。
在环境微生物学研究中,可以富集并分离出特定的微生物群落,用于分析微生物群落的结构和功能。
在环境监测和环境污染治理中,可以通过富集方法检测和鉴定特定的致病菌种。
在工业领域,菌液富集方法可以用于寻找高效酶生产菌株或微生物发酵产物。
总之,菌液富集方法是一种重要且常用的微生物实验方法。
通过选择合适的富集培养基、科学合理的菌液富集步骤,可以获得丰富的目标菌种,并为后续微生物学研究和应用奠定坚实的基础。
希望本文的内容能对研究者在菌液富集方法的应用中提供一定的指导意义。
有机窖泥培养工艺技术一.窖泥培养材料1.菌种(系)来源1.1以十年以上老窖的窖底泥为菌源,经在特定的条件下富集培养作为人工窖泥的自然菌源。
更贴近老窖窖内微生物区系,窖泥菌系全面,窖泥质量好。
1.2以窖泥功能菌为菌源,菌系不全面,且在培养中有适应环境的过程,代谢产物种类少,但工艺简单,操作方便。
2.发酵载体2.1粘黄土:粘性强,杂质少,不含沙(土)的中性或稍酸性的菜园土或田边土。
一般以表层以下5-20cm为好,深层不含杂质或沙(土)的土壤也可。
2.2泥碳又草碳:有机质(腐植酸)含量较高,为土壤微生物提供良好的碳源,并具有保(持)水防止窖泥老化作用。
2.3窖皮泥:有机质含量丰富,富集着大量的窖泥功能菌,并具有调节发酵体系酸碱度的作用。
三者合理搭配为窖泥微生物培养提供良好外部条件。
2.其他材料:高粱或小麦粉,大曲粉,豆饼粉,骨粉,母(底)糟或丢糟,黄浆水,尾酒或酒精,醋酸钠,磷酸氢二钾等。
二.窖泥配方及操作1.窖泥配方:黄粘土(3500kg/立方米)90%,黄粘土80%泥碳10%或黄粘土60%泥碳10%窖皮泥20%,小麦粉1.5%大曲粉2.5%豆饼粉1.5%,骨粉0.5%,母(底)糟或丢糟3-5%,黄浆水(按固体材料比)5%,尾酒(30-35度)3-5%或酒精1.0%,醋酸钠0.1%,磷酸氢二钾0.05%.2.具体操作2.1粘黄土晒干后用锤式粉碎机过一遍成细粉,尽量使物料粗细一致。
将黄土摊开(厚度0.8-1.0m),按规定的数量加入其他固体材料(若采用商品菌种一起加入),翻抄两遍,尽量混合均匀,并保持中间低两边高便于加浆。
然后将化学成分在液体材料中溶解,与液体材料一并加入固体材料中间,浸润2-3h,并根据材料的干湿酌情补水,保持材料的含水量在45-50%.接着用钩镲逐次钩两遍,过和泥机或人工脚踩揉后堆积或入池发酵。
地面堆积发酵要用塑料布密封,形成厌氧环境并防止水分流失。
堆积温度不低于25度,发酵温度35-40度,发酵时间45-60天,发酵过程中防止窖泥失水霉变。
富集培养的原理富集培养是一种微生物学实验技术,通过增加特定营养条件或改变环境条件,从复杂的微生物群落中选择性地培养出目标微生物。
富集培养的原理是基于不同微生物对营养物质的利用能力和生长特性的差异,利用这些差异来选择性地培养出目标微生物。
富集培养需要明确目标微生物的特性和所需营养物质。
目标微生物可能对某种特定的碳源、氮源或微量元素有特殊的需求。
因此,在富集培养的过程中,需要选择适当的富集培养基,以提供目标微生物所需的营养物质。
此外,还可以添加一些抑制其他微生物生长的物质,以防止其他微生物的干扰。
富集培养需要合适的培养条件。
不同微生物对温度、pH值和氧气需求有所不同,因此在富集培养中需要根据目标微生物的需求来调节这些条件。
此外,还可以通过改变培养基的浓度、添加抑菌剂或抗生素等方法来选择性地培养目标微生物。
富集培养的过程可以分为以下几个步骤:1. 样本采集:从自然环境或患者体内采集样本,包括土壤、水样、食品、生物组织等。
2. 稀释:将样本进行适当的稀释,以降低微生物的浓度,避免过多微生物的竞争。
3. 富集:将稀释后的样本接种到含有特定营养物质的培养基中,并提供适当的培养条件。
目标微生物会利用培养基中的特定营养物质进行生长,而其他微生物则可能无法适应这种条件而无法生长。
4. 传代:将富集培养基中的微生物进行传代,即将培养液中的微生物转移到新的培养基中。
通过多次传代,可以进一步减少其他微生物的干扰,从而更纯净地培养出目标微生物。
5. 鉴定:通过形态学观察、生理生化试验、分子生物学方法等手段对培养出的微生物进行鉴定,确认是否为目标微生物。
富集培养的原理可以应用于各个领域的微生物研究中。
例如,环境微生物学研究中可以利用富集培养的方法来筛选出具有特定功能的微生物,如降解有机污染物的细菌;医学微生物学研究中可以利用富集培养的方法来寻找新型抗生素产生菌株;食品安全领域可以利用富集培养的方法来检测食品中的病原微生物等。
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。
简析人工窖泥的培养要素及步骤
有业内人士指出,窖泥是浓香型白酒的命根子,此话并不夸张。
窖泥质量的好坏,直接影响到产品的质量。
因为窖泥是产香菌栖息繁衍的温床,应为其生活提供良好的环境。
窖泥的质量取决于泥中功能菌的种类及数量,以及营养成分的合理比例。
人工窖泥是利用培养微生物的方法,加速窖泥老熟过程,以缩短窖泥成熟所需时间。
笔者以故宫酒业实际工艺流程为依据,总结了人工窖泥的培养过程。
窖泥功能菌液的制作
窖泥功能菌液的制作总体思路是选取优质底窖泥分离出菌种,然后通过逐级扩培,以满足窖泥制作的大量需求。
1 一级制作
1.1 第一级培养基成分比例及操作步骤如下:
菌种来源为故宫酒业老窖泥中分离种。
分离培养基用巴氏合成培养基,乙醇、碳酸钙,火菌后加入。
液体培养液按接种量,接入新鲜培养基,35℃ 深层静置培养。
富集培养基:乙酸钠8g,氯化镁200mg,硫酸锰2.5mg,硫酸钙10mg,硫酸亚铁5mg,钼酸钠2.5mg,对氨基苯甲酸100ug,蒸馏水1000ml,PH值为7的磷酸二氢钾、磷酸二氢钠25ml,含1%硫化钠,0.05%碳酸钠20ml。
以上药品配制完成,调节PH值至7.0,加入一级容器中(500ml 医用高温瓶),用棉塞塞住瓶口,牛皮纸外封。
另称量出0.5%碳酸钙(CaCO3)用牛皮纸包装。
数量对应一级培养基的数量,每瓶一包,把一级培养基和碳酸钙放入灭菌锅内灭菌121℃,时长为30分钟。
农田生态修复中的微生物技术研究农田作为农业生产的重要载体,一直承担着粮食生产、生态环境保护等多项重要任务。
然而,在长期的耕作过程中,土壤质量逐渐下降,生态系统失衡,给农业生产和生态环境带来了许多问题。
为了有效地修复农田生态系统,稳定农业生产,保护生态环境,近年来微生物技术在农田生态修复中被广泛应用并取得了显著的效果。
第一,土壤微生物在农田生态修复中的作用重要而不可或缺。
土壤微生物是土壤中十分重要的一部分,它们参与了土壤养分循环、有机质降解、根际微生物固氮等关键过程。
通过合理利用土壤微生物,可以促进土壤养分转化,增强土壤的肥力,提高农作物产量。
因此,在农田生态修复中,要重视土壤微生物的作用,调节土壤微生物群落结构,改善土壤环境。
第二,利用益生菌促进土壤微生物的多样性和数量的增加是农田生态修复中的一种重要技术。
益生菌是一类对土壤生态环境有益的微生物制剂,能够在土壤中迅速繁殖,提高土壤微生物的多样性和数量。
研究表明,通过施用益生菌,可以有效地改善土壤肥力,降低农药使用量,减少化学肥料对环境的污染,达到农田生态修复的效果。
第三,微生物接种技术是一种常用的农田生态修复方法。
微生物接种技术是将优势微生物株接种到土壤中,通过它们的代谢作用改善土壤环境,促进作物生长,达到农田生态修复的目的。
研究表明,采用微生物接种技术可以显著提高农作物的产量和质量,减少土壤病虫害发生的可能,同样也降低了农业生产的成本。
第四,土壤修复剂是农田生态修复中的重要工具。
土壤修复剂是一类专门用于修复受损土壤的产品,可以改善土壤结构,提高土壤通气性和保水性,促进土壤微生物的活动和生长,为农作物生长提供良好的生长环境。
使用土壤修复剂可以在一定程度上修复受损的土壤,恢复土壤的功能,使其再次适合农作物生长。
第五,生物有机肥料是农田生态修复的重要途径。
生物有机肥料是一种利用农业和工业有机废弃物通过微生物发酵而成的肥料,含有丰富的养分和微生物群落,对土壤肥力有着显著的改善作用。
有机农业中的土壤微生物培养 随着人们对食品安全和环境保护意识的提高,有机农业在世界范围内逐渐兴起。有机农业的核心理念之一是保护土壤生态系统的健康和平衡,而土壤微生物是土壤生态系统中不可或缺的组成部分。本文将探讨有机农业中的土壤微生物培养的重要性及方法。
一、土壤微生物在有机农业中的作用 有机农业通过利用自然资源,尽量避免使用化学农药和化肥,以生物、机械和物理手段防治病虫害,保护和改善农田生态环境。而土壤微生物在有机农业中发挥着至关重要的作用:
1. 分解有机物质:土壤微生物能够分解有机物质,将其转化为植物可吸收的养分,为作物提供所需的营养元素。
2. 抑制病原菌:一些土壤微生物具有抑制病原菌生长的能力,通过竞争营养、产生抗菌物质等方式维护作物健康。
3. 改善土壤结构:土壤微生物通过胶体颗粒、胶体物质的产生和分泌,能够改善土壤结构,增加土壤孔隙度和水分保持能力。 4. 促进养分吸收:土壤微生物与作物根系形成共生关系,通过产生植物生长激素和分解矿质养分等方式,促进植物吸收养分,提高作物产量和品质。
二、有机农业中的土壤微生物培养方法 有机农业中的土壤微生物培养是一个可持续和循环的过程,需要注意以下几个方面:
1. 保持土壤湿润:土壤微生物生活在土壤中的微小孔隙中,水分是它们生长和繁殖的基本条件。因此,在有机农业中需要合理浇水,保持土壤湿润,为土壤微生物提供适宜的生长环境。
2. 增加有机质含量:有机物质是土壤微生物的主要营养来源之一,可以通过施加有机肥料、绿肥等方式增加土壤有机质含量,为土壤微生物提供足够的养分。
3. 使用有机农药和生物肥料:为了保护土壤微生物的生态系统,有机农业中可以使用一些天然的、对土壤微生物友好的农药和肥料,如生物农药、有机肥料等。同时,可以采用生物防治方法,利用有益微生物来控制病虫害。
4. 适宜的翻耕和覆盖措施:适时的翻耕和覆盖措施可以改善土壤通气性和保水性,有利于土壤微生物的生长和繁殖。
T logy科技工艺技术一直以来,浓香型白酒在主流的白酒消费市场中占据相当大的分额。
随着酿酒技术以及工艺的进步以及发展,白酒香型数量逐步递增,浓香型白酒也出现较多流派,而不同香型以及流派的白酒同微生物的类别以及数量具有关联性。
微生物主要就是一些个体微小,且结构简单的生物。
大部分酿酒微生物属于单细胞生物,少量的也有多细胞结构。
中国传统的白酒酿造工艺一般为固态发酵法,将富含不同类型微生物的曲作为发酵剂,最终生产出不同风味的白酒。
酿酒微生物主要是细菌、霉菌以及酵母菌,其对于白酒生产以及白酒的质量等方面具有重要 影响[1]。
1 浓香型白酒生产中酒曲微生物的研究浓香型白酒,其组成浓香型酒典型风格的主要成分为己酸乙酯,其不但成分含量偏高,同时香气显著。
乙酸乙酯的产生是多种微生物和多种理化成分共同作用逐渐转化的结果,其中酒曲的作用尤为显著。
1.1 浓香型白酒酒曲的特点酒曲属于多菌群构成的混合微生物基质,微生物的数量以及具体分布对白酒的影响较大。
当前认为,在制曲过程中工艺的控制对白酒风味的形成有着重要影响。
而浓香型白酒的制曲温度为中温,酒曲中存在更多的产酸菌和分解菌,总体细菌数量较高。
制曲温度决定了酒曲的微生物组成,间接影响了白酒的香型和口感。
1.2 浓香型白酒酒曲的主要微生物构成对浓香型白酒的大曲外层以及曲心的微生物分布进行研究,可看出酿酒的质量情况,曲心所产酒的质量优于曲外层。
另外国窖曲层次间微生物数量以及优势种群差异明显,其中曲侧表层以及曲包表层微生物数量偏多,其中霉菌最为显著,微生物类别少,优势菌属于根霉;青霉以及犁头霉大多分布在曲底层[2]。
因此从结论可看出,曲心组成以细菌为根本,曲外层以霉菌以及酵母菌为核心,中后期霉菌占据优势,不过最后当酒曲温度接近环境温度,含水量控制一定水平时,相关微生物都会保持稳固,曲心所产酒的质量以及数量优于曲外层。
微生物类别以及分布变化受温度以及含氧量的影响。
因此分析制曲过程中微生物的消长变化,研究其中的规律,在一定程度上更加有利于改进酿酒工艺,控制粮耗,研究意义显著。