湖北工业大学考研(湖北工业大学考研分数线)

湖北工业大学考研，湖北工业大学考研分数线

白酒在中国传统文化中有着重要的地位。大曲是白酒酿造的发酵启动剂，其质量对白酒的品质有极大影响，大曲风味物质决定了白酒的香气 。按照大曲的生产温度可划分为不同类别，不同温度的大曲有不同的微生物群落结构。高温大曲的生产最高温度可达到65 ℃，较高温度可以抑制酵母和霉菌的生长，形成以嗜热菌为主要优势微生物的群落结构。

湖北工业大学生物工程与食品学院的郑亚伦、赵 婷、陈茂彬*等收集了由数字化管理系统生产的高温大曲和传统方式生产的高温大曲各4个时间点的3个平行样本，利用高通量测序揭示数字化高温大曲（IHD）和传统高温大曲（THD）在发酵过程中微生物多样性的变化趋势以及差异。旨在验证数字化管理系统在大曲生产中运用的可行性，有助于推动大曲的自动化生产。

1、理化特性分析

如图2所示，两种高温大曲水分变化规律无明显差异，都呈现下降的趋势，在发酵的前30 d下降较快，后期较缓慢。IHD的水分从39.70%下降至11.04%，THD的水分从39.42%降至12.10%。还原糖和pH值都呈现先上升后下降的趋势，而淀粉含量则始终呈现下降的趋势。IHD和THD的淀粉质量分数都在发酵结束时最低，分别为52.36%和54.48%，两者的淀粉消耗率在18%左右。两种高温大曲的酯化力和液化酶活力随发酵的进行逐步上升，在发酵终点达到峰值。发酵力在发酵的第0、18天时稍低，随之呈现上升后下降的趋势，在第30天最高。第30天时IHD的发酵力高于THD，发酵结束时两者的发酵力基本相同。两种高温大曲的糖化酶活力在发酵开始时最高，在第18天最低，随后出现缓步上升。

2、α多样性分析

测序结果表明，24个高温大曲样本中共检测出25 门、56 纲、147 目、279 科、619 属、967种。相比而言，真菌的微生物丰富度远低于细菌，从全部的样本中检测出真菌7 门、24 纲、60 目、129 科、229 属、365种。测序的覆盖率高于99%且稀释曲线接近平缓，说明测序深度足够且能反映样本中微生物的实际情况。用Chao 1指数、Sobs指数和Simpson指数评价微生物群落的丰富度和多样性，见表1。

如图3所示，两个相同发酵时间的样本之间的P值小于0.05时具有显著差异。细菌群落在发酵过程中，IHD和THD在相同时间时Sobs指数无显著差异（P＞0.05）。对于真菌群落，发酵IHD60和THD60的真菌丰富度具有显著差异（P=0.01），其余IHD和THD在相同时间点的样本丰富度无显著差异。IHD60与THD60的Sobs指数间有显著差异，说明两者实际观察到的OTU数目差异大。但是结合Chao1算法估计的OTU数目和多样性指数（表1）综合分析，两种高温大曲在发酵完成时微生物群落之间有较好的相似性。

3、大曲微生物群落结构

随着发酵的进行，18、30、60 d的IHD样本形成以Firmicutes为绝对优势门的微生物群落结构，其相对丰度都高于80%。THD中微生物门的变化趋势与IHD相似，第18、30、60天的THD样本中Firmicutes相对丰度比同时间的IHD低20%左右（图4a）。THD第18、30、60天的样本形成以Firmicutes和Actinobacteria为绝对优势门的微生物群落结构。

如图4b所示，IHD18和THD18在属组成具有十分显著的差异，这与α多样性指数的差异显著性分析相吻合（图2b）。IHD18中优势菌属为乳酸杆菌属（Lactobacillus，38.31%）、狭义梭菌属（Clostridiumsensu-stricto-1，12.46%）、链球菌属（Streptococcus，10.95%）、布劳特氏菌属（Blautia，6.33%）等。THD18中，糖多孢菌属（Saccharopolyspora，33.77%）、高温放线菌属（Thermoactinomyces，17.88%）、芽孢杆菌属（Bacillus，33.15%）和在属水平未分类的伪诺卡式菌科（f_Pseudonocardiaceae，11.52%）为优势菌。

真菌有3个门的相对丰度＞1%（图5a），子囊菌门（Ascomycota）是绝对的优势菌门，其相对丰度在整个发酵过程中都高于90%。如图5b所示，真菌属在不同的发酵时间也具有明显区别。第0天的高温大曲中微生物群落的多样性最高，这与Simpson指数分析结果相同（表1）。IHD0和THD0微生物在属水平组成相似，都检测出嗜热子囊菌属（Thermoascus，IHD 22.23%，THD 26.78%）、嗜热真菌属（Thermomyces，IHD 3.88%，THD 8.49%）、曲霉菌属（Aspergillus，IHD 40.06%，THD 11.21%）、链格孢菌属（Altemaria，IHD 15.28%，THD 24.15%）和耐干霉菌属（Xeromyces，IHD 6.06%，THD 9.88%）等，除此之外第0天的高温大曲中还有较多相对丰度大于1%的菌属。IHD18的菌属相对丰度较为均匀，而THD18中Thermoascus相对丰度达到95.36%。第30、60天的样本则是形成以Thermoascus和Thermomyces为优势菌属的真菌群落结构。

4、β多样性分析

结果如图6所示。对细菌群落测序结果进行排序分析，其stress值为0.066＜0.1，排序结果良好。从图6a可知，发酵第0天的样本具有较好的相似性，IHD0和THD0空间分布靠近。IHD18独自分布在第2象限，与其他样本的距离较远，这表明IHD18样本的微生物组成与其他样本具有显著差异。真菌群落的NMDS分析结果如图6b所示，其stress值为0.068＜0.1。相似性分析进一步计算了群落的离散情况（P=0.002）。

5、理化性质与微生物相关性分析

如表2所示，发酵力与Kroppenstedtia、Bacillus、Saccharopolyspora和Thermoactinomyces呈显著正相关，与Xeromyces和丝孢酵母属（Trichosporon）等菌属呈显著负相关。两种大曲发酵力随着微生物群落的更迭在不断地变化且变化趋势相同。酯化力与Lactobacillus显著正相关，这可能是因为Lactobacillus能代谢酯酶促进乳酸形成乳酸乙酯，其代谢过程能够在一定程度上使大曲的酯化力上升。与发酵力、酯化力和液化酶活力呈显著正相关的几乎都是细菌。

结 论

高温大曲的主要细菌类群为Kroppenstedtia、Saccharopolyspora、Bacillus和Weissella，主要的真菌类群为Thermoascus、Thermomyces、Aspergillus。IHD和THD在相发酵时间时的微生物群落具有良好相关性，两者在发酵结束时并无显著差异。IHD的酯化力、糖化酶活力和液化酶活力略高于THD，其他理化特性无明显的差异。数字化管理系统在大曲生产中的应用具有可行性，为大曲的数字化生产提供一定的理论支撑。在此研究基础上可以进一步研究改进大曲的数字化生产工艺，推动大曲自动化生产。

本文《数字化高温大曲发酵过程中微生物群落结构的变化》来源于《食品科学》2022年43卷12期171-178页，作者：郑亚伦，赵婷，王家胜，蔡开云，陈萍，邓俊松，方尚玲，曹敬华，陈茂彬。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210626-302。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

图片来源于文章原文及摄图网。

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