中国传统酿造食品微生物生态学及其研究策略

中国传统酿造食品的生产通常是在开放度高、周围环境条件粗放、微生物群落结构时空差异显著批次间变化规律类似的微生态环境中进行的.其过程具有生产原料成分多样、参与的微生物种类多、代谢反应复杂、工艺繁复以及产品组分复杂等特征,从而导致科学阐释其过程代谢机理存在着巨大的挑战.基因组学、转录组学等组学技术以及基于现代检测技术的代谢组学方法的发展和应用,为应用微生态学方法研究其过程的微生物群落结构与功能、群落内部以及与环境的交互作用规律提供了有力的支撑.本文结合本研究团队前期研究工作,综述了近年来传统酿造食品微生物生态学的研究进展,从系统解析酿造微生物群落结构与代谢功能入手,解析微生物群落及个体功能并实现理性调控的传统酿造微生物群落研究策略,包括把握微生物群落三个要素:结构、功能、调控;解析好两个互动:酿造群落内的交互作用,群落与外部环境的交互作用;抓住一个关键:群落中的关键核心功能微生物(群).在上述基础上努力实现传统食品酿造过程中的微生物功能可控、酿造过程可控和产品品质可控的三个目标.     

混菌发酵对白酒液态发酵效率和风味物质的影响

<正>我国白酒发酵属于典型的自然发酵过程,其特点是在开放的生产环境中,多种不同微生物共同发酵,相互作用,最终形成具有独特风格的白酒。因此,认识微生物群体发酵机制的关键之一是认识微生物之间的相互作用。研究微生物之间的相互作用对于白酒酿造机制的认识,以及酿造技术发展具有重要作用。发酵体系中微生物相互作用关系是白酒功能微生物研究的关键,以往研究多集中于白酒微生物菌群结构及单菌种功能。而选择不同的微生物组合进行发酵,不仅是阐明微生物之间相互作用的常用研究策略,     

传统发酵食品中微生物间相互作用及应用

在传统发酵食品的过程中,丰富的物质和开放的发酵方式促成了体系中微生物的多样性,微生物的繁殖代谢推动了食品发酵的进行。同时,微生物间的相互作用在发酵过程中起到十分重要的作用。研究微生物间的相互作用有助于我们了解食品发酵的内在机理,控制发酵的进程。本文主要介绍了传统发酵食品中微生物群落结构的复杂性和可演变性等特征,综述了基于细胞生长代谢特征研究和组学技术的微生物间相互作用生理机制,初步探讨了微生物共培养在传统发酵食品生产中提升产品品质、缩短发酵周期、提高产品安全性能的积极作用。目前对微生物共培养下的微生物间相互作用方式及机理的研究仍较少,而未来微生物共培养在强化发酵上具有广泛的应用前景。     

高耐性酱油酵母选育及其高密度发酵调控

高耐性酵母广泛应用于食品、酿造、饲料、生物能源等行业,酵母的耐受性对其生产和应用有着决定性影响。高耐性酵母菌种改良是酵母资源利用的关键步骤,高密度发酵是克服耐性酵母产业化的主要瓶颈技术。对传统酿造食品酱油生产中常用的耐高盐酵母菌株的选育、耐性机制及其高密度发酵技术研究进展进行了综述。     

浓香型白酒大曲微生物群落结构研究进展

大曲通常作为发酵剂用于酿造传统中国白酒,其提供各类微生物菌系和酶系启动白酒发酵,影响白酒风味和独特风格。近年来,对大曲微生物群落结构的研究成为研究热点,研究人员对大曲微生物群落结构、基因功能和功能微生物等进行了广泛而深入的研究,对大曲微生物组成、变迁规律和功能的认识逐渐清晰。本文综述了浓香型大曲微生物群落结构分析方法、主要微生物组成、重要功能微生物和微生物溯源,为研究大曲微生物群落结构、优化大曲生产工艺和改善白酒品质提供一定的理论依据。     

泸州老窖：科技创新与集成应用提升固态酿造行业竞争力

1 固态酿造，我们身边的传统生物产业 固态酿造是指在固态基质环境中通过多种微生物的生长、繁殖、代谢将原料转化为成分复杂、风味要求较高的产品的生产过程。固态酿造技术是生物工程技术的重要组成部分，是我国固态酿造食品生产的核心技术。     

传统腌酵调味食品中真菌的概述

文中对豆酱、酱油、腐乳等主要的传统盐腌发酵调味食品的真菌进行了归纳总结。为发酵食品生产中有益真菌菌种的开发应用以及发酵过程中微生态的研究提供了数据,并为食品安全标准的制定、有害真菌的识别与防治提供了相关依据。     

产业新动力——纤维素酶的研究与应用

纤维素酶（Cellulase）是把纤维素降解成葡萄糖、由多个酶协同作用的多酶体系,广泛存在于细菌、真菌和动植物细胞中,部分微生物体内有复杂的纤维素水解系统,可以有效地水解纤维素。目前微生物纤维素酶的研究较为集中,并已广泛应用于生物乙醇生产、食品加工提纯、酿造工业发酵、纺织后整理和饲料加工等多个领域。     

推动食品生物技术及产业快速创新发展

<正>食品生物技术,是指生物技术在食品领域中的应用,包括利用传统生物技术进行食品发酵和酿造,以及利用现代生物技术,如基因工程、酶工程、细胞工程、现代发酵工程、组学技术等,进行食品及食品原料的生产、加工和改良。食品生物技术作为一项极富潜力和发展空间的高新技术,以生命科学为基础,以工程技术为手段,在食品工业的现代发展中发挥着重要的推动作用。食品生物技术是一门极具包容性和关联性的综合学科,包括分子生物学、细胞生物学、微生物学、免疫学、     

生物技术研究和开发的进展与展望(续)

四、微生物工程 微生物工程又称发酵工程,是利用微生物的特定性状,通过现代生化工程技术,使微生物产生有用物质或直接用于工业化生产的技术。主要包括菌种选育、菌体生产、代谢产物的发酵和微生物功能的应用等技术。传统的微生物发酵,如酒、醋的酿造,起源于史前时期。但是,作为现代科学概念的微生物工程,是从二十世纪四十年代随着抗生素发酵工业的建立而兴起的。七十年代以来,由于基因工程、细胞融合和细胞固定化技     

传统发酵肉制品中微生物菌群对风味形成的研究进展

我国传统发酵肉制品种类丰富、风味独特。本文主要介绍参与肉制品发酵的微生物,从蛋白质、脂质和碳水化合物代谢途径的角度概述微生物对发酵肉制品呈香物质形成的作用机制,以及发酵过程中微生物的演替与风味变化的关系。     

泸型酒酒醅中梭菌群落的研究

正泸型酒(又称浓香型白酒)的生产以高粱为主要原料,以大曲为糖化发酵剂,采用泥窖进行多菌种混合循环固态发酵,窖池中存在的微生物主要包括酵母、霉菌、细菌、古菌等,这些独特而复杂的窖内微生物群落是泸型酒独特风味形成的关键~([1])。梭菌对于泸型酒中己酸乙酯、丁酸乙酯等典型风味物质的形成具有重要作用,虽然已对窖泥进行了群落结构和演替规律的研究,但对酒醅中的这类微生物的变化及其功能则研究甚少。本期刊登了马     

微生物资源：发掘、利用、展望与挑战

微生物资源是国家战略性生物资源,是支撑微生物学科发展与技术创新的重要基础。可直接开发为食品原料或用以酿造生产,也可作为服务农牧业生产菌剂产品或用于生产医疗药品和清洁能源,已经在工业、农业、食品、酿造、医药、能源及环境等领域得到广泛应用。近年来,随着生物技术及分子生物学等研究的发展,在微生物资源的分离、评价、保藏等方面都取得了较大进展。《微生物学通报》组织了本期“微生物资源：发掘、利用、展望与挑战”专栏,旨在展示微生物资源学领域的最新进展,加强微生物种质资源的发掘、利用,助力微生物资源学科和科技创新战略发展。     

清香型白酒固态酿造过程中酵母种群结构和多样性分析

【目的】探索清香型白酒固态酿造过程中酵母的种群结构和生态多样性变化规律,为科学认识白酒酿造的过程与机制提供理论依据。【方法】运用WL鉴别培养基和26S rRNA D1/D2序列分析方法对清香型白酒3种典型大曲和酒醅发酵过程的酵母进行分类学研究。【结果】从清香型白酒固态酿造过程中共鉴定出10种酵母,分别为Saccharomyces cerevisiae、Issatchenkia orientalis、Pichia anomala、Saccharomycopsis fibuligera、Pichia fermentans、Trichosporon asahii、Hanseniaspora osmophila、Pichia farinosa、Pichia membranifaciens和Clavispora lusitaniae。其中T.asahii、C.lusitaniae、H.osmophila、P.membranifaciens、P.farinose和P.fermentans为首次从清香型白酒酿造过程中分离获得的酵母种类。考察3种典型大曲(清茬、红心、后火曲)和大茬、二茬酒醅发酵过程的酵母种群结构变化规律显示,3种大曲具有相同的优势菌种S.fibuligera,但三者酵母结构组成差异较大,且清茬曲含有最多的酵母数量和种类。酒醅发酵过程中的酵母种群结构与3种大曲均明显不同,大茬和二茬酒醅酵母结构也不同,两种酒醅发酵后期的优势酵母均为S.cerevisiae,而发酵前期优势酵母则分别是H.osmophila和P.membranifaciens。【结论】深入研究了清香型白酒酿造过程中微生物的分布特征和规律,对认识清香型白酒酿造过程和群体微生物的发酵机制,以及丰富我国传统酿造食品微生物的研究,具有重要的理论和实践价值。     

生物新技术在微生物发酵中的应用

我国利用微生物酿造食品,历史悠久,质量优良,为一日三餐所不可缺少。数十年来墨守成规,进步甚慢。解放前除传统酿造食品的作坊外,只有几家酒精厂、酵母厂、葡萄酒厂与啤酒厂等。解放     

现代生物技术在食品领域的应用

以分子生物学为基础的现代生物技术是当今食品科技和产业发展的主要驱动力,现已广泛应用于食品工业,未来在食品领域也将发挥举足轻重的作用。文章主要从食品原料改良、发酵菌种改造、发酵食品微生物菌群多样性解析及食品安全检测等方面介绍了现代食品生物技术在食品相关领域的应用,为现代生物技术在食品领域的应用提供参考。     

醋的保健功能及其制品的研究现状

食醋是我国传统调味品,是以粮食或水果为原料,经多种微生物天然发酵酿造而成的调味品,其营养成分丰富,含有维生素、微量元素,天然盐、氨基酸和非挥发性有机酸（醋酸、乳酸、柠檬酸、苹果酸）等多种有益成分。这些有益成分不仅能使菜肴增添滋味,而且在医学上也具有重要的作用。     

发酵工业菌种的迭代创制

生物发酵是以微生物菌种为生物催化剂,以淀粉糖、生物质等可再生资源为原料发酵生产各种食品、化学品、燃料、材料等物质的生产过程,具有绿色、低碳和可持续等特征。我国拥有全球规模最大的生物发酵产业,尤其氨基酸、维生素等传统发酵产品占全球市场份额的60%–80%。发展生物发酵产业对于我国实现“碳中和、碳达峰”的战略目标和生物经济发展具有重要的意义。微生物工业菌种是生物发酵产业的核心,直接影响原料路线、产品种类和生产成本。创新发酵工业菌种,提升其原料转化利用效率,提高产物生产水平,拓展产品种类,是生物发酵产业高质量发展的关键。近年来,合成生物学、系统生物学等学科的发展,进一步加深了研究者对微生物底盘细胞生理代谢机制的理解,加速了基因编辑等菌种设计创制使能技术的发展,为发酵工业菌种改造提升提供了新动能。本文选取了具有代表性的大宗氨基酸、B族维生素、柠檬酸、燃料乙醇等发酵产业,从其工业微生物底盘的基础研究和技术开发角度,综述发酵工业菌种改造提升的最新进展,并展望人工智能、自动化与生命科学交叉融合将对工业菌种迭代产生的重要影响。     

传统与未来的碰撞：食品发酵工程技术与应用进展

随着生物技术的飞速发展,作为食品生物工程的主要组成部分,食品发酵工程技术不断升级,在传统发酵食品的菌种、发酵过程、产品品质得到改善的同时,生物制造的功能食品组分、未来食品等新型产品也应运而生。首先概述了由生物技术和信息技术的进步带来的食品发酵研究手段与生产方式的多层面变革,并重点阐释了利用食品合成生物学设计构建细胞工厂的思路和方法,以及食品生物工程在微生物分析、过程工程和分离工程方面的智能化进程。其次,介绍了现代食品生物工程技术在改善传统发酵食品品质及安全性、生产功能食品组分、添加剂和酶制剂、创制未来食品和开发新型益生食品方面的应用进展。最后,对全球和我国食品发酵产业面临的挑战和未来发展趋势进行了总结和展望,以期为食品发酵的技术革新和工业化应用提供参考。     

氨基酸对青稞酒酿造微生物群落演替及风味代谢的驱动

【背景】环境因素是微生物生长代谢的重要驱动因素,因此,解析其对白酒酿造过程中微生物群落演替的影响对青稞酒的可控化生产具有重要作用。氨基酸作为微生物生长代谢的重要营养底物以及环境因素,其对微生物群落演替的作用尚不明确。【目的】揭示环境因素对青稞酒发酵过程中微生物群落演替及风味代谢的驱动作用。【方法】通过气相色谱-质谱联用技术对比检测肚里黄和瓦蓝两种青稞原料酿造青稞酒过程中风味物质变化情况;采用高通量扩增子测序及多元统计分析比较两种青稞酒醅中微生物群落结构特征;结合蒙特卡洛置换检验确定环境因素对微生物的影响;通过模拟发酵对以上研究结果进行验证。【结果】肚里黄青稞酒醅中酯类化合物的含量及其发酵后期乳酸杆菌相对丰度和氨基酸含量显著低于瓦蓝酒醅(P<0.05);通过生物信息学分析发现,环境因素中游离氨基酸是青稞酒发酵过程微生物群落演替重要的推动因素,且乳酸杆菌相对丰度与游离氨基酸呈显著相关;模拟发酵实验证实了特定氨基酸不足会影响乳酸杆菌生长。【结论】揭示了青稞酒发酵过程中游离氨基酸对微生物群落组装的驱动作用,进而影响青稞酒的风味品质,为青稞酒的可控发酵提供理论基础。