酱醪细菌菌株的分离及功能分析

【目的】分离获得来源于酱醪的细菌,考察菌株与酱油品质相关的特性,初步评价其应用于酱油发酵的潜力。【方法】从日式酱油发酵的酱醪体系中分离和筛选优势或特征细菌菌株,比较它们的耐盐性及其在高盐条件下产蛋白酶、有机酸、挥发性物质和氨基酸等的能力。【结果】从日式酱油酱醪中共分离得到9株细菌,分别属于魏斯氏菌(Weissella)、乳酸足球菌(Pediococcus)、乳酸杆菌(Lactobacillus)、芽孢杆菌(Bacillus)、四联球菌(Tetragenococcus)和葡萄球菌(Staphylococcus)属。其中耐盐的细菌有类肠膜魏斯氏菌(Weissella paramesenteroides)CQ03、嗜酸乳酸足球菌(Pediococcus acidilactici)JY07、戊糖乳酸足球菌(Pediococcus pentosaceus)JY08、葡萄球菌(Staphylococcus sp.)JY09和嗜盐四联球菌(Tetragenococcus halophilus)MRS1。在高盐条件下,对它们的特性分析表明:解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)B2产蛋白酶和糖化酶的能力较强,W.paramesenteroides CQ03可水解原料产生较多鲜味氨基酸,T.halophilus MRS1产有机酸能力较强,它和S.sp.JY09代谢产生的挥发性物质较多。【结论】筛选得到9株在促进原料水解和提高风味物质合成方面有潜力的菌株,如果应用到酱油工业生产中,将有利于缩短发酵周期,提高酱油品质。     

芝麻香型白酒发酵过程中乳酸菌多样性及其演替规律

【背景】乳酸菌是白酒发酵过程中一类非常重要的微生物,其种类及动态变化对于白酒品质具有重要影响。然而,目前对于芝麻香型白酒发酵过程中乳酸菌群落结构及其演替规律的认识并不全面。【目的】揭示芝麻香型白酒发酵过程中乳酸菌的多样性及菌群的演替规律,为更好地探索白酒酿造机理和控制白酒品质提供生物学依据。【方法】利用高通量测序技术对芝麻香型白酒发酵过程中乳酸菌菌群演替进行跟踪分析,同时采用实时荧光定量PCR对发酵过程中乳酸菌的生物量进行定量分析。【结果】高通量测序结果显示,芝麻香型白酒发酵过程涉及5个属的乳酸菌:魏斯氏菌属(Weissella)、片球菌属(Pediococcus)、乳杆菌属(Lactobacillus)、明串珠菌属(Leuconostoc)和乳球菌属(Lactococcus),共计43种乳酸菌。其中,在发酵过程中平均相对丰度大于0.5%的乳酸菌有10种,分别是类肠膜魏斯氏菌(Weissella paramesenteroides)、食窦魏斯氏菌(Weissella cibaria)、融合魏斯氏菌(Weissella confusa)、戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)、假肠膜明串珠菌(Leuconostoc pseudomesenteroides)、发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)、耐酸乳杆菌(Lactobacillus acetotolerans)和Lactobacillus sp.。在堆积发酵过程中,Weissella属占细菌总量的50%以上,其次是Pediococcus属和Lactobacillus属,而Leuconostoc属和Lactococcus属相对较少。在窖池发酵过程中Lactobacillus属的乳酸菌逐渐成为优势细菌,尤其是Lactobacillus sp.在窖池发酵中后期相对丰度达到80%以上。实时荧光定量PCR结果显示,在堆积发酵和窖池发酵前期乳酸菌总量变化不大;从窖池发酵5 d开始,乳酸菌总量迅速上升,30 d时达到最大值。【结论】对白酒发酵过程中乳酸菌种类及动态变化的研究有助于探究白酒酿造过程中乳酸菌功能,进而解析白酒酿造机理,最终达到控制白酒品质的目的。     

类肠膜魏斯氏菌通过调节蜕皮激素和胰岛素通路促进黑腹果蝇生长发育（英文）

【目的】本研究旨在揭示果蝇乳酸菌类肠膜魏斯氏菌Weisellas paramesenteroides对黑腹果蝇Drosophila melanogaster生长发育的影响。【方法】利用选择性培养基分离黑腹果蝇成虫肠道乳酸菌,通过16S rRNA基因序列比对鉴定菌株。通过统计从卵至蛹化和羽化的时间检测果蝇发育历期,并以幼虫体表面积为指标检测果蝇生长速率。利用qPCR检测产卵后不同时间生长激素信号通路基因(dib,E74B和PTTH)及胰岛素信号通路基因(DILP2,DILP3和InR)的表达。通过葡萄糖氧化酶法检测3龄幼虫血淋巴中的葡萄糖水平。【结果】从黑腹果蝇成虫肠道内分离到类肠膜魏斯氏菌,并可以在果蝇肠道内有效定殖。类肠膜魏斯氏菌通过提高果蝇生长速率缩短果蝇卵至蛹化和羽化的时间。qPCR结果显示,类肠膜魏斯氏菌增加了dib,E74B和PTTH的表达量,同时增加了DILP2和DILP3的表达量,降低了InR表达量和幼虫血淋巴中的葡萄糖水平。【结论】类肠膜魏斯氏菌是黑腹果蝇的一种共生菌,通过激活蜕皮激素和胰岛素信号通路,促进生长发育。     

酱醪嗜盐四联球菌的分类及特性研究

【目的】对酱油酱醪来源的嗜盐四联球菌进行分类,并比较菌株的生理特性。【方法】采用多位点序列分型和糖类代谢聚类分析相结合的方法对菌株进行分类,通过菌株对环境耐受性分析研究菌株的生理特性。【结果】酱醪来源的12株嗜盐四联球菌被分为两个类群,菌株所属类别与其分离的原生环境存在一定的关联性。嗜盐四联球菌C25、C33、C3、R55耐高盐及高糖能力均较强,菌株C1、R44和R23耐高盐能力较强。虽然嗜盐四联球菌普遍不耐酸,但是菌株C33和R44在酸性培养体系(pH 5.0)中仍能正常生长。较低的培养温度(15℃和25℃)对嗜盐四联球菌的生长有显著抑制。【结论】采用基因型与表型结合的方式成功将酱醪来源的嗜盐四联球菌归为2个类群,不同类群的菌株在耐高渗等生理特性上具有差异性。     

应用固定化酵母菌提高低盐固态酱油质量的研究

本文采用聚乙烯醇作载体,通过包埋法将酵母菌固定化,制成φ3mm的固定化菌小球。应用在低盐固态发酵酱油的后发酵上,收到了良好的效果。该固定化菌在盐含量为15％以上的酱油中长期浸泡,强度和弹性良好,包埋的菌体生长、繁殖可达10~9/g载体。该固定化菌连续使用两个月,活力仍保留80％以上。固定化菌处理的酱油经气相色谱分析,某些微量成分明显增加,其中乙醇含量可增大至原酱油的20倍以上。酱油作为调味品,在我国已食用多年。传统工艺酿造酱油,由于酱醪的泥浆态和高食盐含量,酱醪发酵需要半年以     

基于高通量测序的传统甜面酱自然发酵过程中的微生物群落结构及其动态演替

【背景】传统自然发酵的甜面酱滋味鲜美、风味独特,但目前尚没有采用高通量测序技术研究其发酵过程中微生物多样性的报道。【目的】解析传统甜面酱自然发酵过程中微生物的群落结构及其动态演替规律。【方法】采用高通量测序技术对传统甜面酱自然发酵过程中的微生物多样性进行研究。【结果】共检出100个真菌菌属和432个细菌菌属,前发酵阶段和后发酵0-90 d的优势真菌为曲霉属(Aspergillus,≥76.96%);后发酵120–180 d的优势真菌为接合酵母属(Zygosaccharomyces,≥85.42%)。芽胞杆菌属(Bacillus)在整个发酵阶段一直是最主要的优势细菌(其中前发酵43 h时占98.07%)。曲样和酱醪中的优势细菌菌属还有葡萄球菌属(Staphylococcus)、雷尔氏菌属(Ralstonia)、泛菌属(Pantoea)、伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)、片球菌属(Pediococcus)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)、霍氏真杆菌属(Faecalibacterium)、考克式菌属(Kocuria)和乳酸菌属(Lactobacillus)等。【结论】确定了传统甜面酱自然发酵过程中不同时期的优势菌群,为研究微生物对传统甜面酱风味形成的影响提供了理论依据。     

圈养大熊猫肠道乳酸菌分离及益生特性

【背景】大熊猫数量稀少、繁殖困难,在其生长过程中极易感染消化系统疾病甚至死亡。【目的】分析圈养大熊猫肠道可培养乳酸菌的群落结构与功能,筛选具有益生特性的乳酸菌菌株,为大熊猫消化系统疾病的预防和肠道微生物研究提供理论参考及菌种资源。【方法】采用3种培养基分离大熊猫粪便中的乳酸菌,通过革兰氏染色镜检和过氧化氢试验对分离的菌株进行初步鉴定,基于BOXA1R-PCR图谱遗传多样性选取代表菌株进行16S rRNA基因测序分析并进行主成分分析(principal component analysis, PCA),同时分析乳酸菌菌株安全性和益生特性。【结果】通过初步鉴定共分离获得58株乳酸菌,根据BOXA1R-PCR结果挑选20株菌进行测序,结果显示20株菌分属于明串珠菌属(Leuconostoc)、肠球菌属(Enterococcus)、魏斯氏菌属(Weissella)和链球菌属(Streptococcus)这4个属,主成分分析结果表明不同年龄段的大熊猫肠道乳酸菌群落结构存在差异。20株乳酸菌均不溶血,17株乳酸菌对11种抗生素均敏感;11株菌耐pH值2.0酸性条件,14株菌对0.3%的胆盐具有良好...     

饲用微生物的分离鉴定及其对杏鲍菇菌糠发酵的效果

【目的】菌糠的营养素含量齐全,但纤维素含量过高是阻碍其饲料化利用的主要因素。故本研究筛选适合于发酵杏鲍菇菌糠的微生物菌株,以改善其饲用品质。【方法】首先,本研究采用纤维素-刚果红、苯胺蓝和MRS-Ca (De Man, Rogosa, Sharpe-Ca)筛选培养基,结合纤维素、木质素酶活力及抑菌活性的测定,从EM (effective microorganisms)原液发酵的杏鲍菇菌糠中分离筛选具有较强纤维素、木质素降解能力及抑菌能力的细菌/真菌。通过细菌16S rRNA和真菌18S rDNA基因序列分析确定菌株所属种属。其次,将筛选出的菌株菌液等体积混合制成复合菌剂用于固态发酵杏鲍菇菌糠。测定不同发酵时长菌糠营养成分含量以确定最佳发酵时间,并与相同工艺条件下EM原液发酵的杏鲍菇菌糠进行饲用品质比较。【结果】筛选并鉴定得到纤维素酶活性较高的特基拉芽孢杆菌(Bacillus tequilensis)菌株P11、发酵毕赤酵母(Pichia fermentans)菌株R8和马克斯克鲁维应变酵母(Kluyveromyces marxianus)菌株MU5;木质素酶活性较高的解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens subsp.plantarum)菌株MU7;抑菌活性较高的类肠膜魏斯氏菌(Weissella paramesenteroides)菌株R4和乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)菌株R9。使用以上菌株复合发酵杏鲍菇菌糠7 d后,各项指标达到稳定。与EM原液发酵的杏鲍菇菌糠相比,复合菌剂发酵杏鲍菇菌糠的NDF和ADF分别显著降低了19.6%和21.44%(P0.05);CP (crude protein)、CA (crude ash)和EE (ether extract)含量分别显著提高了10.44%、5.26%和123.53%(P0.05)。【结论】本研究筛选得到的芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌优势菌株复合后用于发酵杏鲍菇菌糠可以很好地改善其饲用品质,效果优于生产中常用市售EM原液。     

发酵饲料对生长育肥猪结肠微生物发酵及菌群组成的影响

【目的】研究复合菌发酵饲料对生长育肥猪结肠发酵、结肠黏膜与结肠内容物菌群组成的影响。【方法】采用气相色谱法检测育肥猪结肠内容物中挥发性脂肪酸浓度;采用MiSeq高通量测序方法检测育肥猪结肠黏膜与内容物中细菌菌群组成。【结果】饲喂发酵饲料对结肠黏膜及内容物中菌群多样性无显著影响(P0.05);显著提高了猪结肠黏膜中魏斯菌属和柔嫩梭菌属的相对丰度(P0.05),提高了结肠内容物中魏斯菌属、Subdoligranulum菌属相对丰度(P0.05);饲喂发酵饲料对结肠内容物中pH、乳酸、乙酸、丙酸、异丁酸、戊酸、异戊酸和总挥发性脂肪酸浓度无显著影响(P0.05),但显著提高了结肠内容物中的丁酸水平(P0.05)。【结论】饲喂复合菌发酵饲料可在一定程度上影响育肥猪结肠中细菌菌群的组成,促进丁酸生成,对肠道健康具有改善作用。     

基于幼虫粪便的小菜蛾肠道细菌分离鉴定及其抗生素敏感性分析

【目的】昆虫肠道微生物对于其食物消化、生长发育以及环境适应性等方面都具有重要作用,本研究旨在探究小菜蛾 Plutella xylostella (L.)幼虫肠道可培养细菌的菌群结构及抗生素敏感性。【方法】对小菜蛾3龄幼虫粪便进行了细菌分离培养和16S rDNA分子鉴定,并采用纸片扩散法对之进行了药敏试验。【结果】小菜蛾3龄幼虫肠道有5属6种细菌,即蒙氏肠球菌 Enterococcus mundtii、欧文氏菌属 Erwinia 2种、成团泛菌 Pantoea agglomerans 、类芽孢杆菌Paenibacillus sp.和栖稻假单胞菌 Pseudomonas oryzihabitans,均与小菜蛾中肠细菌已知种不同,其中蒙氏肠球菌数量最多;蒙氏肠球菌、桃色欧文氏菌和成团泛菌对青霉素、氨苄青霉素、麦迪霉素、克拉霉素和洁霉素均不敏感,而对磷霉素、万古霉素和强力霉素等表现出相似的敏感性。【结论】小菜蛾幼虫肠道细菌菌群组成具有多样性,且存在天然耐药性现象。本研究为进一步开展小菜蛾幼虫肠道细菌微生物区系及功能细菌的研究提供了菌株材料和研究基础。     

解淀粉芽孢杆菌诱变育种及其突变株在降低酱油中氨基甲酸乙酯的应用

【目的】通过诱变育种提高解淀粉芽孢杆菌JY06利用精氨酸的能力,并将其用于降低酱油中的氨基甲酸乙酯及前体,从而提高酿造酱油的安全性。【方法】采用等离子诱变和紫外诱变两种诱变育种方法对解淀粉芽孢杆菌JY06进行突变,应用高通量筛选手段获得具有高精氨酸利用能力的突变株,验证突变株降低酱油中氨基甲酸乙酯的能力。【结果】获得了12株精氨酸利用能力提高的突变株,与出发菌株JY06相比,突变株C12和E6可使酱油中瓜氨酸含量分别降低了15.6%和14.7%,EC的含量分别降低了19.3%和13.1%。【结论】通过等离子诱变和紫外诱变进一步提高了解淀粉芽孢杆菌JY06降低酱油中EC及其前体瓜氨酸的能力,具有控制或减少酱油中生物危害物的应用潜力。     

Characterization of a <Emphasis Type="Italic">Bacillus amyloliquefaciens</Emphasis> strain for reduction of citrulline accumulation during soy sauce fermentation

Objectives

To reduce the amount of citrulline produced by arginine-consuming bacteria in the moromi mash during soy sauce production.

Results

Bacillus amyloliquefaciens JY06, a salt-tolerant strain with high arginine consumption ability and low citrulline accumulation capacity, was isolated from moromi mash. The concentration of citrulline was decreased from 26.8 to 5.1 mM and ethyl carbamate in soy sauce, after sterilization, decreased from 97 to 17 μg kg^?1 when B. amyloliquefaciens JY06 was added during fermentation. The aroma of the sauce was improved by increasing the ester content.

Conclusions

B. amyloliquefaciens JY06 is a beneficial bacterium that can be used in soy sauce fermentation to eliminate ethyl carbonate and enhance the flavor of the sauce.

     

Probiotic properties of Weissella strains isolated from human faeces

Three Weissella confusa and five Weissella cibaria strains were previously isolated from human faeces and their potential as probiotics was examined in this work. Resistance to low pHs (pH 2.0 and 3.0) and 0.3% bile salt were examined. Enzyme activities, susceptibilities to heat treatment and various antibiotics, and adhesion capacities to Caco-2 cells were also examined. All Weissella strains were killed when exposed to pH 2.0 for 2 h but survived at pH 3.0 with different survival ratios. W. confusa 31 survived best (20.2%) and W. confusa 31 was also quite resistant against 0.3% bile salt (128.8%). All strains except one grew well at temperature between 15 and 45 °C and all strains grew in the presence of 6.5% NaCl. W. confusa 20 showed the highest β-galactosidase activity (527.3 ± 23.66 unit/mg protein) and W. cibaria 31 had the highest β-glucosidase activity (115.12 ± 5.3 unit/mg protein) in MRS broth. All strains adhered to Caco-2 cells better than Lactobacillus rhamnosus GG and W. confusa 20 was the best adhesive strain (85 CFU/cell). These results show that some strains such as W. confusa 31 and W. confusa 20 are fully qualified as probiotics and deserve further application studies.     

Survival strategy of the salt-tolerant lactic acid bacterium,Tetragenococcus halophilus,to counteract koji mold,Aspergillus oryzae,in soy sauce brewing

In soy sauce brewing, the results of the fermentation of lactic acid greatly affect the quality of soy sauce. The soy sauce moromi produced with Aspergillus oryzae RIB40 allows the growth of Tetragenococcus halophilus NBRC 12172 but not T. halophilus D10. We isolated and identified heptelidic acid (HA), an inhibitor of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH), produced by A. oryzae RIB40 as the growth inhibitor of the salt-tolerant lactic acid bacteria. The growth inhibition of T. halophilus D10 by HA was suggested to be associated with the direct inhibition of GAPDH activity under high salt environment. The difference in the susceptibility to HA among various strains of T. halophilus was caused by the mutations in the gene encoding GAPDH.     

鲁氏接合酵母对酱油中氨基甲酸乙酯前体物的代谢

【目的】研究鲁氏接合酵母氮源代谢特性,确定鲁氏接合酵母氮源代谢与酱油中氨基甲酸乙酯前体物瓜氨酸和尿素积累的关系。【方法】通过单一氮源培养、偏好型氮源培养和盐胁迫培养,检测不同条件下鲁氏接合酵母对精氨酸、瓜氨酸和尿素的代谢能力。【结果】通过对鲁氏接合酵母氨基酸利用能力的分析,确定了甘氨酸、丙氨酸和天冬酰胺3种氨基酸为鲁氏接合酵母的偏好型氮源。在偏好型氮源存在时,鲁氏接合酵母对尿素和瓜氨酸的利用并不受到抑制,丙氨酸和甘氨酸还能够促进对二者的利用。鲁氏接合酵母在单一氮源培养条件下不会降解精氨酸而积累尿素和瓜氨酸,反而可以大量利用氨基甲酸乙酯的前体物尿素和瓜氨酸。但在盐胁迫下,鲁氏接合酵母利用尿素和瓜氨酸受到阻遏,从而造成酱油中氨基甲酸乙酯前体物不能被充分利用而积累。【结论】盐胁迫阻遏了鲁氏接合酵母对瓜氨酸和尿素的利用,从而造成酱油发酵过程中耐盐细菌所产生的氨基甲酸乙酯前体物的积累。     

酱香型与清香型白酒发酵过程中乳酸菌菌群的差异性分析

【目的】为认识乳酸菌在中国白酒酿造过程中的作用与影响, 分析、比较了酱香型与清香型白酒发酵过程中乳酸菌的菌群结构及其差异。【方法】运用PCR-DGGE技术分析酱香型与清香型白酒发酵过程中乳酸菌群的演变规律。并利用传统微生物分离筛选方法进一步确定酱香型白酒发酵中的主要乳酸菌种。【结果】DGGE图谱表明, 白酒发酵过程中的主要乳酸菌种是乳杆菌。但两种香型白酒发酵过程中乳酸菌群组成及动态变化均呈现出明显的差异。清香型白酒酒醅中Lactobacillus fuchuensis是优势菌种, 而酱香型白酒发酵中检测到多种含量较高的乳酸菌种。利用MRS培养基从酱香型白酒酒醅中共筛选获得5种乳酸菌种。通过两种方法, 确定Lactobacillus homohiochii是酱香型白酒发酵过程中含量最高的乳酸菌。【结论】深入研究白酒发酵过程中乳酸菌的组成及分布规律, 对于更好地认识中国白酒酿造中主要的细菌类群——乳酸菌的作用, 具有重要的理论意义和实践价值。     

Citrate Metabolism by Pediococcus halophilus

Several strains of non-citrate-metabolizing Pediococcus halophilus have previously been isolated from soy sauce mash or moromi. The factors controlling the metabolism of citrate in soy pediococci were studied. All the soy pediococcal strains tested which failed to decompose citrate did not possess citrate lyase [citrate (pro-3S)-lyase; EC 4.1.3.6] activity. In P. halophilus, citrate lyase was an inducible enzyme, and the optimum pH for activity was 7.0. The metabolism of citrate in P. halophilus was different from that observed in lactic streptococci. The main products from citrate were acetate and formate, and this bacterium produced no acetoin or diacetyl. Formate production from citrate was greatly reduced in the presence of glucose. P. halophilus 7117 (Cit⁺) was proved to contain citrate lyase, pyruvate formate-lyase (EC 2.3.1.54) phosphotransacetylase (phosphate acetyltransferase; EC 2.3.1.8), and acetate kinase (EC 2.7.2.1), i.e., all the enzymes necessary to convert citrate to acetate and formate.