泸州老窖窖泥中重要功能菌群分布及代谢产物研究

通过对泸州老窖酒厂不同窖龄窖泥中五大功能菌群的数量分布、生态结构的研究,发现甲烷菌、己酸菌、丁酸菌的数量随窖龄而增加。同时,窖泥中酸类和酯类微量化学成分含量和种类随功能菌数量同步增加。在传统工艺的长期影响下,在窖泥发酵方面形成了一个相对稳定的化学生态环境和固有的微生物区系生态结构,它们是生产优质浓香型白酒的基础。本研究进一步揭示了窖泥功能菌的生理特征和特殊功能,为多菌种混合发酵培养人工窖泥母液提供技术指导,以此培养出优质窖泥,提高浓香型白酒的质量和产量。     

不同窖龄及位置浓香型白酒窖泥中细菌群落结构的差异性分析

采用高通量测序技术对金徽酒不同窖龄及窖池位置的窖泥细菌群落进行研究,通过聚类分析探寻细菌菌群的时空分布特点,并对窖泥微生物的功能基因进行注释分析。结果表明,14个窖泥样品中,厚壁菌(Firmicutes)是细菌群落的绝对优势菌门,平均相对丰度达73.39%。乳杆菌(Lactobacillus)是5年和7年窖龄窖泥(84.48%)的第一优势菌属。随着窖龄的增加,优势菌属由单一Lactobacillus占优势演变为己酸菌(Caproiciproducens,4.61%)、拟杆菌(Bacteroides,3.16%)等11个细菌属共存的复杂微生态环境。窖泥细菌菌群多样性与窖龄呈显著正相关(P<0.01),且池底窖泥的细菌菌群多样性高于池壁泥。30年和50年窖龄的窖泥细菌群落相似性较高,且细菌菌群之间大多呈正相关关系。同现网络中共出现9个枢纽,各枢纽均与Lactobacillus呈负相关关系。KEGG功能注释图说明影响白酒产量和质量的主要功能基因在窖泥主体特征代谢分类上。该研究为解析甘肃金徽酒窖泥中的细菌群落结构及其时空分布规律奠定了基础。     

基于高通量测序的窖泥原核微生物群落结构及其理化因子相关性分析

为揭示各项理化特性对窖泥细菌群落结构的影响,分析不同年份窖泥的理化因子差异及与其原核微生物群落的相关性。结果表明：20 a窖池池壁和池底窖泥中的水分、pH值、铵态氮及有效磷和速效钾的含量均显著高于2 a窖泥,但其钙含量却显著低于2 a窖泥。30 a池壁和池底窖泥与2 a相比,除水分含量和腐殖质外,其他指标均存在显著差异。理化因子与菌群的相关性分析发现,水分含量、pH值和铵态氮对菌群的影响最为显著,与Lactobacillus呈极显著负相关（P＜0.01）,与Aminobacterium、Syntrophomonas和Sedimentibacter等6 个菌属呈显著正相关（P＜0.05）。新窖泥中不同的微生物菌群在长期往复的发酵过程中相互作用,优势菌属逐步占据主导低位并达到动态平衡,形成优质窖泥。本实验系统研究窖泥原核微生物群落多样性在窖泥老熟及退化过程中的变化趋势,借助微生物和理化因子之间的相关性分析,为窖池的养护机制及优质窖泥的制作提供一定理论依据。     

浓香型白酒窖池空间位置及窖龄对窖泥原核微生物群落的影响

采用高通量测序技术解析4年和40年窖龄窖池不同部位窖泥原核微生物群落组成,并分析窖泥理化性质差异以及其对原核微生物的影响。结果表明,除总酸外,4年窖龄窖池窖泥样品的平均含水量、pH值、铵态氮含量、有效磷含量和α-多样性指数均低于40年窖龄窖池窖泥,40年窖龄上、中、下、底层窖泥理化性质及α-多样性均相对稳定,且4年和40年窖龄窖池窖泥理化指标的差异主要体现在上层和中层。从门和属水平组成上分析,40年窖龄窖池窖泥样品微生物群落结构相对稳定,且与4年窖龄窖池下层和底层窖泥样品更为相似。冗余分析（RDA）结果表明,总酸、有效磷和pH是影响不同窖龄和不同窖池位置窖泥中优势微生物菌群分布的主要理化因子。     

人工窖泥老熟程度的研究进展

在浓香型大曲白酒生产中,窖泥起着至关重要的作用,其老熟程度直接决定白酒的质量和产量。就窖泥的感官、窖泥中的微生物、理化成分等方面对近几年来关于人工窖泥老熟程度的研究进行综述。     

基于PLFA分析不同窖龄窖泥微生物群落结构

该试验采用磷脂脂肪酸（PLFA）生物标记法对两种不同窖龄窖泥（30年、100年）微生物群落特征进行了研究。结果表明,100年窖龄窖泥微生物群落多样性高于30年的。对两种不同窖龄窖泥各类型的微生物结构研究发现,100年窖龄窖泥各类型的微生物含量均高于30年窖龄窖泥的,并且在两种不同窖龄窖泥中细菌的含量与丰度较其他类型微生物高,表明细菌是窖泥优势菌群。对两种不同窖龄窖泥磷脂脂肪酸含量进行主成分分析发现,30年窖龄窖泥的主要变异菌群是细菌,100年窖龄窖泥的主要变异菌群是细菌与真菌。     

不同质量窖泥古菌群落的研究

采用多聚酶链式反应结合变性梯度凝胶电泳指纹分析技术(PCR-DGGE)对不同质量窖泥中古菌群落结构进行分析,说明了不同质量窖泥古菌种群的复杂性,再次印证了产甲烷菌是窖泥中古菌的优势菌,并在此基础上揭示了窖泥中产甲烷菌种属上的多样性。发现了以最优质窖泥为参照,窖泥质量与其古菌群落间的相似性指数总体呈正相关这一规律,为今后研究窖泥培养、养护和应用提供了理论依据。     

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

采用Illumina Miseq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;窖壁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%～86.2%。在属水平上,相同窖龄窖池窖壁泥和窖底泥真菌菌群结构分布接近,不同窖龄窖池窖泥真菌菌群在优势物种组成上发生了改变,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）和被孢霉属（Mortierella）等,老窖池窖泥的优势真菌主要有嗜热真菌属（Thermomyces）、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分布,窖龄可能是影响的主导因素。     

基于荧光定量PCR技术的浓香型白酒窖泥中甲烷菌的检测

甲烷菌是窖泥中重要的功能菌,也是标志老窖生产性能的指示菌之一。利用荧光定量PCR技术精确定量甲烷菌在20年、50年、150年窖龄窖泥中的数量,分析甲烷菌随窖龄增加的变化情况。结果表明,在同一酒厂相同窖龄窖泥中,由于窖泥质量比较相近,甲烷菌数量较为稳定。在老窖形成过程中,甲烷菌数量逐渐增加,在50年达到最多;50年至150年窖龄窖泥中,甲烷菌数量出现一定程度的减少并趋于稳定。本研究为进一步揭示窖泥微生物变化规律以及判断窖泥的老熟程度提供了相关依据。     

川皖地区浓香型白酒窖底泥微生物菌群的多样性分析

以四川中部三大名优酒厂所取20年窖龄的窖底泥,以及在安徽某酒厂所取窖龄为20年的老熟、未老化和老化窖泥为研究对象.通过PCR-DGGE技术及Quantity One软件分析比对了各酒厂窖底泥的微生物群落结构.结果表明,与安徽某酒厂相比,四川3个酒厂的细菌群落结构极为相似,而各酒厂古菌菌群的差异较大;安徽某酒厂老化窖泥与其老熟及未老化窖泥相比,细菌和古菌菌群在数量和丰度上都有所降低,但是都有明显的优势菌存在.     

窖泥中挥发性物质和微生物群落的空间分布规律及其关系

为了研究窖泥中的微生物和挥发性物质的空间分布规律,本文采用固相微萃取法偶联气相色谱-质谱联用法对窖泥中的主要挥发性物质成分进行定性定量分析,并利用Illumina MiSeq测序分析窖泥中的微生物群落组成。结果表明,窖泥中的挥发性物质成分主要以酯类和酸类物质为主,占比达到73.01%~98.36%,随着窖池深度的增加而不断增加。窖泥样品中的原核微生物共检出10门,15纲,21目,42科,64属,门水平上优势菌群占细菌总数的98.86%~99.93%,厚壁菌门为绝对优势菌群。Shannon指数从2.130增加到4.970,Simpson指数从0.557增加到0.932,ACE指数和Chao1指数在池底部最高,分别为114.523和114.50。α-多样性表明,池壁下部和池底部窖泥中的微生物菌群丰度和多样性高于池壁上部和中部,这与挥发性物质的种类和含量分布规律相吻合。梭菌属和甲烷菌属等优势菌属是进行微生物代谢和种间物质交换、产生重要香气物质及其前体的主要微生物,并随着空间深度的增加,不断反应和富集,形成与窖泥的空间位置密切相关的规律。空间差异性是导致窖泥不同空间位置原核微生物菌群和挥发性物质成分存在差异性的重要原因。     

基于高通量测序的窖泥原核微生物群落多样性在退化窖池中的空间异质性

采用高通量测序技术结合网络分析及多元统计分析方法,研究退化窖池窖壁上层（PW-T）、中层（PW-M）、下层（PW-U）及窖底（PB）窖泥中原核微生物群落、菌群网络及影响微生物群落的理化因素。结果表明,窖泥微生物群落α及β多样性在退化窖池中均存在明显的空间异质性,且窖池退化是一个自上而下的退化过程。随窖池深度增加,窖泥微生物群落α多样性指数整体呈显著上升趋势,如Shannon指数由大到小依次为PW-U（3.38）＞PB（2.51）＞PW-M（1.09）＞PW-T（0.33）（P＜0.05）;窖泥优势菌门由单一的厚壁菌门（Firmicutes）（PW-T和PW-M,约99%）增加至Firmicutes、拟杆菌门（Bacteroidetes）、广古菌门（Euryarchaeota）等6 个门（PW-U）及PB的4 个门。退化窖泥呈现低含水量（平均值32.7%）、低pH值（平均值4.42）及低有效磷（平均值259.27 mg/kg）“三低”的理化特征,其对窖泥微生物群落结构影响较大（冗余分析）。窖泥菌群网络中互呈正相关的微生物主要隶属于不同的纲（占总相关性的78.74%）。同现网络中9 个枢纽总含量非常低（0%～2.84%）,与窖泥pH值或含水量呈显著或极显著正相关（P＜0.05或P＜0.01）;除互营单胞菌属（Syntrophomonas）外,其他枢纽均与乳酸杆菌属（Lactobacillus）呈极显著负相关（P＜0.01）。窖泥pH值与多种理化因子呈显著正、负相关（P＜0.05）,且与群落Simpson指数呈显著正相关,表明pH值可作为一个综合指标用于窖泥质量的初步判断。本实验较系统地研究了窖泥原核微生物群落多样性在退化窖池中空间分布、微生物之间以及微生物和理化因子之间的相关性,为进一步揭示窖泥的退化机制、防治窖泥退化及人工优质窖泥的制作提供一定的理论支撑。     

基于高通量测序的浓香型窖泥原核微生物群落的窖池空间分布

利用Illumina Miseq高通量测序技术解析河南某酒企6年和12年窖泥微生物群落多样性和组成。结果表明,两类窖龄窖池中窖泥原核微生物群落组成具有相似的空间分布特征,且物种丰度（Chao1指数）和多样性（Shannon指数）均分别在窖壁中层和下层窖泥最高;乳杆菌属（Lactobacillus）、产己酸菌属（Caproiciproducens）、嗜蛋白菌属（Proteiniphilum）及甲烷囊菌属（Methanoculleus）等14个属为窖泥优势属,其中78.6%优势属在两类窖龄窖池下部（下层和窖底）窖泥中含量均高于窖池上部（上层和中层）窖泥,且主要隶属于梭状芽胞杆菌纲（Clostridia）和拟杆菌纲（Bacteroidia）;57.6%（19/33）Top10属的空间分布特征与窖龄无关;随窖龄增加,Top10属产生了132个变化,其中75.6%的变化均较小（＜1%）;冗余分析（RDA）结果推测,铵态氮和有效磷可能是影响供试窖泥原核微生物菌群空间分布的主要环境因子。     

16S-23S rRNA ITS-AFLP指纹图谱分析在白酒窖泥原核微生物多样性分析中的应用

利用非培养的分子生物学方法对位于多粮原料生产的窖壁和窖底的新窖和老窖窖泥中原核微生物的16S-23S rRNA ITS进行AFLP（amplified fragment length polymorphism）分析,利用NTSYSpc2．10e软件构建聚类图,分析其关系。结果表明,来自不同窖池的不同部位的原核微生物在16S-23SrRNAITS水平上呈现出差异,其中老窖窖底和新窖窖底的原核微生物多样性存在着明显差异,其相关系数为0．47;而老窖窖壁和新窖窖壁的原核微生物多样性却差异不大,其相关系数为1．00。     

泸香型白酒窖泥微生物生态功能研究进展

窖泥中含有大量的功能微生物,其作为白酒生香功能微生物的繁殖载体,在泸香型白酒的生产过程中发挥了重要作用。窖泥微生物是决定浓香型白酒风格的关键因素,目前基于传统微生物技术和现代生物学技术(如以聚合酶链式反应(PCR)技术、基因组学技术、高通量测序技术)等对白酒窖泥微生物的研究,已经取得了丰富的研究成果,检测到越来越多的窖泥微生物,发现微生物多样性越来越高。本文综述了窖泥微生物群落结构的多样性、窖泥功能微生物对白酒风味的贡献、新老窖泥中无机成分的质量评价,并针对研究存在的问题提出未来研究方向:进一步发掘窖泥微生物资源,提升功能微生物的应用潜力,以期为白酒生产中遇到的实际问题提供理论指导。     

浓香型白酒黄水、窖泥中微生物总DNA提取方法比较

为高效地获得浓香型白酒窖池中窖泥和黄水中的微生物总DNA以更好地分析其过程中微生物区系,该文设计了4种不同的总DNA提取方法,分别提取了泸州某知名浓香型白酒企业黄水和窖泥的DNA,并用紫外吸收和PCR-DGGE方法比较了不同提取方法所获得总DNA的纯度及其所代表的原核微生物多样性状况。结果显示,4种提取方法均能从2种样品中提取到纯度较高的DNA;以这些DNA为模板均能扩增出细菌和古菌16S rDNA的部分片段的特异性条带;其DGGE电泳图谱均呈现出较为丰富的条带多样性,但条带存在明显差异。综合评价DNA纯度、扩增效果以及DGGE谱图,对于黄水和窖泥,“酶+SDS+液氮法”提取样品中原核微生物DNA的效果最优。     

基于高通量测序的宋河浓香型白酒不同窖龄窖泥细菌群落结构分析

以宋河浓香型白酒不同窖龄窖泥为研究对象,采用Illumina Miseq高通量测序技术和典范对应分析（CCA）等方法探究细菌菌群结构变化特征及其环境影响因素。结果表明,16年窖龄窖泥的细菌群落结构多样性高于6年窖龄窖泥,相同窖龄、同一窖池的窖底泥高于窖壁泥。6年窖壁泥与窖底泥的细菌群落结构相似,绝对优势细菌属均为乳酸菌属（Lactobacillus）。16年窖壁泥与窖底泥的细菌群落结构差异较大,共有绝对优势细菌属为梭菌属（Clostridium）、氨基酸杆菌（Aminobacterium）、理研菌属（Petrimonas）、互营单胞菌属（Syntrophomonas）和Sedimentibacter。特有绝对优势细菌属中Lactobacillus相对丰度的降低以及Clostridium和Aminobacterium相对丰度的迅速增长均表明16年窖池已成为趋于老熟化的优质窖池。CCA分析结果推测,pH和有机物可能是影响16年窖池细菌群落结构改变的主要环境因子。