稻花香馫香型根霉曲、中高溫大曲和高溫大曲的酶活力和微生物數(shù)量統(tǒng)計(jì)（下）
2.3.2高通量測序分析微生物群落組成
在門水平和屬水平上分別計(jì)算了各樣本的細(xì)菌群落的物種平均相對豐度（n=3），如圖2所示。（1）高溫大曲（GW）在門水平上的優(yōu)勢菌群（平均相對豐度＞1%）包括Firmicutes（厚壁菌門，50.13%），Proreobacteria（變形菌門，33.13%）和Actinobacteria（放線菌門，15.84%）；在屬水平上有Bacillus（芽孢桿菌屬，32%），Kroppenstedtia（21.6%），Saccharopolyspora（糖多孢菌屬，18.06%），Thermoactinomyces（高溫放線菌屬，9.01%），Norank_f_Pseudonocardiaceae（4.93%），Planifilum（3.4%），Staphylococcus（葡萄球菌屬，3.13%）和Pediococcus（片球菌屬，1.75%）。（2）中高溫大曲（ZGW）在門水平上的優(yōu)勢菌群有Firmicutes（厚壁菌門，50.76%），Proteobacteria（變形菌門，21.21%）和Actinobacteria（放線菌門，14.81%）；在屬水平上有Bacillus（芽孢桿菌屬，17.96%），Kroppenstedtia（16.23%），Thermoactinomyces（高溫放線菌屬，8.73%），Weissella（魏斯氏菌屬，5.48%），Lactobacillus（乳桿菌屬，3.8%），Pediococcus（片球菌屬，2.46%），Planifilum（1.96%）和Staphylococcus（葡萄球菌屬，1.69%）。（3）根霉曲在目水平未分類。
在門水平和屬水平上分別計(jì)算了各樣本的真菌群落的物種平均相對豐度（n=3），如圖3所示。（1）高溫曲（GW）在門水平上的優(yōu)勢菌群（平均相對豐度＞1%）為Ascomycota（子囊菌門，99.86%），在屬水平上有Thermomyces（嗜熱真菌屬，79.49%），Thermoascus（嗜熱子囊菌屬，13.98%），Aspergillus（曲霉菌屬，1.91%）。（2）中高溫大曲（ZGW）在門水平上的優(yōu)勢菌群有Ascomycota（子囊門，86.27%），Mucoromycota（毛霉門，5.46%）和Basidiomycota（擔(dān)子菌門，8.19%）；在屬水平上有Thermoascus（嗜熱子囊菌屬，62.72%），Thermomy-ces（嗜熱真菌屬，4.53%），Cutaneotrichosporon（5.56%），Candida（假絲酵母屬，3.53%），Rhizopus（根霉菌屬，5.36%），Aspergillus（曲霉菌屬，3.04%），Hyphopichia（2.29%），Trichomonascus（2.29%）和Xeromyces（耐干霉菌屬，1.89%）。（3）Rhizopus（根霉菌）作為根霉曲中的優(yōu)勢菌種，豐度達(dá)99.99%。
2.4物種Venn圖
Venn圖能夠得到不同樣品之間相同的物種組成，3種曲的Venn圖分析如圖4所示。3種曲共有的細(xì)菌屬有25種，中高溫大曲和高溫大曲共有的細(xì)菌屬有185種，中高溫大曲和高溫大曲分別與根霉曲的物種重合有37和26種。其中，中高溫大曲物種最為豐富，達(dá)591種，高溫大曲210種，而根霉曲只有41種。3種曲共有的真菌屬有4種，中高溫大曲和高溫大曲共有39種。其中物種最多的是中高溫大曲96種，而高溫大曲和根霉曲分別只有49種和5種。
圖4樣品屬水平細(xì)菌（A）和真菌（B）venn圖
3討論
作為白酒釀造過程中起重要作用的液化酶和糖化酶，直接影響著原料中淀粉的轉(zhuǎn)化效率及出酒率。酸性蛋白酶可以分解原料中的大分子蛋白，為微生物生長提供氮源，促進(jìn)發(fā)酵。酯化力是大曲自身經(jīng)發(fā)酵成熟后固有的催化醇和羧酸生成酯的能力，而生成的酯是濃（醬）香型白酒重要的主體香味物質(zhì)。本研究發(fā)現(xiàn)，中高溫大曲的糖化力更高；根霉曲的酸性蛋白酶活和酯化力大于高溫大曲和中高溫大曲。因此3種曲在稻花香馫香型白酒釀造的不同階段加入，不僅有利于提高出酒率，還有利于馫香型香氣的形成。
大曲微生物代謝產(chǎn)生的乙醇和各種風(fēng)味物質(zhì)，是白酒的關(guān)鍵組分。本研究首先使用平板計(jì)數(shù)測定微生物數(shù)量，結(jié)果表明，中高溫大曲的霉菌、酵母菌、芽孢桿菌以及總細(xì)菌數(shù)量高于高溫大曲。微生物計(jì)數(shù)雖然對微生物進(jìn)行了絕對定量，并側(cè)面反映了大曲中微生物的生長趨勢，但由于僅僅反映的是可培養(yǎng)微生物，且受環(huán)境中的溫度、濕度和氣候等因素影響很大,因此，對大曲微生物的認(rèn)識存在很大的局限性。本研究針對上述問題，通過高通量測序技術(shù)分析了稻花香馫香白酒3種酒曲微生物群落多樣性及組成。在測定的3種酒曲中，根霉曲的Shannon指數(shù)最小，其中根霉菌的相對豐度達(dá)99.99%，而中高溫大曲相比高溫大曲和根霉曲而言，其細(xì)菌和真菌群落的Shannon指數(shù)更高，具有更高的物種豐富度和均勻度，并且在屬水平上擁有近600種細(xì)菌，真菌也有將近100種。這可能是由于高溫大曲的品溫過高，引起不耐高溫微生物在制曲過程中死亡；而根霉曲采用的是純種制曲，基本以根霉菌為主，也包括極少量來自環(huán)境及工具的細(xì)菌。
制曲溫度影響著大曲微生物群落結(jié)構(gòu)的組成。本研究發(fā)現(xiàn)，中高溫大曲和高溫大曲細(xì)菌群落都由Bacillus（芽孢桿菌屬）占主導(dǎo)地位，豐度分別為17.96%和32%，側(cè)面印證了傳統(tǒng)稀釋涂平板法中芽孢桿菌占總細(xì)菌的絕大多數(shù)的結(jié)果。同時還發(fā)現(xiàn)中高溫大曲的細(xì)菌相較于高溫大曲而言，Thermoactinomyces（高溫放線菌屬）和Bacillus（芽孢桿菌屬）明顯下降。芽孢桿菌產(chǎn)多種蛋白酶，是大曲中風(fēng)味物質(zhì)的主要來源。高溫放線菌屬常見于自然界高溫場所，具備耐高溫特性，適應(yīng)大曲發(fā)酵中的高溫環(huán)境，具備開發(fā)高溫淀粉酶、蛋白酶、酯酶、脫氫酶和多酚氧化酶等潛力。在真菌群落組成中，Thermomyces（嗜熱真菌屬）在高溫大曲的相對豐度遠(yuǎn)高于中高溫大曲（4.53%），達(dá)79.49%。而Thermoascus（嗜熱子囊菌屬）作為中高溫大曲中占主導(dǎo)地位的真菌屬，相對豐度達(dá)62.72%，遠(yuǎn)高于高溫大曲中的豐度（13.98%）。嗜熱真菌屬產(chǎn)木聚糖酶和蛋白酶等酶類，李欣等發(fā)現(xiàn)嗜熱真菌屬是酒醅發(fā)酵過程中產(chǎn)酶的主要功能菌。嗜熱子囊菌產(chǎn)纖維素酶和蛋白酶，可降解糖類和蛋白質(zhì)等并具有良好的熱穩(wěn)定性,有利于大曲產(chǎn)酒生香作用。兩種大曲擁有不同的微生物群落組成，可能是由于不同的制曲溫度引起的：高溫大曲培菌溫度在63～68℃之間，中高溫大曲培菌溫度在55～60℃之間。根霉曲中，根霉菌產(chǎn)糖化酶、液化酶、蛋白酶和脂肪酶，還能產(chǎn)生各種有機(jī)酸，可為其他微生物的代謝提供基礎(chǔ)物質(zhì)，對整個糖化發(fā)酵過程以及白酒的風(fēng)味都具有一定影響。
本研究系統(tǒng)性地檢測分析了稻花香酒廠用于馫香型白酒釀造的3種曲（中高溫大曲、高溫大曲和根霉曲）中微生物的群落結(jié)構(gòu)，同時對曲樣的酶學(xué)指標(biāo)進(jìn)行測定，簡單分析了酒曲中細(xì)菌真菌數(shù)量及群落結(jié)構(gòu)的差異和酶活力之間的關(guān)系，為優(yōu)化稻花香酒曲工藝、提高酒曲質(zhì)量提供了參考依據(jù)，具有理論和實(shí)踐意義。
相關(guān)新聞推薦
1、傳統(tǒng)腌干魚制品中降解生物胺菌株的篩選、生長曲線及影響因素（二）
2、東北某市寒區(qū)湖庫型主體水和生物膜中耐氯菌數(shù)目、再生長現(xiàn)象研究（二）
3、稻花香馫香型根霉曲、中高溫大曲和高溫大曲的酶活力和微生物數(shù)量統(tǒng)計(jì)（上）