Food Res.| 江南大学：单分子实时DNA测序技术和培养方法联合揭示了接种小麦原料曲中的功能微生物

推荐：江舜尧

编译：思敏如月

编辑：小菌菌

江南大学食品科学与技术学院谷物发酵技术国家工程实验室刘双平副教授等人于2020年2月2日在Food Research International期刊发表题为《Combined use of single molecule real-time DNA sequencing technology and culture-dependent methods to analyze the functional microorganisms in inoculate draw wheat Qu》的文章，该文首次揭示了接种小麦原料曲（IRWQ）中可以产生水解酶和风味物质的主要微生物类群，为深入理解功能微生物在黄酒发酵过程中的作用提供理论基础。

文章摘要

研究背景：黄酒（又称中国米酒）是中国南方广泛饮用的酒精饮料，具有香味独特、风味稳定和酒精含量低等特点。IRWQ是黄酒发酵中使用的新型小麦曲，成本低、生产效率高且质量稳定。小麦曲中的微生物可以提供水解酶以降解小麦和大米中微生物代谢和风味形成过程中的大分子物质，在黄酒发酵中至关重要。然而，有关IRWQ中可以产生水解酶及参与风味形成的微生物类群及功能知之甚少。
方法：本研究通过气相-质谱联用等方法分析了IRWQ及微生物中芳香化合物的种类、含量及酶活力；利用单分子实时DNA测序技术（Single molecule real-time DNAsequencing technology, SMRT）分析了IRWQ中微生物群落结构特征；结合微生物传统分离培养方法揭示了产水解酶和参与风味形成过程的功能微生物类群。
结果：IRWQ中葡糖淀粉酶、淀粉酶和蛋白酶的活性分别比传统小麦曲提高了1.17、1.55和2.87倍。挥发性风味物质主要为醇类，酯的含量较传统小麦曲高，而酸的含量低于传统小麦曲。SMRT结果表明，在种水平上，IRWQ中共有18种真菌和59种细菌。真菌中A.flavus和酵母是优势物种；细菌中Weissella confusa是优势物种。微生物分离培养结果显示，从IRWQ中共分离、鉴定得到30株单菌，占总真菌的80 %，占总细菌的35 %。优势物种主要包括A. flavus、P. fabianii、W. confuse和E. asburiae。对分离得到的30株菌的挥发性风味物质分析发现，30株菌中共包含108种挥发性风味物质，主要包括醇类、酯类、芳香类、酸和酮。不同微生物类群产生的挥发性风味物质存在差异，如A. flavus可以产生酮，P. krusei可以产生芳香类物质。因此，这些微生物可以用来改变黄酒的风味。
结论：本研究通过SMRT发现IRWQ中含有18种真菌和59种细菌，通过微生物传统分离培养方法获得了30株微生物，其中4种在SMRT中未发现。这些物种具有较强的产水解酶和挥发性风味物质的能力，因此在黄酒发酵过程中必然扮演重要角色。本研究为更好地理解IRWQ中的微生物类群及功能提供理论基础。
 

文中重要图片说明

图1 | 不同类型小麦曲的生产过程

图2 | 不同类型小麦曲中真菌类群

图3 | 不同类型小麦曲中细菌类群

图4 | 不同微生物中挥发性风味物质的分布

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