《表1 传统发酵食品微生物群落结构》

  提示：宽带有限、当前游客访问压缩模式

本系列图表出处文件名：随高清版一同展现

《传统发酵食品中微生物间相互作用及应用》

1. 获取 高清版本忘记账户？点击这里登录

1. 下载图表忘记账户？点击这里登录

然而，我国传统发酵食品中涉及的微生物多样性高、代谢产物复杂，对群落结构的分析提出了挑战。目前对群落结构的研究方法有传统纯培养技术、免培养技术和组学技术。传统纯培养技术是用培养基对微生物进行分离纯化，然后通过微生物的菌落形态和生理生化指标或测序鉴定确定菌株属种的技术[3]。对于一些不易培养和不可培养的微生物，通常采用免培养技术进行研究，包括有FISH (fluorescence in situ hybridization）技术、PCR-DGGE (polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis）技术、PCR-SSCP (polymerase chain reaction-single strand conformation polymorphism）技术、PLFAs (phospholipid fatty acids）技术、RFLP (restriction fragment length polymorphism）技术等[4-5]。现代分子生物学技术的发展使得组学技术为研究发酵食品中微生物组成及物质产生的分子机制提供了技术支撑，大量未培养微生物得以被检出，进一步丰富了对群落结构的认识（表1）。如Yang等[11]利用宏转录组学技术对豆豉发酵中微生物多样性及其动态变化规律进行了研究，并对所得到的181 443个细菌16S rRNA序列进行了分类，结果表明，发酵过程中存在20个细菌属，其中葡萄球菌属和魏斯氏菌属为优势属。发酵过程中，葡萄球菌属占总属比值从第1天的30.33%急剧下降到第3天的4.06%，在第9天迅速恢复到60.83%，但在第15天又急剧下降到9.75%；魏斯氏菌属占总属比值从发酵第1～3天的34.05%小幅上升至48.79%，在第3～9天中下降到2.6%，但在第9天恢复到15%，然后继续下降，在发酵结束时成为一个少数属，这表明葡萄球菌属和魏斯氏菌属存在种间竞争，其中魏斯氏菌属可代谢分泌细菌素和酸，有利于成品风味，同时抑制细菌的生长[13]。在后期发酵中，不动杆菌属、芽孢杆菌属、棒状杆菌属、乳杆菌属和假单胞菌属发挥着重要作用，其代谢产物分泌可能刺激了葡萄球菌属和魏斯氏菌属的生长。中国白酒发酵中微生物多样性及其演变一直是传统发酵食品研究的热点之一，已有文献采用传统纯培养技术对茅台酒大曲中分离得到的200多个菌落进行了表型和常规生化分类学方法鉴定，结果表明分离菌株包含细菌、霉菌和酵母菌。细菌有芽孢杆菌、醋酸杆菌、乳酸菌等，霉菌有曲霉、毛霉、根霉等，酵母菌有酿酒酵母、汉逊酵母、毕赤酵母等[14]。基于PLFAs和PCR-DGGE方法对浓香型白酒发酵窖中微生物群落结构进行研究，结果表明窖泥和糟醅中总微生物量明显高于黄水，且与窖池年龄密切相关，真细菌有乳酸菌科、梭菌科、卟啉单胞菌科等，古细菌以甲烷菌、甲烷小孢子菌、甲烷还原菌等为主，真菌以毕赤酵母属为主[8]。利用宏转录组学的方法揭示了浓香型白酒大曲微生物群落中具有重要功能的微生物和关键转录本，真菌被认为是最丰富且活跃的微生物，多种碳水化合物活性酶、一些潜在的耐热酶及糖酵解、淀粉、丙酮酸和乙醇代谢过程中关键酶被检测出且在不同发酵阶段表达量变化明显[15]。这些研究技术的进步加深了对传统发酵食品中微生物多样性及其功能的了解，为进一步挖掘微生物菌群所蕴含的应用价值、解析群落相互作用关系及微生物的定向调控奠定了研究基础。