论文部分内容阅读
浓香型白酒是通过将在由窖泥建成的窖池中的发酵物蒸馏而得到的蒸馏酒,而窖泥主要是为微生物的生长发育繁殖和代谢过程提供一个稳定而又适宜的环境,这些窖泥中大量的微生物又是对酒的品质起着不可替代的作用,因而窖泥被认为是对酒的品质最有影响力的因素。作为窖泥中重要菌群之一的乳酸菌,是中国白酒酿造过程中不可或缺的微生物之一,但是如果乳酸菌的含量过量,就会导致酒的品质降低。而乳酸菌的作用、含量变化而引起窖泥品质变化的作用以及其与其他微生物之间的相互作用关系仍然不为人知,乳酸菌在窖泥中扑朔迷离的作用,对于白酒的酿造过程影响巨大,因而对不同浓香型白酒窖泥中的乳酸菌的作用以及微生物群落进行深入的研究,对于提升浓香型白酒的品质以及对于白酒工业中窖泥的养护有着重要的意义。通过对四种窖泥样本中的微生物群落的多样性指数表、门水平分类、属水平分类、主坐标轴分析和属热图分析可知,不同窖泥样本中,Firmicutes门的相对含量较高,其相对含量是随着窖龄增加而出现减少的趋势;Lactobacillus属的相对含量在低窖龄的窖泥样本中高,Lactobacillus属的相对含量是随着窖泥窖龄的增加而减少,而在退化的窖泥中的相对含量高达90%;通过主坐标轴分析和属热图聚类分析,可以很好地将相同窖龄的样本聚集到一块,说明窖泥中的微生物群落和窖泥窖龄有一定的相关性。随着时间的增加,窖泥中的微生物群落多样性逐渐增加,且微生物群落逐渐呈现一个稳定的趋势。通过对四种窖泥中乳酸菌含量差异和变化趋势分析可知,不同浓香型白酒窖泥中的乳酸菌（Lactic Acid Bacteria,LAB）种类数和地理位置有一定关系造成这种现象的差异可能和环境因素相关;在四种不同浓香型白酒窖泥样本中,Lactobacillus属的含量都是最高的,且其数量级均要远大于其他乳酸菌属,有的乳酸杆菌相对含量随着窖龄增加而减少,有的增加;在窖泥中乳酸杆菌OTU（Operational Taxonomic Unit,可操作分类单元）的种类及含量差异分析中,古井贡酒窖泥中OTU486仅仅存在于NC组的窖泥中,这些乳酸杆菌OTU分别鉴定分类为s＿unclassified＿g＿Lactobacillus;在剑南春窖泥样本中,OTU1244和OTU135的相对含量趋势是随着窖龄的增加而增加,这些乳酸杆菌OTU分别鉴定分类为s＿unclassified＿k＿norank＿d＿Bacteria和s＿Lactobacillus＿acidipiscis;而在汤沟两相和的窖泥样本中OTU812和OTU862在N组窖泥中并未检测到,而在H组中的含量却很高,呈现出随着窖泥品质的增长而增长的趋势,均被分类为s＿Lactobacillus＿acetotolerans;在泸州老窖的样本中OTU428、OTU434和OTU492仅仅存在于40年的窖泥组中,这些乳酸杆菌OTU分别鉴定分类为s＿unclassified＿g＿Lactobacillus、s＿Lactobacillus＿farciminis和s＿unclassified＿g＿Lactobacillus。这些特殊的乳酸杆菌OTU在同一种浓香型白酒窖泥中能够鉴定到种的菌属均为同一菌种。利用PICRUSt（Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States）和京都基因和基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）数据库中的现有信息,对四种不同浓香型白酒窖泥中的功能基因丰度差异进行分析,在四种不同浓香型白酒窖泥中,同源基因丰度和Pathway Level 3丰度在窖龄长的窖泥中丰度比较均一,而低窖龄组中的样本重复性较差;在同源蛋白质簇（Clusters of Orthologous Groups,COG）的分析中,都有大量的未知功能的同源蛋白质簇,而其中的B/A/Z/W分别代表染色质结构和动态（Chromatin structure and dynamics）、RNA加工与修饰（RNA processing and modification）、细胞骨架（Cytoskeleton）和胞外结构（Extracellular structures）,它们的丰度在四种不同浓香型白酒的不同窖龄的窖泥中差异较大。通过对己酸合成作用、产甲烷作用和乳酸生成过程中的关键酶基因的分析,发现与乳酸合成相关的关键酶基因在低窖龄组中的含量较高,而与己酸合成和产甲烷作用的关键酶基因在高窖龄的优质窖泥中的丰度更高,这种现象有利于浓香型白酒酿造业中的“增己降乳”过程。在窖泥的菌群相互作用网络分析中,窖龄短的样本中的相互作用更倾向于聚集到一块,且菌属之间大都是正相关,它们之间的作用强度（即相关性系数ρ绝对值）也彼此不同,而随着窖泥窖龄的增加,菌属之间的负相关作用关系也增多了,形成一种“相辅相成”的趋势,微生物菌属之间的正负相关性作用相互交替。