Biolog-ECO解析凤香型白酒制酒车间空气微生物群落功能多样性差异.pdf
《Biolog-ECO解析凤香型白酒制酒车间空气微生物群落功能多样性差异.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《Biolog-ECO解析凤香型白酒制酒车间空气微生物群落功能多样性差异.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、Biolog-ECO解析凤香型白酒制酒车间空气微生物群落功能多样性差异徐晨1,赵帅1,白莉圆1,党喆1,杨美媛1,张永利1,2*(1.陕西西凤酒股份有限公司,陕西宝鸡721000;2.西北大学生命科学学院,陕西西安710069)摘要:为了探究不同制酒车间空气微生物群落的功能多样性差异,采用 Biolog-ECO 微平板技术分析了不同空气样品的微生物群落碳代谢特征。结果表明,不同微生物样品平均颜色变化率(average well colordevelopment,AWCD)均在培养 144h 后达到稳定,并且 5 个车间的 AWCD 值即对单一碳源的利用能力存在显著差异,老车间空气微生物的碳代谢
2、能力和 4 类多样性指数均显著高于新车间。5 个车间空气微生物对 6 类碳源的利用程度存在差异,对碳水化合物、氨基酸类、羧酸类、多聚物类和胺类碳源的利用率显著高于酚酸类。微生物代谢特征主成分分析结果表明,主成分 1(PC1)贡献度为 72.7%,主成分 2(PC2)贡献度为 14.2%,其中生产工艺相同的车间微生物群落差异较小,投产时间相同的车间微生物群落差异较小。分异代谢差异的主要碳源是与 PC1 有较高正相关性的-D-乳糖、-甲基-D-葡萄糖苷、葡萄糖-1-磷酸盐、肝糖等 15 种碳源,包括有 9 种碳水化合物、3 种羧酸、2 种多聚物和 1 种氨基酸。关键词:Biolog-ECO;空气微
3、生物;碳代谢特征中图分类号:TS262.3;TS207.4文献标识码:BBiolog-ECO Analysis of Functional Diversity of Airborne MicrobialCommunities in Fengxiangxing Baijiu Brewing WorkshopsXU Chen1,ZHAO Shuai1,BAI Liyuan1,DANG Zhe1,YANG Meiyuan1,ZHANG Yongli1,2,*(1.Shaanxi Xifeng Wine Co.Ltd.,Baoji,Shaanxi,721000,China;2.College of L
4、ife Sciences,Northwestern University,Xian,Shaanxi,710069 China)Abstract:In order to explore the differences in functional diversity of air microbial communities in different brewing workshops,the carbonmetabolism characteristics of microbial communities in different air samples were analyzed by Biol
5、og-ECO microplate technology.Theresults showed that the average well color development(AWCD)of different microbial samples reached a stable level after 144 h of culture,and the AWCD values of the five workshops were significantly different in the ability to utilize a single carbon source.The carbon
6、metabolismability and the four diversity indexes of airborne microorganisms in old workshops were significantly higher than those in new workshops.There were differences in the utilization of 6 kinds of carbon sources by air microorganisms in 5 workshops.The utilization of carbohydrates,amino acids,
7、carboxylic acids,polymers and amines was significantly higher than that of phenolic acids.Principal component analysis ofmicrobial metabolic characteristics showed that the contribution of principal component 1(PC1)was 72.7%,and the contribution ofprincipal component 2(PC2)was 14.2%.The difference o
8、f microbial community in the workshop with the same production process is small,and the difference of microbial community in the workshop with the same production time is small.The main carbon sources for differentialmetabolism were 15 kinds of carbon sources such as-D-lactose,-methyl-D-glucoside,gl
9、ucose-1-phosphate,and glycogen,whichhad a high positive correlation with PC1,including 9 carbohydrates,3 carboxylic acids,2 polymers,and 1 amino acid.Key words:Biolog ECO,Air microorganisms,Carbon metabolism characteristics白酒酿造是一种固态、厌氧、开放式多菌种共同发酵的过程,它依赖于生产环境内众多微生物的协同参与,代谢机理复杂1。在凤香型白酒的生产工艺中,酒醅在入窖前的摊凉
10、等过程中会与空气接收稿日期:2022-12-26作者简介:徐晨(1994-),女,陕西宝鸡人,硕士研究生学历,陕西西凤酒股份有限公司,中级工程师,酿造微生物方向。文章编号:1002-8110(2023)05-0046-06第 50 卷 第 5 期2 0 2 3 年 9 月酿酒LIQUORMAKINGVol.50.5Sep.,202346徐 晨,等:Biolog-ECO 解析凤香型白酒制酒车间空气微生物群落功能多样性差异第五期2023触,网罗悬浮在空气中的细菌和真菌孢子,使其增殖参与发酵,因此,空气微生物是自然接种物的重要来源。近年来,业内学者针对酿酒环境空气微生物的研究日益增加,研究内容主要集
11、中在以下几个方面:酿酒环境空气微生物的分离、纯化、鉴定和保藏2-5;空气微生物群落结构多样性组成的研究6-9;优质功能菌的选育和应用10;生产环境中空气微生物的种类、数量及季节性变化规律的研究6,11-14。目前空气微生物群落结构和多样性的研究主要采用传统的微生物分离培养法5、变性梯度凝胶电泳(DenaturingGradient Gel Electrophoresis,DGGE)15、高通量测序技术1,16、实时定量 PCR(Real-time QuantitativePCR,RT-qPCR)7、群落水平生理学指纹方法(Com-munity Level Physiological Profi
12、les,CLPP)17等。CLPP 法是通过检测微生物样品对多种不同单一碳源利用能力,产生生理代谢指纹。Biolog-ECO 微平板技术就是一种更为方便、快捷的 CLPP 方法,其原理是微生物在利用碳源过程中产生的自由电子与四唑染料发生还原显色反应,其颜色深浅可以反映微生物群落的代谢活性与功能多样性18,是目前已知的研究微生物代谢功能多样性的有效的方法之一19。Biolog-ECO 微孔板是检测微生物碳源利用能力的有效工具,它揭示了不同物种利用不同碳源的代谢功能特点20。本研究利用 Biolog-ECO 微平板技术对 5 个制酒车间空气微生物群落功能多样性差异进行研究,解析不同车间空气微生物碳
13、源特异利用的情况,以期为制酒车间环境微生物改善作出贡献。1材料与方法1.1材料与试剂无菌生理盐水;V 型贮液槽;Ovation 专用吸嘴(1250 L);ECO 板。1.2仪器与设备液体撞击式微生物气溶胶采样器;Biolog GenIII Microstation 自动微生物鉴定系统;恒温培养箱。1.3实验方法1.3.1空气样品采集选择西凤酒厂 901、902、903、904 和 905 五个制酒车间(投产时间:901902=903904=905;生产工艺:901 和 905 车间相同,902、903、904 车间相同)用液体撞击式微生物气溶胶采样器(采样液为无菌生理盐水)采样,采样完毕,4保
14、存样品并尽快进行试验。1.3.2基于 Biolog 生态微平板操作将 ECO 板从冰箱中取出,预热至室温。取混匀的无菌生理盐水样品液接种于 ECO 板中,每孔接种量 125 L,于 26恒温培养箱中培养,每隔 24 h在 Biolog 读数器上于 590 nm 和 750nm 处测定光密度值,直至光密度值稳定为止,一般需要培养 240 h。每个车间某一读数时间获得 96 个观察值。用OD590 值与 OD750 值的差值来表征代谢活性,用于后续分析21。1.3.3计算方法(1)微生物碳源代谢水平平均光密度值(AWCD)计算方法22:AWCD=(C-R)/n,式中 C 为反应孔光密度值,R 为对
15、照孔光密度值,n 为底物数量,ECO 板的 n 为31。(2)微生物多样性计算方法计算不同制酒车间空气微生物群落多样性指数Shannon 指数(H)、McIntosh 指数(U)、Simpson 指数(D)和 Pielou 指数(E)的公式见表 123,24。表 1多样性指数计算公式多样性指数Shannon 指数McIntosh 指数Simpson 指数Pielou 指数备注pi 为第 i 孔相对光密度值(C-R)与整个平板相对光度总和的比率ni 表示第 i 孔与对照孔的差值(ni=Ci-R)S 是颜色变化的孔的数目用途多样性指数物种均一度指标优势度指数均匀度指数公式=-移ilni=(移i2)
16、姨=1-移i2E=H/S(3)碳源利用率计算根据孔变色情况,确定空气微生物对碳源利用的强弱,五个车间 6 类碳源中 AWCD 的平均值最大为 100%,以此计算不同车间对 6 类碳源的相对利47用率19。(4)统计分析方法主成分分析(PCA)利用 Canoco 5 软件完成。显著性差异分析采用 SPSS 26.0 软件完成。运用 Origin2018 和 Canoco 5 进行绘图。2结果分析2.1空气微生物群落代谢活性的变化AWCD 用以衡量空气微生物利用不同碳源的整体能力,从功能代谢水平上揭示空气微生物群落结构的多样性,是反映空气微生物活性、描述空气微生物群落利用碳源功能多样性的一个重要指
17、标25。采用 Biolog 微平板分析技术对各制酒车间空气微生物进行鉴定,数据经 AWCD 分析,结果如图 1。由图 1 可知,随着培养时间的增加,各车间空气微生物利用碳源的总量呈现逐渐增加的趋势,其中 902和 903 车间的增长速度较快,901、904 和 905 车间的空气微生物的 AWCD 值在整个培养期间都明显低于 902 和 903 车间,表明 902 和 903 车间的空气微生物利用碳源能力强,总体表现较高的的生理活性。2.2空气微生物群落功能多样性分析本实验研究了各制酒车间空气微生物群落功能多样性(表 2)。其中 Shannon 多样性指数为研究群落物种及个体数和分布程度的综合
18、指标,是应用最为广泛的群落多样性指标之一,值越大微生物群落功能多样性越高。McIntosh 指数用来评估物种均匀度,是基于群落物种多维空间上的 Euclidian 距离的多样性指数。Simpson 优势度指数用于评估最常见种的优势度,对富集种相对敏感,是对微生物多样性方面的集中性的度量,值越大,群落多样性越高。Pielou 均匀度指数反映微生物利用所有碳源基质的平均活性水平,值越大对所有碳源基质平均利用活性越大26。结果显示,不同车间空气微生物的 4种多样性指数均存在一定的差异。901 和 905 车间空气微生物的数量和分布情况较为相似,902 和903 车间空气微生物的数量较多且分布均匀,并
19、且902 和 903 车间空气微生物的富集度较高且优势微生物物种数量较多。5 个车间空气微生物对所有碳源基质的平均活性水平有着不同程度的差异。图 1各制酒车间空气微生物代谢活性变化2.3空气微生物对不同种类碳源的利用根据生物化学性质和分子组成,将 Biolog-ECO微板中的 31 个碳源分为聚合物、酚酸、胺、氨基酸、羧酸和碳水化合物 6 类27(表 3)。5 个制酒车间空气微生物对 6 类碳源的相对利用率见图 2。由图 2 可以看出,5 个制酒车间的空气微生物对 6 种碳源的代谢呈现不同的规律,同一车间对不同碳源的利用程度也有差异。901 车间空气微生物对多聚物和胺类碳源的代谢程度极显著高于
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- Biolog ECO 解析 香型 白酒 车间 空气 微生物 群落 功能 多样性 差异
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。