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濃香窖泥的制備及微生物多樣性分析

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2020-05-13  瀏覽次數(shù):29248
核心提示:以黃黏土、藕塘泥、豆餅粉、大曲粉、鮮酒糟、黃漿水、酒尾、脫水活性窖泥功能菌等為原料,制備一種濃香型酒人工窖泥,通過窖泥宏基因組DNA提取,建立16SrDNA、18SrDNA文庫,然后對(duì)該窖泥16SrDNA、18SrDNA文庫進(jìn)行高通量測(cè)序,最后進(jìn)行微生物多樣性分析。
摘要:以黃黏土、藕塘泥、豆餅粉、大曲粉、鮮酒糟、黃漿水、酒尾、脫水活性窖泥功能菌等為原料,制備一種濃香型酒人工窖泥,通過窖泥宏基因組DNA提取,建立16SrDNA、18SrDNA文庫,然后對(duì)該窖泥16SrDNA、18SrDNA文庫進(jìn)行高通量測(cè)序,最后進(jìn)行微生物多樣性分析。

關(guān)鍵詞:人工窖泥;制備;微生物;多樣性分析

中國白酒有上千年的釀造歷史,具有鮮明的地域特色,是世界六大蒸餾酒之一。

俗話說“千年窖池萬年糟”、“生香靠發(fā)酵,提香靠蒸餾”,作為中國大部分白酒發(fā)酵載體的窖池,在白酒生產(chǎn)過程中無疑起到舉足輕重的作用。酒醅在窖池中密封厭氧發(fā)酵,酒醅、少量遺留空氣、窖池共同參與了這一完整發(fā)酵過程,窖池的優(yōu)劣,窖泥里含有的微生物種類及豐富程度直接影響著后期蒸餾白酒的質(zhì)量,優(yōu)質(zhì)的窖泥對(duì)白酒生產(chǎn)至關(guān)重要。

1材料

1.1黃黏土5.03

要求:土質(zhì)較純,含沙量低,粘度較大。

1.2藕塘泥5.03

要求:種植蓮藕5年以上,塘泥無污染,無異雜物,含沙量低。

1.3豆餅粉200kg

要求:粉碎成面。

1.4大曲粉500kg

要求:中溫曲,外觀、指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求,粉碎成面。

1.5鮮酒糟500kg

要求:當(dāng)日或前一日蒸酒后丟糟。

1.6黃漿水500kg

1.7濃香酒尾700kg

要求:按30%vol標(biāo)準(zhǔn)折算。

1.8專用輔料70kg

1.9脫水活性窖泥功能菌180kg

2窖泥制備

2.1脫水活性窖泥功能菌活化液的制備

在陶壇中按l:6(40°C~45°C)的溫水比例,將功能菌加水活化,在28°C~35°C的條件下,保溫活化4小時(shí),在活化過程中每小時(shí)至少應(yīng)攪拌一次。

2.2專業(yè)輔料液(制備方法同2.1)

2.3將粘黃土、藕塘泥打散,除去雜物,然后按配方要求做好計(jì)量,放置在窖泥制備場所。

2.4將各種固體材料混合折成堆,并翻拌均勻,然后攤平厚約30~40公分的方(圓)堆。

2.5將酒尾、黃漿水混合液(用氨水或碳酸銨調(diào)整PH6.5~6.8)和功能菌活化液,專用輔料液噴灑在堆面上,邊灑邊拌合,直至合熟為止,然后經(jīng)打泥機(jī)第一次打泥。

2.6將合熟的混合泥運(yùn)至窖泥專用發(fā)酵池旁,再次經(jīng)打泥機(jī)直接打入池中,入池溫度控制在30°C~35°C,PH6.5~7.0。池子裝泥量應(yīng)低于池口沿20~30公分為宜。

2.7入完后將池口泥扒平,表面灑入含1.5%vol的酒液8~10公斤作為液封。上面蓋好塑料布,周邊用土壓實(shí),進(jìn)行厭氧發(fā)酵30~40天。

3微生物多樣性分析

3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

對(duì)窖泥樣本進(jìn)行miseq文庫制備(基因組DNA抽提、PCR擴(kuò)增,AxyPrepDNA 凝膠回收試劑盒回收,及FTC-3000TM real-time PCR儀)。而后進(jìn)行illumina miseq 2x300 bp 高通量測(cè)序及生物信息學(xué)分析。

3.2原核微生物項(xiàng)目結(jié)果報(bào)告

3.2.1測(cè)序數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

3.2.2多樣性指數(shù)分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)

3.2.3稀釋性曲線

3.2.4窖泥原核微生物分析

通過窖泥宏基因組DNA提取,并建立16SrDNA 文庫,然后對(duì)該窖泥16SrDNA 文庫進(jìn)行高通量測(cè)序。測(cè)序有效序列條數(shù)為94017;獲得45480個(gè)Reads,分成729個(gè)OTU。通過聚類結(jié)果可以得到該窖泥種菌群分布如下:

優(yōu)勢(shì)菌群為厚壁菌門(Firmicutes)占比98.29%,其次為放線菌和變形菌;97.65%均為梭菌綱梭菌目;繼續(xù)分類,總序列的94.49%為瘤胃菌科;但是具體到菌的種和屬,根據(jù)目前數(shù)據(jù)庫比較,90%以上為未分類的種和屬,及部分雖然能分類但屬于未培養(yǎng)細(xì)菌。所以該窖泥具有開發(fā)新菌種及新基因序列的潛力。

根據(jù)窖泥研究文獻(xiàn)瘤胃菌科細(xì)菌是產(chǎn)己酸的主要菌種,而正己酸和乙醇形成正己酸乙酯是濃香型白酒重要的香型物質(zhì);該己酸菌類未在數(shù)據(jù)庫中檢索到種和屬,說明此窖泥可能具有獨(dú)特的己酸菌菌種,可能產(chǎn)生自己獨(dú)特風(fēng)味的濃香型白酒。

3.3 真核微生物項(xiàng)目結(jié)果報(bào)告

3.3.1測(cè)序數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

3.3.2多樣性指數(shù)分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)

3.3.3稀釋性曲線

3.3.4窖泥真核微生物分析

通過窖泥宏基因組DNA提取,建立18SrDNA 文庫,然后對(duì)該窖泥18SrDNA 文庫進(jìn)行高通量測(cè)序。測(cè)序有效序列條數(shù)為70436;獲得35282個(gè)Reads,分成883個(gè)OTU。通過聚類結(jié)果可以得到該窖泥種菌群分布如下:

真核生物比較豐富,主要集中在綠藻門37.10%、輪形動(dòng)物門18.49%、鏈形植物門13.27%等。優(yōu)勢(shì)物種為Prototheca zopfii(左氏原壁菌),根據(jù)文獻(xiàn)對(duì)窖泥的研究,該窖泥中所出現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)真核物種對(duì)白酒釀造過程的作用未見報(bào)道。

4結(jié)論

從微生物分析的最終結(jié)果看,此次制備的濃香窖泥中,其優(yōu)勢(shì)菌群為厚壁菌門、梭菌綱梭菌目、瘤胃菌科,而瘤胃菌科細(xì)菌正是產(chǎn)己酸的主要菌種。在發(fā)酵過程中,對(duì)己酸乙酯的生成起到主要作用,而且己酸乙酯是濃香型白酒典型的香味物質(zhì)。該次制備的窖泥性能的優(yōu)劣,我們將在以后的生產(chǎn)實(shí)踐中做進(jìn)一步的研究。(華夏酒報(bào)  劉進(jìn)文 郭尚敏)  

(注:文章中的分析數(shù)據(jù)均摘自華東理工大學(xué)魯華生物技術(shù)研究所出具的山東景陽岡酒廠有限公司窖泥微生物多樣性分析報(bào)告。)

 
 
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