高温大曲中大曲慢生芽孢杆菌的分离鉴定与特性分析

作     者：刘续 陆震鸣 张晓娟 柴丽娟 王松涛 张宿义 沈才洪 龚劲松 史劲松 许正宏 

作者机构：江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室 江南大学粮食发酵与食品生物制造国家工程研究中心 国家固态酿造工程技术研究中心 江南大学生命科学与健康工程学院 四川大学先进酿造科技创新中心轻工科学与技术学院 

出 版 物：《微生物学通报》 (Microbiology China)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 082203[工学-发酵工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFD2101204-01) 

主　　题：高温大曲 大曲慢生芽孢杆菌 生长特性 固态发酵 挥发性化合物 

摘      要：【背景】随着细菌新物种的陆续报道，原先被注释为枝芽孢杆菌（Virgibacillus）的高温大曲优势16S rRNA基因序列被重新归类为大曲慢生芽孢杆菌（Lentibacillus daqui），但对该物种在制曲过程中的发酵特性和代谢功能尚不了解。【目的】研究大曲慢生芽孢杆菌在高温大曲中的分布规律、生长和代谢特性；【方法】采用高通量测序技术分析大曲慢生芽孢杆菌在三类高温大曲中的分布规律；采用纯培养技术分离大曲慢生芽孢杆菌，研究其生长的温度、pH、NaCl浓度等范围；采用小麦固态发酵试验，研究大曲慢生芽孢杆菌在不同温度（30、45、60 ℃）的产酶和产香特征。【结果】从48个高温大曲样品中测序获得3条属于大曲慢生芽孢杆菌的16S rRNA基因扩增子序列变体（amplicon sequence variant， ASV）序列，平均相对丰度之和为21.4%，均存在于大曲慢生芽孢杆菌ZS110521T的基因组上，共有6个基因拷贝。ZS110521T生长的温度范围10-55 ℃，pH 5.5-10.0，NaCl浓度范围0%-20%。ZS110521T具有产生糖化酶、纤维素酶与蛋白酶的能力，在45 ℃实验组酶活最高。与30 ℃实验组相比，45 ℃和60 ℃发酵试验组的吡嗪类、酚类、酸类、酮类、酯类化合物含量均显著升高，而醇类化合物含量显著降低（P0.05）。ZS110521T发酵小麦中含量超过180 ng/g的优势挥发性化合物有10种，包括川芎嗪、2，3，5-三甲基吡嗪、2，5-二甲基吡嗪、2-乙基-3，5，6三甲基吡嗪、4-乙基愈创木酚、愈创木酚、苯乙醇、苯甲醛、异戊酸、乙偶姻，且其含量均随着培养温度而显著增加。【结论】大曲慢生芽孢杆菌是高温大曲中的优势细菌，在45-60 ℃温度下具有良好的产吡嗪类和愈创木酚类物质的能力。研究结果为了解大曲慢生芽孢杆菌的发酵功能与应用潜力提供了依据。