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《天津科技大学》 2018年
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山西老陈醋醋酸发酵阶段乳酸菌和醋酸菌相互作用研究

牟俊  
【摘要】:山西老陈醋采用开放式固态发酵技术,发酵过程多种微生物共存,共同完成发酵过程。乳酸菌和醋酸菌是山西老陈醋中的两大主体微生物,发酵过程它们的相互作用会影响微生物群落的演替以及微生物的代谢。本论文利用高通量测序方法重点分析了山西老陈醋醋酸发酵阶段乳酸菌和醋酸菌的组成和演替规律;采用微生物培养的方法分析了主要乳酸菌和醋酸菌的相互作用;并通过转录组学的方法对其相互作用机制进行了初步解析,研究结果对深入认识山西老陈醋酿造机理具有重要意义。高通量测序分析微生物组成和演替规律的结果显示,醋酸发酵过程,乳酸菌的丰度逐渐降低,而醋酸菌的丰度逐渐增加。共检测到5种乳杆菌,占乳酸菌丰度的98%,其中瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus)占乳杆菌丰度的55%,是最主要的乳酸菌。共检测到12种醋杆菌,占醋酸菌丰度的95%,其中巴氏醋杆菌(Acetobacter pasteurianus)占醋杆菌丰度的70%,是最主要的醋酸菌。利用典范对应分析的方法分析了发酵过程乳杆菌和醋杆菌丰度变化与主要理化指标之间的对应关系,结果表明,乙酸、乙醇、乳酸和温度是影响乳杆菌和醋杆菌演替的主要因素。原位模拟醋酸发酵过程,对L.helveticus CGMCC 1.1 877 和 A.pasteurianus CP-A11进行纯培养和共培养的结果显示,醋酸发酵过程,A.pasteurianus CP-A11和L.helveticusCGMCC1.1877呈现出一种一方对另一方存在有害影响,而对自身代谢有促进作用的偏害共生关系。共培养对L.helveticus CGMCC 1.1877生长和代谢有抑制作用,对A.pasteurianus C P-A11的代谢有促进作用。研究了发酵条件和L.helveticus的环境耐受特性对微生物相互作用的影响,结果表明,发酵过程乙酸和乳酸的不断积累、乙醇(转化成乙酸)、高温会抑制微生物的生长,且对L.helveticus CGMCC 1.1877的抑制作用强于A.pasteurianus CP-A11。而优良环境耐受性的L.helveticus会进一步促进A.pasteurianus CP-A11的生长和代谢。结合代谢物和转录组对醋酸发酵过程L.helveticus CGMCC 1.1877和A.pasleurianusCP-A11的相互作用机制进行了研究,发现A.pasteurianus CP-A11氧化乙醇大量产生的乙酸抑制了 L.helveticus CGMCC 1.1877的糖代谢等途径,从而抑制了L.helveticus CGMCC 1.1877 的生长和代谢。而L.helveticus CGMCC 1.1877 的代谢产物促进了A.pasteurianus CP-A11的糖代谢途径,进一步促进了与细胞呼吸和能量代谢相关的硫代谢途径,从而加快了A.pasteurianus CP-A11乙醇的氧化、乙酸的转出以及群体感应分子的传递。
【学位授予单位】:天津科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TS201.3;TS264.22

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