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广陈皮陈化过程中微生物群落多样性解析及代谢物成分变化分析

陈聪聪  
【摘要】:广陈皮Pericarpium Citri Reticulatae‘Chachiensis’(PCR-Chachiensis),来源于广东省新会地区茶枝柑的干燥成熟果皮。不仅可用于烹饪调味料,零食和茶叶,同时被广泛用于传统中药,具有理气健脾、和胃止呕、燥湿化痰等药用价值。广陈皮的生产实践提示,陈化过程有微生物的参与,但其机理迄今未见报道。系统研究广陈皮微生物群落多样性和代谢物特性,为揭示微生物在陈皮陈化过程中的影响作用提供指导,为进一步从微生物和理化层面表征陈皮品质具有重要理论意义。本研究以广东省新会地区茶枝柑为来源的不同陈化期广陈皮PCR-Chachiensis作为研究对象,利用微生物多样性测序技术对不同陈化年限广陈皮细菌群落进行了全面解析;并结合HPLC-PDA,GC-MS等代谢物分析技术对代谢物变化规律进行分析。主要研究结果如下:(1)利用生化提取和HPLC-PDA技术对广陈皮总酚、总黄酮含量及成分进行鉴定,在陈化最初的5年内,3个产家游离酚含量变化规律趋于一致,整体表现为先减少后增加的趋势。4种酚酸鉴定结果表明,最丰富的是阿魏酸、然后是绿原酸、咖啡酸和香豆酸。游离提取物中,香豆酸含量随陈化期增长不断增加,绿原酸呈相反趋势。不同于其他酚酸类主要来源于游离提取物(约80%),结合提取物中阿魏酸贡献很大,占总阿魏酸含量约50%,且在陈化最初的4年,结合提取物中阿魏酸含量整体呈减少趋势。通过横向比较,提示酚酸成分可以作为表征广陈皮品质的新指标。(2)通过16S rDNA扩增子高通量测序分析对广陈皮样品微生物多样性进行解析,测序深度足够覆盖样品中丰富的细菌群落,每个样品得到了约30000 clean reads,38个样品共产生了440个OTU。测序结果表明丰度最高的细菌类群属于厚壁菌门(63.41%)、蓝细菌门(22.11%)和变形杆菌门(12.30%)。选取丰度前100个OTU进行物种注释,共获得25个科,19个属。属分类水平注释结果表明,广陈皮样品中优势菌属为芽孢杆菌属、乳球菌属和假单胞菌属。另外,在广陈皮样品中大量存在的乳球菌属,肠球菌属,肉杆菌属,芽孢杆菌属,节细菌属,假单胞菌属。(3)三个样品组间的物种组成,发现39.09%的细菌OTU在三个样品组之间共享。随着高丰度OTU个数选择的集中,三组共有的细菌OTU比例不断增加。发现在三个产家广陈皮样品中丰度最高的前4个OTU均为OTU2(Bacillus_cereus),OTU(Lactococcus),OTU10(Bacillus_flexus)和OTU56(Lactococcus),提示三个不同样品组存在相近的优势细菌群落。(4)通过GC-MS联用技术,得到了不同广陈皮样品的挥发油代谢物谱,两样品组分别鉴定获得97、104种结构。2-(甲氨基)苯甲酸甲酯作为广陈皮特有成分,在所有样品中均有检测到。2-(甲氨基)苯甲酸甲酯含量变化在两个样品组中保持一致规律,在陈化最初的前3年不断增加,接着随陈化年限的增长而减少。在陈化最初的前三年,含量最高的柠檬烯在两个样品组中均呈减少趋势,Y样品组减少了34.113%,T样品组减少了16.196%,随后随陈化年限增长有所增加。对比陈化1年和陈化5年的两组广陈皮样品,β-月桂烯含量下降(31.147~84.464%),α-蒎烯、β-蒎烯、4-间散花烃、α-合金欢烯含量均上升(3.728%~68.586%)。利用PLS分析挥发油组分(变量数=40)和细菌群落(变量数=25)之间的关系。结果提示细菌科分类水平中假单胞菌等10个变量在投影平面中贡献较大,细菌群落可能对挥发油组成变化起影响作用。


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