鮑 偉,韓姣姣,張旨軒,蘆晨陽,周 君,明庭紅,李 曄,蘇秀榕,*
(1.寧波大學(xué) 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全危害因子與風(fēng)險(xiǎn)防控國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江 寧波 315211;2.寧波大學(xué)海洋學(xué)院,浙江 寧波 315832;3.寧波大學(xué)食品與藥學(xué)學(xué)院,浙江 寧波 315832)
自古以來,中國(guó)就有谷物、蔬菜、牛奶、肉類、茶葉和豆類在內(nèi)的一系列原料的發(fā)酵產(chǎn)品,如白酒、陳醋、酸菜和醬油,除此之外,還有一些地方發(fā)酵產(chǎn)品,如浙東地區(qū)的寧波三臭(臭冬瓜、臭莧菜梗和臭菜心)、廣東南雄的酸筍和長(zhǎng)沙臭豆腐等。微生物發(fā)酵不僅延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期,還在口感、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)方面賦予了食品其他特性。發(fā)酵食品中有古生菌、細(xì)菌、真菌等多種微生物,其檢測(cè)方法還基于體外培養(yǎng),在這種狀態(tài)下許多微生物通過培養(yǎng)基無法被檢測(cè)到[1]。
高通量測(cè)序技術(shù)能同時(shí)檢測(cè)可培養(yǎng)和不可培養(yǎng)微生物,可廣泛應(yīng)用于微生物群落的組成和變化分析[2-3],其快速發(fā)展同時(shí)也促進(jìn)了基因組學(xué)技術(shù)在傳統(tǒng)發(fā)酵食品微生物研究中的應(yīng)用[4]。魏本良等[5]利用Illumina HiSeq測(cè)序平臺(tái)對(duì)西北地區(qū)特色發(fā)酵食品漿水中細(xì)菌16S rRNA基因V3-V4區(qū)進(jìn)行測(cè)序,發(fā)現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)發(fā)酵菌為發(fā)酵乳桿菌(Lactobacillus fermentum,33.39%)、乙醇片球菌(Pediococcus ethanolica,21.13%)和L. parafarraginis(13.28%);寧亞麗等[6]利用高通量測(cè)序技術(shù)解析出朝鮮族傳統(tǒng)米酒中的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌屬為L(zhǎng)actobacillus和腸桿菌屬(Enterobacter),優(yōu)勢(shì)真菌為釀酒酵母和伯頓絲孢畢赤酵母(Pichia burtoni);自然發(fā)酵豆腐乳清的優(yōu)勢(shì)菌為L(zhǎng)actobacillus、Enterobacter、芽孢桿菌屬(Bacillus)、醋酸桿菌屬(Acetobacter)和Picha等[7];郫縣豆瓣在發(fā)酵過程中的優(yōu)勢(shì)菌群為葡萄球菌屬(Staphylococcus)、魏斯氏菌屬(Weissella)、Pediococcus、Lactobacillus、棒狀桿菌屬(Corynebacterium)和Bacillus[8]。此外,袁曉陽等[9]采用人工培養(yǎng)的方式對(duì)寧波臭冬瓜主要發(fā)酵菌種進(jìn)行了研究,分離出自然發(fā)酵腌制冬瓜中的6 株主要發(fā)酵菌種:短小芽孢桿菌(B. pumilus)、極小棒狀桿菌(C. parvum)、腐敗希瓦菌(Shewanella putrefaction)、漢遜酵母(Hansenula)、釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和植物乳桿菌(L.plantarum);孫麗等[10]利用5.8S rDNA-ITS克隆文庫(kù)法分析了腌制冬瓜中酵母菌的多樣性,發(fā)現(xiàn)腌制早期優(yōu)勢(shì)酵母菌為普魯蘭類酵母(Aureobasidium pullulans),腌制中、后期,酵母菌群中優(yōu)勢(shì)菌種轉(zhuǎn)變?yōu)闊釒Ъ俳z酵母(Candida tropicalis);萬力婷等[11]采用16S rDNA基因克隆文庫(kù)的方法研究了莧菜梗在腌制過程中細(xì)菌多樣性的變化,結(jié)果表示,莧菜梗腌制第0天優(yōu)勢(shì)菌群為L(zhǎng)actobacillus、Pediococcus和Weissella,第10天優(yōu)勢(shì)菌群為L(zhǎng)actobacillus和產(chǎn)堿桿菌屬(Alcaligenes),到腌制中后期Alcaligenes、擬桿菌屬(Bacteroides)和梭菌屬(Clostridium)為優(yōu)勢(shì)菌群,且細(xì)菌群落組成趨于穩(wěn)定。以上研究均是對(duì)發(fā)酵產(chǎn)品混合物中微生物多樣性的研究,而對(duì)于發(fā)酵產(chǎn)品的汁液、固形物以及培養(yǎng)物中的微生物組成及多樣性研究還鮮有報(bào)道。
本實(shí)驗(yàn)以鹵水、臭冬瓜、臭莧菜梗、酸筍和酸茭白為研究對(duì)象,利用16S rDNA和ITS測(cè)序技術(shù),分別對(duì)汁液、固形物及其培養(yǎng)物的細(xì)菌和真菌進(jìn)行測(cè)序,剖析這些發(fā)酵食品的微生物多樣性,確定結(jié)構(gòu)比例并找出優(yōu)勢(shì)菌群,以期為進(jìn)一步研究傳統(tǒng)發(fā)酵食品中微生物或功能性成分提供理論支持。
鹵水、臭冬瓜、臭莧菜梗、酸筍、酸茭白 寧波三臭居公司。
厭氧培養(yǎng)基 青島海博生物技術(shù)有限公司;E.Z.N.A.?Soil試劑盒 上海玉博生物科技有限公司;AMPure XT beads試劑盒 美國(guó)貝克曼公司。
TL-08X普通型無菌均質(zhì)器 江蘇天翎儀器有限公司;NanoDrop 2000分光光度計(jì) 賽默飛世爾科技有限公司。
1.3.1 樣品處理
分別取鹵水、臭冬瓜、臭莧菜梗、酸筍和酸茭白的汁液和培養(yǎng)物,以及后4 種食品的固形物;固形物是指將食品表面用無菌水沖洗干凈,然后從內(nèi)部取樣;培養(yǎng)物是指將樣品厭氧培養(yǎng)24 h后的產(chǎn)物,其中鹵水取汁液培養(yǎng),其余4 種按照固液比1∶1用均質(zhì)器打碎混勻后培養(yǎng)。上述樣品采集后經(jīng)無菌密封好后放入-80 ℃超低溫冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.2 高通量測(cè)序
1.3.2.1 DNA提取
根據(jù)E.Z.N.A.?Soil試劑盒說明書進(jìn)行樣品總DNA的提??;用NanoDrop 2000分光光度計(jì)和1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)總DNA濃度和純度。
1.3.2.2 PCR擴(kuò)增及測(cè)序
細(xì)菌采用16S rDNA基因可變區(qū)(V3-V4)區(qū)域通用引物338F(5’-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3’)和806R(5’-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3’);真菌采用ITS2可變區(qū)引物fITS7(5’-GTGARTCATCGAATCTTTG-3’)和ITS4(5’-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’)分別進(jìn)行聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerase chain reaction,PCR)擴(kuò)增,2%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),AMPure XT beads試劑盒對(duì)目標(biāo)片段進(jìn)行回收純化、構(gòu)建文庫(kù),利用Illumina MiSeq測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行測(cè)序。
利用FLASH軟件根據(jù)PE reads之間的overlap關(guān)系將成對(duì)的reads拼接成一條序列[12],并去除barcode序列,通過PRINSEQ軟件去除短于50 bp的片段和reads尾部質(zhì)量值在20以下的堿基,只保留長(zhǎng)度大于400 bp(細(xì)菌)或者300 bp(真菌)的序列,然后過濾低復(fù)雜度序列,去除非擴(kuò)增區(qū)域[13]。最后利用Mothur[14]軟件中的pre.cluster算法進(jìn)行測(cè)序錯(cuò)誤校正,同時(shí)利用chimeras.uchime算法去除序列中的嵌合體。
利用Uclust軟件對(duì)可操作分類單元(operational taxonomic unit,OTU)進(jìn)行聚類分析(屬的序列相似性閾值為0.97,種的序列相似性閾值為0.99),并選擇OTU數(shù)目變化與Uclust參數(shù)之間最佳相似性值[15]。對(duì)于細(xì)菌序列通過Mothur對(duì)α多樣性包括Chao1指數(shù)、Observed指數(shù)以及Shannon指數(shù)進(jìn)行分析[16],同時(shí)基于Unifrac metric計(jì)算方法對(duì)其β多樣性指數(shù)進(jìn)行分析[17]。最后采用RDP classifier軟件對(duì)處理后的序列進(jìn)行物種分類、群落變化的分析[18]。對(duì)于真菌序列則從每個(gè)OTU中選擇代表性序列,與NCBI的GenBank進(jìn)行BLAST比對(duì),確定真菌序列的分類信息。最后利用Excel 2016、GraphPad Prism8軟件繪制樣品各分類水平下的群落結(jié)構(gòu)圖等。
圖 1 樣品中細(xì)菌和真菌的OTU數(shù)量分析Fig. 1 Numbers of bacterial and fungal OTUs and ratio between them in samples
測(cè)序后對(duì)14 個(gè)樣品的原始序列進(jìn)行篩選,除去不合格的序列后,基于97%相似性得到的細(xì)菌和真菌OTU數(shù)量如圖1A、B所示。臭莧菜梗固形物中鑒定出的細(xì)菌OTU最多,為384 個(gè),酸筍固形物中的細(xì)菌OTU最少,為72 個(gè)(圖1A);而臭冬瓜培養(yǎng)物和酸茭白固形物中鑒定出的真菌OTU最多(48 個(gè)),臭莧菜梗培養(yǎng)物中的真菌OTU最少(5 個(gè)),而酸茭白汁中未檢測(cè)出真菌存在(圖1B)。14 個(gè)樣品微生物中的細(xì)菌比例均高于真菌。其中,鹵水、臭莧菜梗汁、固形物、培養(yǎng)物和酸茭白汁中的細(xì)菌占93%以上,其余樣品的細(xì)菌占比在62.39%~88.07%之間(圖1C)。
表 1 樣品中細(xì)菌和真菌的α多樣性Table 1 Alpha diversities of bacteria and fungi in samples
如表1所示,在14 個(gè)樣品中,細(xì)菌的Chao1指數(shù)在110.00~479.51之間,Shannon指數(shù)在2.19~6.23之間,覆蓋率為0.97;真菌的Chao1指數(shù)在5.00~53.00之間,Shannon指數(shù)在0~3.20之間,覆蓋率為0.99。通過計(jì)算樣品的多樣性指數(shù)發(fā)現(xiàn),臭莧菜梗固形物的細(xì)菌Chao1指數(shù)(479.51)和Shannon指數(shù)(6.23)最高,說明它的物種豐度最高,菌群結(jié)構(gòu)更復(fù)雜;相反地,酸茭白培養(yǎng)物中的細(xì)菌豐度最低(Chao1指數(shù)為110.00),酸筍汁中的菌群結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單(Shannon指數(shù)為2.19)。鹵水培養(yǎng)物中的真菌豐度最高(Chao1指數(shù)為53.00),酸筍汁中的菌群結(jié)構(gòu)最復(fù)雜(Shannon指數(shù)為3.20),而臭莧菜梗培養(yǎng)物中的真菌豐度和多樣性均最低(Chao1指數(shù)為5.00,Shannon指數(shù)為0.03)。其余樣品的豐度指數(shù)和多樣性指數(shù)表現(xiàn)出不同的差異,說明這些樣品中細(xì)菌和真菌種類和數(shù)量分布上也有所不同。
利用UPGMA(Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean)方法對(duì)樣品進(jìn)行聚類,14 個(gè)樣品共聚為兩大支,酸筍3 個(gè)樣品的細(xì)菌屬聚為一類,差異較小,其余11 個(gè)樣品的細(xì)菌屬另聚為一類;而鹵水與臭莧菜梗3 個(gè)樣品的真菌屬聚為一類,差異較小,其余樣品的真菌屬另聚為一類(圖2)。
圖 2 樣品UPGMA層次聚類分析Fig. 2 UPGMA hierarchical cluster analysis of bacterial and fungal communities in samples
2.3.1 細(xì)菌群落組成
圖 3 各樣品在門分類水平的細(xì)菌組成Fig. 3 Composition of bacterial community at phylum level in different samples
如圖3所示,鹵水中主要細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)菌門為變形菌門(Proteobacteria,58.21%)、厚壁菌門(Firmicutes,12.06%)、螺旋體門(Spirochaetes,12.05%)和熱孢菌門(Thermotogae,3.45%);而鹵水經(jīng)厭氧培養(yǎng)后,F(xiàn)irmicutes的相對(duì)豐度增加到62.06%,Proteobacteria、Spirochaetes和Thermotogae的相對(duì)豐度分別降低到31.86%、0.26%和2.44%。臭冬瓜汁中的優(yōu)勢(shì)菌門為擬桿菌門(Bacteroidetes,75.00%)、Firmicutes(11.12%)和Proteobacteria(5.61%);臭冬瓜固形物中的優(yōu)勢(shì)菌門與汁液中相同,但相對(duì)豐度發(fā)生變化,為Bacteroidetes(45.93%)、Firmicutes(37.31%)和Proteobacteria(14.42%);而臭冬瓜培養(yǎng)物中的主要優(yōu)勢(shì)菌門為Firmicutes(64.44%)、Bacteroidetes(24.06%)和Proteobacteria(9.93%)。臭莧菜梗汁中的優(yōu)勢(shì)菌為Bacteroidetes(61.8%)、Firmicutes(13.47%)和Proteobacteria(11.75%);其固形物中的優(yōu)勢(shì)菌門為Bacteroidetes(34.51%)、Firmicutes(32.52%)、Proteobacteria(26.96%)和互養(yǎng)菌門(Synergistetes,5.05%);臭莧菜梗培養(yǎng)物中的優(yōu)勢(shì)菌門相對(duì)豐度與固形物相比無明顯變化,除Synergistetes的相對(duì)豐度降低到1.18%。酸筍汁和培養(yǎng)物中均只有Firmicutes一種優(yōu)勢(shì)菌,相對(duì)豐度為98.85%和98.28%;酸筍固形物的優(yōu)勢(shì)菌門為Firmicutes和放線菌門(Actinobacteria),相對(duì)豐度為94.43%和5.34%。酸茭白汁、固形物和培養(yǎng)物中的優(yōu)勢(shì)菌門均為Firmicutes(78.70%、80.39%和59.10%)、Bacteroidetes(18.02%、78.70%和2.56%)和Proteobacteria(2.56%、6.07%和36.52%)。
圖 4 各樣品在屬分類水平的細(xì)菌組成Fig. 4 Composition of bacterial community at genus level in different samples
14 個(gè)樣品共鑒定出256 個(gè)屬(圖4)。其中,鹵水中125 個(gè),鹵水培養(yǎng)物中108 個(gè),臭冬瓜汁中74 個(gè),臭冬瓜固形物中93 個(gè),臭冬瓜培養(yǎng)物中77 個(gè),臭莧菜梗汁中140 個(gè),臭莧菜梗固形物中139 個(gè),臭莧菜梗培養(yǎng)物中102 個(gè),酸筍汁中34 個(gè),酸筍固形物中33 個(gè),酸筍培養(yǎng)物中39 個(gè),酸茭白汁102 個(gè),酸茭白固形物中94 個(gè),酸茭白培養(yǎng)物中58 個(gè)。其中,鹵水中的優(yōu)勢(shì)菌屬為L(zhǎng)actobacillus(44.69%)和Clostridium(6.77%);鹵水培養(yǎng)物中為Clostridium(27.4%)、普雷沃氏菌屬(Prevotella,13.81%)、嗜鹽單胞菌屬(Halomonas,13.09%)、Lactobacillus(11.83%)和Caproiciproducens(8.18%);臭冬瓜汁中為L(zhǎng)actobacillus(55.55%)、Bacteroides(12.46%)、Clostridium(7.52%)和Prevotella(4.35%);臭冬瓜固形物中為L(zhǎng)actobacillus(17.88%)、Aminipila(13.50%)、Prevotella(13.28%)、Bacteroides(11.45%)和克雷伯氏菌屬(Klebsiella,7.15%);臭冬瓜培養(yǎng)物中為脫硫弧菌屬(Desulfovibrio,33.90%)、Prevotella(12.91%)、Klebsiella(8.09%)、Lactobacillus(8.00%)和Bacteroides(5.85%);臭莧菜梗汁中為Bacteroides(17.22%)、Paraclostridium(11.19%)、氨基酸球菌屬(Acidaminococcus,9.06%)、顫桿菌克屬(Oscillbacter,8.35%)和厭氧菌屬(Anaerofilum,5.58%);臭莧菜梗固形物中為Bacteroides(14.28%)、Klebsiella(10.41%)、Anaerotignum(8.85%)、Lactobacillus(8.17%)和Prevotella(7.83%);臭莧菜梗培養(yǎng)物中為Bacteroides(19.10%)、Prevotella(16.64%)、Anaerotignum(7.73%)和變形菌屬(Proteus,5.98%);酸筍汁中為Klebsiella(83.87%);酸筍固形物中為埃希菌屬(Escherichia,28.67%)、Klebsiella(24.97%)、紫單胞菌屬(Porphyromonas,15.67%)、Bacteroides(9.66%)、Lactobacillus(6.58%)和Pectinatus(5.34%);酸筍培養(yǎng)物中為Coenonia(35.49%)、Bacteroides(30.04%)、Escherichia(16.59%)和Clostridium(7.11%);酸茭白汁中為Caproiciproducens(59.13%)、Bacteroides(12.96%)、Clostridium(8.75%)和Prevotella(5.07%);酸茭白固形物中為Clostridium(52.56%)、Bacteroides(13.52%)、Aminipila(12.10%)和Paraclostridium(11.82%);酸茭白培養(yǎng)物中為Clostridium(49.36%)、Klebsiella(30.82%)和Paraclostridium(9.36%)。
2.3.2 真菌群落組成分析
圖 5 各樣品在門分類水平的真菌組成Fig. 5 Composition of fungal community at phylum level in different samples
除酸茭白汁中未檢測(cè)出真菌外,其余所有樣品的優(yōu)勢(shì)菌門只有2 種,分別是子囊菌門(Ascomycota)和擔(dān)子菌門(Basidiomycota)。其中鹵水、臭莧菜梗汁、臭莧菜梗固形物和臭莧菜梗培養(yǎng)物中Ascomycota相對(duì)豐度為98%以上,而其余9 個(gè)樣品中Ascomycota相對(duì)豐度為62.09%~67.84%,Basidiomycota相對(duì)豐度為30.57%~36.70%(圖5)。
圖 6 各樣品在屬分類水平的真菌組成Fig. 6 Composition of fungal community at genus level in different samples
14 個(gè)樣品中共鑒定出47 個(gè)屬(圖6),分別為鹵水中10 個(gè),鹵水培養(yǎng)物中31 個(gè),臭冬瓜的汁、固形物和培養(yǎng)物中各28 個(gè),臭莧菜梗汁中12 個(gè),臭莧菜梗固形物中8 個(gè),臭莧菜梗培養(yǎng)物中5 個(gè),酸筍汁中27 個(gè),酸筍固形物中25 個(gè),酸筍培養(yǎng)物中26 個(gè),酸茭白固形物中29 個(gè),酸茭白培養(yǎng)物中27 個(gè)。其中,鹵水培養(yǎng)物、臭冬瓜汁、臭冬瓜固形物、臭冬瓜培養(yǎng)物、酸筍汁、酸筍固形物、酸筍培養(yǎng)物、酸茭白固形物和酸茭白培養(yǎng)物中優(yōu)勢(shì)菌屬相同,均為布勒擔(dān)孢酵母屬(Bulleromyces)、假絲酵母屬(Candida)、Leptospora和擲孢酵母屬(Sporobolomyces),且在鹵水培養(yǎng)物中相對(duì)豐度分別為Bulleromyces(27.07%)、Candida(5.62%)、Leptospora(53.38%)和Sporobolomyces(6.57%);臭冬瓜汁中為Bulleromyces(27.38%)、Candida(4.22%)、Leptospora(50.57%)和Sporobolomyces(8.34%);臭冬瓜固形物中為Bulleromyces(25.58%)、Candida(8.18%)、Leptospora(54.48%)和Sporobolomyces(4.80%);臭冬瓜培養(yǎng)物中為Bulleromyces(29.68%)、Candida(7.21%)、Leptospora(50.68%)和Sporobolomyces(6.05%);酸筍汁中為Bulleromyces(20.49%)、Candida(22.63%)、Leptospora(36.29%)和Sporobolomyces(3.31%);酸筍固形物中為Bulleromyces(27.47%)、Candida(6.49%)、Leptospora(51.94%)和Sporobolomyces(7.10%);酸筍培養(yǎng)物中為Bulleromyces(29.59%)、Candida(9.68%)、Leptospora(45.99%)和Sporobolomyces(6.97%);酸茭白固形物中為Bulleromyces(29.27%)、Candida(6.94%)、Leptospora(50.59%)和Sporobolomyces(6.62%);酸茭白培養(yǎng)物中為Bulleromyces屬(29.79%)、Candida(6.08%)、Leptospora(51.91%)和Sporobolomyces(6.36%);而Candida在臭莧菜梗的汁、固形物和培養(yǎng)物中的比例均占97%以上;除此之外,柯達(dá)酵母屬(Kodamaea,84.17%)和Candida(10.49%)是鹵水中的優(yōu)勢(shì)菌屬。
根據(jù)14 個(gè)樣品UPGMA層次聚類結(jié)果(圖2),發(fā)現(xiàn)酸筍的汁、固形物和培養(yǎng)物細(xì)菌結(jié)構(gòu)相似,并且與其他樣品細(xì)菌結(jié)構(gòu)具有差異性,而同屬酸味食品的酸茭白與臭味食品的細(xì)菌結(jié)構(gòu)有相似之處,這可能是原材料不同導(dǎo)致后期在發(fā)酵過程中菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生變化;另一方面,樣品中真菌的層次聚類分析結(jié)果顯示,鹵水、莧菜梗的汁、固形物和培養(yǎng)物的真菌結(jié)構(gòu)相似,而與其余樣品真菌結(jié)構(gòu)具有差異性,這可能是因?yàn)辂u水來源于臭莧菜梗汁,而在貯藏過程中其真菌結(jié)構(gòu)變化不大所致。
從14 個(gè)樣品中均檢測(cè)出Lactobacillus,但其相對(duì)豐度有所差異,在“臭”味食品中豐度較高而在“酸”味食品中豐度較低。乳酸的形成離不開Lactobacillus的作用[19]。另外,Lactobacillus對(duì)有機(jī)酸具有一定的耐受能力[20],能降低酵母菌的好氧代謝速度,從而延長(zhǎng)前發(fā)酵期,有利于有益菌的生長(zhǎng)[21-22]。對(duì)于蔬菜而言,發(fā)酵蔬菜品質(zhì)的形成與乳酸菌在發(fā)酵過程中的生長(zhǎng)代謝作用有重要的關(guān)系,如增進(jìn)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、改善食品風(fēng)味、抑制雜菌生長(zhǎng)等[23],因此,乳酸菌也被作為一種發(fā)酵劑投入到一些發(fā)酵蔬菜的生產(chǎn)中,如腌冬瓜[24]、泡菜[25]、酸菜[26]等。
臭冬瓜、臭莧菜梗屬于“臭”味發(fā)酵食品,用鹵水作為發(fā)酵劑。賀靜等[27]利用454高通量測(cè)序技術(shù)分析了湖南地區(qū)鹵水主要是厭氧球菌屬(Anaerococcus)、卟啉單胞菌屬(Porphyromonas)、放線桿菌屬(Actinobacteria)、肉桿菌屬(Sarcobacterium)、消化鏈球菌屬(Peptostreptococcus)、四體球菌屬(Tetrasporium)、Acidaminococcus、Bacteroides、依格納季氏菌屬(Ignatella)、Lactobacillus和Halomonas等;趙國(guó)忠等[28]鑒定出安徽地區(qū)鹵水為漫游球菌(Roamcoccus)、嗜冷桿菌屬(Psychobacterium)、沙克乳桿菌(L. saccharomyces)、地衣芽孢桿菌(B. licheniformis)和鳥腸球菌(Enterococcus avium);而本研究中的浙江地區(qū)鹵水中檢測(cè)出的優(yōu)勢(shì)菌為L(zhǎng)actobacillus、Clostridium、鹽厭氧菌屬(Haloanaerobic)和Sediminispirochaeta,此外Porphyromonas、Bacteroides、Lactobacillus和Halomonas也被檢測(cè)出,但相對(duì)豐度較低,由此說明不同地區(qū)的鹵水菌群多樣性存在差異,這可能是由于原材料和發(fā)酵環(huán)境所致。鹵水經(jīng)培養(yǎng)后,Clostridium、Prevotella、Halomonas和Caproiciproducens相對(duì)豐度增加,而Lactobacillus相對(duì)豐度降低。冬瓜中含有較多的碳水化合物和蛋白質(zhì),而莧菜梗中更多的是纖維素,鹵水在冬瓜和莧菜梗中發(fā)酵,由于提供鹵水發(fā)酵的培養(yǎng)基不同,微生物多樣性也發(fā)生了改變。趙永威等[29]采用16S rDNA測(cè)序?qū)Χ想缰七^程中的微生物多樣性解析,得到其在腌制后期的優(yōu)勢(shì)菌為Weissella、Bacillus和Staphylococcus。在本研究中,門水平下,臭冬瓜汁和臭莧菜梗汁中的Bacteroidetes相對(duì)豐度分別是鹵水中的37 倍和31 倍,而Proteobacteria相對(duì)豐度分別是鹵水中的1/10和1/5;在屬水平下,與鹵水相比,臭冬瓜汁中的Bacteroides和Lactobacillus相對(duì)豐度分別增加了12.38%和10.86%,而鹵水中的Sediminispirochaeta和Haloanaerobic在臭冬瓜汁中未被檢測(cè)出;臭莧菜梗汁中的Lactobacillus降低了41.22%,Bacteroides和Aminococcus分別增加了17.14%和9.06%,而Acidaminococcus在鹵水和臭冬瓜汁中均未被檢測(cè)出。除此之外,臭冬瓜汁和臭莧菜梗汁中還產(chǎn)生了新的菌屬:Paraclostridium(2.86%、11.19%)、顫桿菌屬(Oscillacus,2.68%、8.35%)、Anaerofilum(0.01%、5.58%)和Anaerotignum(0.27%、0.22%)。而臭冬瓜固形物和培養(yǎng)物中的Lactobacillus的相對(duì)豐度比臭冬瓜汁分別降低了37.67%和47.55%,臭冬瓜固形物中含有較多的Aminipila(13.50%)和Prevotella(13.28%),臭冬瓜培養(yǎng)物中含有大量的Desulfovibrio(33.90%);臭莧菜梗固形物和培養(yǎng)物與汁液相比,Klebsiella、Prevotella和Anaerotignum相對(duì)豐度增加,Acidaminococcus、Oscillacus、Anaerofilum和Paraclostridium相對(duì)豐度降低。鹵水中的真菌數(shù)量遠(yuǎn)小于細(xì)菌。鹵水中的真菌主要是酵母菌,酵母菌在發(fā)酵前期與細(xì)菌共生,主要起到分解的作用,隨著后期蔬菜浸鹵、鹽濃度的上升以及密封導(dǎo)致的氧氣減少,細(xì)菌逐漸占優(yōu)勢(shì)地位,而真菌數(shù)量慢慢減少,這在臭豆腐鹵液的研究中也被證實(shí)[22]。在本研究中,鹵水的優(yōu)勢(shì)真菌為奧默柯達(dá)酵母(Kodamaea ohmeri,84.17%)和C. tropicalis(8.90%)。陶森等[30]從腌魚中分離出的K. ohmeri耐鹽能力達(dá)到12%,劉建利等[31]在民間面引子中也檢測(cè)出了C. tropicalis。然而,鹵水在冬瓜和莧菜梗發(fā)酵后,其優(yōu)勢(shì)真菌發(fā)生改變。臭冬瓜汁中的優(yōu)勢(shì)真菌為L(zhǎng)eptospora rubella、白布勒彈孢酵母(Bullera pseudoalba)和赤色擲孢酵母(Sporobolomyces ruberrimus),而臭莧菜梗中為C. tropicalis(96.84%)。此外,臭冬瓜和臭莧菜梗的固形物和培養(yǎng)物與汁液的真菌組成相似。
酸筍和酸茭白屬于“酸”味食品,是竹筍和茭白浸沒在符合飲用要求的水中自然發(fā)酵而形成的發(fā)酵食品[32]。雖然是相同的發(fā)酵方式,但由于原材料不同,在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的微生物有所差異。在門水平,酸筍3 種樣品中的優(yōu)勢(shì)菌門只有Firmicutes,而酸茭白3 種樣品中優(yōu)勢(shì)菌門除Firmicutes還有Bacteroidetes和Proteobacteria,尤其在酸茭白培養(yǎng)物中,Proteobacteria的相對(duì)豐度達(dá)到36.52%;在屬水平,酸筍和酸茭白的汁液、固形物及培養(yǎng)物的細(xì)菌結(jié)構(gòu)均不同,酸筍汁中的優(yōu)勢(shì)菌屬為Klebsiella,而酸茭白汁中的優(yōu)勢(shì)菌屬為Caproiciproducens、Bacteroides和Clostridium,其中Caproiciproducens是一種產(chǎn)己酸菌[33];酸筍固形物中的優(yōu)勢(shì)菌屬為Klebsiella、Escherichia和單胞菌屬,而酸茭白固形物中的優(yōu)勢(shì)菌屬為Clostridium、Paraclostridium、Bacteroides和Aminipila;酸筍培養(yǎng)物中的優(yōu)勢(shì)菌屬為Bacteroides、Escherichia和Coenonia,而酸茭白培養(yǎng)物中的優(yōu)勢(shì)菌屬為Clostridium、Pectinatus和Klebsiella?!八帷蔽妒称返恼婢M成很相似,但酸筍汁中的Candida的豐度相對(duì)于其他樣品較高。
本實(shí)驗(yàn)對(duì)4 種江浙傳統(tǒng)發(fā)酵食品的14 個(gè)樣品的微生物多樣性進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)Lactobacillus和Candida在所有樣品中都存在,說明在“臭”和“酸”兩類發(fā)酵食品中,Lactobacillus占據(jù)主要作用;其次,發(fā)酵食品的汁、固形物和培養(yǎng)物中的菌群結(jié)構(gòu)和多樣性也存在部分差異,這可能歸因于菌群的生長(zhǎng)環(huán)境不同。通過本研究對(duì)江浙傳統(tǒng)發(fā)酵食品不同部位及培養(yǎng)物的微生物菌群組成與多樣性有了一定了解,也為其他發(fā)酵食品微生物多樣性探究進(jìn)一步提供參考。