热搜: 食品  烟台  保健品  海产品  周黑  奶粉  黑窝点  黑作坊  全聚德  小龙虾 
 
当前位置: 首页 » 检测应用 » 检测技术 » 食品理化检测技术 » 正文

高通量测序分析不同地区红腐乳细菌多样性

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-06-28
核心提示:腐乳是我国传统的发酵豆制品,至今已有一千多年的生产历史。
   腐乳是我国传统的发酵豆制品,至今已有一千多年的生产历史。它是用豆浆的凝乳状物经微生物发酵所制成的一种干酪型产品,故又被誉为“中国干酪”。经微生物发酵后的腐乳除大豆本身所具有较高蛋白质、脂肪和大豆异黄酮等营养外,还具有抗氧化、抗高血压、抗乙酰胆碱酯酶活性等生理功能,深受人们的喜爱。由于腐乳是半开放式生产,且大多为传统的手工操作,未有加热杀菌的过程,因此有可能被环境中的微生物杂菌污染,从而影响产品的品质,甚至给消费者的安全带来隐患。
 
  近年来,随着测序技术的不断发展,高通量测序技术也被称为下一代测序技术,由于成本低、可读量和质量高,是目前评估微生物多样性的有力工具。许多研究已经将该技术用于发酵食品中菌群多样性的分析,但运用高通量测序技术分析华东、华北和东北地区腐乳菌群多样性的研究鲜见报道。
 
  上海市质量监督检验技术研究院的徐琼、刘洋*和曲勤凤等人以我国不同地区红腐乳为研究对象,采用高通量测序技术对细菌16S rDNA V1-V3区进行测序,以期更加全面地了解不同地域红腐乳中细菌菌群多样性,明确各自的优势菌群,为建立地域性特色发酵食品提供理论依据。
 
  细菌α多样性分析
 
  α多样性反映样品内部微生物群落的物种丰富度,根据97%相似性水平下的OTU信息,采用α多样性指标的Shannon指数、Simpson指数和Chao 1指数对样品微生物物种的丰富度和多样性进行评估,结果显示,所有样本的测序Coverage指数大于0.9,说明腐乳样品文库种序列基本都被测出,未被测到的概率较低,测序结果可以反映样品真实情况。东北地区样品(R7和 R8)的Chao 1指数和Simpson指数均低于其他样品,说明该地区红腐乳样品中细菌群落丰度和群落多样性较低,与其他地区存在一定差异。
 
  通过作稀释性曲线,可以得出样品的测序深度情况。由图1可知,多数样本在序列数在接近10 000时,OTU已经接近饱和,再增加测序量对于发现新OTU的边际贡献很小。说明测序数据量合理,所含菌种数较多。现有测序量已经可以反映样品中细菌丰度信息。
 
  细菌群落结构差异性分析
 
  由图2可知,红腐乳中主要细菌优势门分别为:平 均相对丰度为73.93%的厚壁菌门(Firmicutes)、15.12% 的放线菌门(Actinobacteria)以及9.63%的变形菌门(Proteobacteria)。不同地区红腐乳中细菌主要优势菌群基本相同,但是相对丰度差异较大,即样品R2和R8中放线菌门的相对丰度分别为42.21%和44.96%,而样品R9的放线菌门相对丰度只有2.34%;R1中变形菌门的相对丰度是所有红腐乳中最高的,达到31.63%。说明在门水平下,不同地区红腐乳中细菌群落结构组成相同,仅组成比例存在一定差异。其中厚壁菌门是不同地区红腐乳中的绝对优势菌群。
 
  在属水平下,9 个红腐乳样品共检测出296 个细菌属,图3显示相对丰度前12的物种。其中共有的菌属分别为:棒状杆菌属(Corynebacterium)、四联球菌属 (Tetragenococcus)、明串珠菌属(Leuconostoc)、Rummeliibacillus、乳球菌属(Lactococcus)、魏斯氏菌属(Weissella)、链球菌属(Streptococcus)、丛毛单胞菌属(Comamonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)以及Trabulsiella。
 
  从群落结构分布图可以发现不同样品中优势菌在种类及相对分布上有较大的差异。同一地区的样品间细菌群落组成相似:R3、R5和R6样品中优势属为明串珠菌属(29.45%、36.86%、30.72%)、乳球菌属(9.59%、12.55%、20.72%)以及四联球菌属(8.75%、11.36%、12.05%);R4样品在丰度上与上述样品有所差异,分别对应明串珠菌属(13.33%)、乳球菌属(10.81%)、四联球菌属(47.11%);而同样来自华东地区的样品R1,则展现了不同的细菌群落组成,相对丰度为22.83%的丛毛单胞菌属是该样品的优势菌属,这个属在其他样品中的相对丰度均小于2%。
 
  此外,样品R5、R6中的魏斯氏菌属(5.55%、4.03%)是相比于其他样品所特有的菌属。芽孢杆菌属和盐厌氧菌属(Halanaerobium)主要出现在R7、R8和R9样品中,芽孢杆菌属为R7和R9的优势菌,相对丰度分别为58.08%和52.24%。华东地区的优势菌属明串珠菌属在R7、R8和R9中相对丰度较低,均低于5%。R8中棒状杆菌属(44.08%)是该样品的优势菌属。相比于其他样品,R8中梭菌属(Clostridium)相对丰度最高,达到7.12%。
 
  细菌β多样性分析
 
  由图4可知,上侧为样品聚类树,左侧为OTU聚类树,不同地区的9 种红腐乳可分为3 个聚类:R7、R8和R9聚为一类,R3、R4、R5和R6聚为一类,R1和R2聚为一类,说明不同样品间细菌群落存在一定的差异性。
 
  基于UniFrac距离的加权主坐标法对9 种红腐乳细菌群落结构进行分析。如图5所示,细菌群落第1主成分(PC1)贡献率为52.36%,第2主成分(PC2)贡献率为22.77%。两主成分之和大于70%,表明2 个成分较好地代表了样品中的细菌群落信息。从图5可知,不同腐乳样本中的菌群与地理位置存在一定关系,同一地区的红腐乳样品具有一定的聚类趋势,这与热图样品聚类结果相似:R3、R4、R5和R6聚为一类,均来源于华东地区;样品R7(东北)和R9(华北)聚为一类;R1(华东)、R2(华北)、R8(东北)3 个样品较为离散,各自独立。
 
  结    论
 
  本研究通过高通量测序技术对不同地区红腐乳中细菌多样性进行分析,对其中优势菌群组成进行了初步分析。结果发现,本次测序深度有效地覆盖了样品中微生物种类,不同地区红腐乳样品中细菌群落结构具有丰富多样性。在门水平上,厚壁菌门、放线菌门和变形菌门为红腐乳中主要的门;而在属水平上,不同地区红腐乳样品中优势菌在种类及相对分布上有较大的差异,明串珠菌属、乳球菌属以及四联球菌属为华北地区样品中主要的优势菌属,而东北地区腐乳样品中的芽孢杆菌属和盐厌氧菌属为主要的优势菌属。
 
 
[ 检测应用搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

 
0条 [查看全部]  相关评论

 
推荐图文
推荐检测应用
点击排行
  

鲁公网安备 37060202000213号