高温大曲中大曲慢生芽孢杆菌的分离鉴定与特性分析

　　 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 sp.)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(Lentibacillusdaqui)，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

　　 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 sp.)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(Lentibacillusdaqui)，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ZS110521^T的基因组上，共有6个基因拷贝。菌株ZS110521^T生长的温度范围10-55 ℃，pH 5.5-10.0，NaCl浓度范围0-20%。菌株ZS110521^T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。相较于30 ℃实验组，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(P<0.05)。菌株ZS110521^T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、异戊酸和乙偶姻，并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。