全 文 ：浓香型白酒窖池微生物群落结构特征*
郑摇 佳1 摇 张摇 良3,4 摇 沈才洪3,4 摇 张宿义3,4 摇 金摇 扬1 摇 赵金松1,4 摇 周荣清1,2,4**
( 1 四川大学轻纺与食品学院, 成都 610065; 2 四川大学制革清洁技术国家工程实验室, 成都 610065; 3 泸州老窖股份有限公
司, 四川泸州 646000; 4 国家固态酿造工程技术研究中心, 四川泸州 646000)
摘摇 要摇 窖池是中国白酒,尤其是浓香型大曲酒生产颇具特色的固态生物反应器,窖龄与微
生物群落结构关系密切且复杂,对产品质量影响非常显著.本研究以微生物细胞膜的特征组
分磷酸脂肪酸(PLFA)为指标,研究了不同窖龄(5 年、100 年和 300 年)窖池窖泥、糟醅和黄水
的微生物群落结构特征.结果表明: 窖泥中总 PLFA 含量最高,糟醅次之,黄水最低. PLFA 的
组成因窖龄而异,黄水中总 PLFA含量随窖池窖龄的增长而减小.窖泥中直链饱和脂肪酸含量
最高,为 PLFA总量的 50郾 7% ~ 73郾 9% ,其中 300 年窖池窖泥最高. 窖泥中表征革兰氏阳性
(G+)厌氧细菌的 PLFA含量较高,而糟醅和黄水中均以表征革兰氏阴性(G-)厌氧菌的 PLFA
含量较高. 100 年窖泥中表征 G+菌、G-菌和厌氧菌的 PLFA 含量高于其他窖龄相应样品. 5 年
窖窖泥、糟醅和黄水中真菌 PLFA含量均高于其他窖龄相应样品.经主成分分析,5 年窖和 100
年窖中主要变异菌群是 G+菌和真菌,300 年窖中主要变异菌群是细菌.描述窖池微生物群落
特征的多样性指数可以选用 PLFA的频次、Simpson优势度指数和 Shannon多样性指数.
关键词摇 磷脂脂肪酸摇 窖池摇 微生物群落
*四川省重大科技攻关项目(09ZC0735)资助.
**通讯作者. E鄄mail: rqzhou@ 163. com
2010鄄09鄄16 收稿,2011鄄01鄄13 接受.
文章编号摇 1001-9332(2011)04-1020-07摇 中图分类号摇 Q547; TS261. 1摇 文献标识码摇 A
Characteristics of microbial community structure in Luzhou鄄flavor fermentation pits.
ZHENG Jia1, ZHANG Liang3,4, SHEN Cai鄄hong3,4, ZHANG Su鄄yi3,4, JIN Yang1, ZHAO Jin鄄
song1,4, ZHOU Rong鄄qing1,2,4 ( 1College of Light Industry, Textile & Food Engineering, Sichuan
University, Chengdu 610065, China; 2National Engineering Laboratory for Clean Technology of
Leather Manufacture, Chengdu 610065, China; 3Luzhou Laojiao Co Ltd. , Luzhou 646000,
Sichuan, China; 4National Engineering Research Center of Solid 鄄State Brewing, Luzhou 646000,
Sichuan, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2011,22(4): 1020-1026.
Abstract: Fermentation pit is a kind of solid bioreactors with unique feature for brewing liquor, es鄄
pecially for Luzhou鄄flavor, which has significant effects on the quality of produced liquor. There ex鄄
ists a close and complicated correlation between pit age (using time) and microbial community.
Taking the characteristic component phospholipid fatty acid (PLFA) in microbial cell membrane as
an index, this paper studied the characteristics of the microbial community structure in the pit mud,
fermented grains, and yellow water of different age (5鄄year, 100鄄year, and 300鄄year) fermentation
pits. The results showed that the total PLFA content was the highest in pit mud, followed by in fer鄄
mented grains, and in yellow water. The composition of PLFA differed with pit age, and the total
PLFA content in yellow water decreased with increasing pit age. In pit mud, straight chain saturat鄄
ed fatty acid had the highest content, occupying 50郾 7-73郾 3% of total PLFA and being the highest
in 300鄄year pit. As for the microbial community structure, the PLFA content characterizing Gram鄄
positive (G+ ) anaerobic bacteria was higher in pit mud, and that characterizing Gram鄄negative
(G-) anaerobic bacteria was higher in fermented grains and yellow water. The PLFA content char鄄
acterizing G+ and G- bacteria in the pit mud of 100鄄year pit was higher than that in the pit mud of
other ages爷 pits, while the PLFA content characterizing fungi was higher in the pit mud, fermented
grains, and yellow water of 5鄄year pit, as compared with other ages爷 pits. Principal component
应 用 生 态 学 报摇 2011 年 4 月摇 第 22 卷摇 第 4 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Apr. 2011,22(4): 1020-1026
analysis showed that the main varied microbial populations in 5鄄 and 100鄄year pits were G- bacteria
and fungi, and the main varied microbial population in 300鄄year pit was of bacteria. The indices
frequency index, Simpson index, and Shannon index could be chosen for characterizing the diversi鄄
ty of microbial community in fermentation pits.
Key words: phospholipid fatty acid; fermentation pit; microbial community.
摇 摇 窖池是中国白酒酿造过程中必不可少的重要固
态生物反应器.混蒸续糟、不间断的泥窖发酵使窖泥
中的微生物长期处于高酸度、高乙醇和微氧的环境
中,赋予了微生物群落结构的复杂性和特殊性.特殊
的菌群结构对产品风格和质量的影响已引起众多学
者的高度关注. 吴衍庸等[1]和张文学等[2-3]分别采
用传统分离鉴定方法和基于 PCR 技术的现代分子
生物学方法,试图揭示其群落特征,但因传统分离与
鉴定方法的工作量巨大,许多微生物的不可培
养[4]、PCR扩增受引物特异性、DNA 遗传信息的提
取条件[5-6],以及微生物群落结构复杂等因素的影
响,迄今难以全面地定量描述不同窖龄窖池的微生
物群落结构特征.
磷脂脂肪酸(PLFA)是微生物细胞膜的重要组
成成分,特定微生物群落的 PLFA 具有高度的特异
性[7] .通过部分标记性 PLFA 含量变化表征诸如活
体、土壤和堆肥的微生物群落结构变化是目前一种
有效的免培生物化学方法[8],已广泛应用于土
壤[9-15]、沉积物[16]和发酵稻草[17]等的微生物群落
结构特征研究中.但未见应用于研究白酒酿造微生
物群落结构特征的报道.
本研究首次以不同窖龄窖池的窖泥、糟醅和黄
水中 PLFA特征谱图为依据,比较了不同窖龄窖池
的微生物群落结构的特异性,以探讨不同窖龄窖池
微生物群落结构差异及运用该方法表征浓香型白酒
窖池微生物群落结构特征的可行性.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 供试材料与试剂
1郾 1郾 1 样品采集 摇 样品采自泸州老窖股份有限公
司,其窖龄分别为 5 年、100 年和 300 年的窖池. 从
各窖池池壁中线位置距池底 10 cm处的 4 个点及池
底中心部位分别取 100 g 窖泥,混合均匀,等分为 3
份待测.从出窖池不超过 1 h 的糟醅堆四角及顶面
中心分别取 500 g 糟醅,混合均匀,等分为 3 份,各
取 100 g 待测.从滴窖初始、中期和结束分别取 300
ml黄水,混合均匀,等分为 3 份待测.所有的样品均
在 24 h内完成预处理.
1郾 1郾 2 仪器与试剂 摇 气鄄质联用仪: Trace GC Ultra
DSQ域,Thermo 公司,美国;氮气吹扫仪: MD200,杭
州奥盛仪器有限公司;硅胶层析小柱: 3 ml鄄250 mg,
Hardwee,德国.
定性标准品: 37 种脂肪酸甲酯( FAME C4 ~
24),Accustandard 公司,美国;定量标准品:正十九
酸甲酯(19:0),Accustandard 公司,美国;其他有机
试剂均为国产色谱纯.
1郾 2摇 试验方法
1郾 2郾 1 样品预处理摇 1)固态样品预处理. 准确称取
5 g样品,加入 30 ml 柠檬酸缓冲液(pH 4郾 0),提取
30 min,4 层纱布过滤,滤液 2500 r·min-1,离心
15 min,取上清液,10000 r·min-1离心 10 min,倾去
上清液,30 ml柠檬酸缓冲液溶解,重复洗涤 3 次,收
集菌团. 2)液态样品预处理. 准确吸取 20 ml 样品,
10000 r·min-1离心 10 min,倾去上清液,10 ml柠檬
酸缓冲液溶解,重复洗涤 3 次,收集菌团.
1郾 2郾 2 PLFA的测定摇 取 19 ml 提取液 1(柠檬酸缓
冲液 颐 甲醇 颐 氯仿为 0郾 8 颐 2 颐 1 V / V / V)加至收集
的菌团样品中,避光振荡萃取 2 h;再加入 10 ml 提
取液 2(氯仿 颐 柠檬酸缓冲液为 1 颐 1 V / V),避光静
置萃取 24 h,去水相,收集有机相,(40依1) 益恒温,
N2 吹干.加入适量氯仿溶解,转入经 5 ml 氯仿浸润
的硅胶层析小柱,分别用 10 ml 氯仿、丙酮、甲醇逐
次洗脱,收集甲醇相,(40依1) 益恒温,N2 吹干.随后
加入 1 ml甲苯 颐 甲醇(1 颐 1 V / V),0郾 2 mol·L-1氢
氧化钾鄄甲醇,(37 依 1) 益水浴中保温 15 min 后,
1 mol·L-1乙酸溶液将 pH 调至 6郾 0,加氯仿和超纯
水各 2 ml,漩涡震荡 5 min,将有机相移入洁净样品
瓶中,加入定量标准品 (19 颐 0). 经配备 TR鄄5MS
(30郾 0 m伊320 滋m伊0郾 25 滋m)的 Trace GC Ultra DSQ
域检测 FAME样品.操作条件:进样口温度 250 益,
进样量 0郾 5 滋l,分流比 10 颐 1;载气 ( He) 流速
1 ml·min-1;起始柱温 50 益,保持 2 min;再以
5 益·min-1升至 220 益,保持 15 min;质谱(EI)的
电子强度 70 eV;离子源温度 200 益,扫描范围 35 ~
400 amu[18-19] .
12014 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 郑摇 佳等: 浓香型白酒窖池微生物群落结构特征摇 摇 摇 摇
1郾 3摇 基于 PLFA的窖池微生物群落结构特征分析
1郾 3郾 1 PLFA的定性与定量 摇 待测样品各组分质谱
图与 NIST 05 标准谱库比对,保留时间与 37 种
FAME标准品的保留时间比较,以确定其 PLFA 组
分;以 19 颐 0 为内标,采用内标法计算各组分的含
量,单位以 nmol·g-1干质量表示.
1郾 3郾 2 PLFA 的命名 摇 参考 Frostag覽rd 等[15]的命名
方法,分子式以 X:Y棕Z(c / t)表示. 其中:X 代表脂
肪酸的总碳原子数,Y代表不饱和双键的数目;棕代
表双键距甲基末端的位置;Z代表双键的位置;前缀
i( iso)代表异构甲基支链(距甲基末端的第 2 个碳
原子),a(anteiso)代表反异构甲基支链(距甲基末端
的第 3 个碳原子),cy代表环丙基,br 代表未知位置
的甲基支链,OH前的字母表示羟基的位置(从羧基
端计数,第 2 个碳为 琢,第 3 个碳为 茁),10Me 表示
在距甲基末端第 10 个碳原子位置上含有一甲基.后
缀 c和 t 分别代表顺式和反式同分异构体. 参考
Zelles 等[19]和 Findlay 等[20]的研究, i15:0、a15:0、
a16:0 和 i16:0 等代表革兰氏阳性菌;琢鄄OH鄄10:0、
茁鄄OH鄄10:0、16:1棕5c、16:1棕7c 和 cy19:0 代表革兰
氏阴性菌;18:2棕6,9 和 18:l棕9 代表真菌;10Mel6:0
代表放线菌;18:1棕8 代表甲烷菌;18:1棕6、18:1棕9、
16:1棕5c 和 16:1棕7c 代表好氧菌; cy19:0、14:0、
i14:0、a15:0、i15:0、15:0 和 i16:0 代表厌氧菌.
1郾 4摇 数据处理
利用 SPSS 17郾 0 软件对不同窖龄窖池的窖泥、
糟醅及黄水中 PLFA 标记进行主成分分析[21];以各
PLFA含量值作为数量指标,利用 ZZSTAT V2010 软
件计算多样性指数;对 PLFA多样性指数与总 PLFA
进行相关性分析[22] .
2摇 结果与讨论
2郾 1摇 不同窖龄窖池的窖泥、糟醅和黄水中 PLFA 组
成及含量
3 种不同窖龄窖池的窖泥、糟醅和黄水等 9 个
样品中共检出 C8 ~ 20 PLFA 27 种(图 1),其中直链
饱和脂肪酸 6 种、支链脂肪酸 12 种、单不饱和脂肪
酸 4 种、多不饱和脂肪酸 2 种、羟基脂肪酸 2 种和 1
种环丙烷脂肪酸. 5 年窖池的窖泥中检出 27 种
PLFA,总含量为(138郾 06依4郾 86) nmol·g-1;糟醅和黄
水中分别检出 26 和 21 种 PLFA,总含量分别是
(26郾 94依2郾 23) nmol·g-1和(6郾 25依0郾 94) nmol·g-1 .
100 年窖池的窖泥中检出了 27 种 PLFA,总含量为
(133郾 92依8郾 98) nmol·g-1;糟醅和黄水分别检出 25
和 19 种 PLFA,其含量为(23郾 89 依1郾 45) nmol·g-1
和(3郾 36依1郾 04) nmol·g-1 . 300 年窖池的窖泥和糟
醅均 检 出 了 26 种 PLFA, 总 含 量 分 别 为
(127郾 85依7郾 56) nmol·g-1 和 ( 16郾 01 依 1郾 01 )
nmol·g-1;黄水中仅检出了 17 种 PLFA,总含量为
(1郾 36依0郾 32) nmol·g-1 .在检出的 PLFA中,不同窖
龄窖池窖泥的总PLFA量均较其糟醅及黄水总PLFA
量高;相应黄水中总PLFA量最低,且随窖龄的增长
而减少.
对 PLFA 组成结构的研究表明(图 2),各样品
中直链饱和脂肪酸含量最高,并因基质和窖龄而异.
窖泥中直链饱和脂肪酸占总 PLFA 含量范围为
50郾 7% ~73郾 9% ,300 年窖泥中最高,为 73郾 9% ;其
次为5年窖泥中占59郾 5% ,100年窖泥中最低,为
图 1摇 不同窖龄窖池样品中微生物磷脂脂肪酸色谱图(A)及组分(B)
Fig. 1摇 PLFAs爷 chromatography (A) and composition (B) of samples in different fermentation pits.
a)5 年窖黄水 5鄄year yellow water; b)100 年窖黄水 100鄄year yellow water; c)300 年窖黄水 300鄄year yellow water; d)5 年窖糟醅 5鄄year fermented
grains; e)100 年窖糟醅 100鄄year fermented grains; f)300 年窖糟醅 300鄄year fermented grains; g)5 年窖窖泥 5鄄year pit mud; h)100 年窖窖泥 100鄄
year pit mud; i)300 年窖窖泥 300鄄year pit mud. 1)8:0; 2)a9:0; 3)10:0; 4)i9:0; 5)琢鄄OH鄄10:0; 6)br10:0; 7)茁鄄OH鄄10:0; 8) i13:0; 9)14:0;
10)i14:0; 11)15:0; 12)a14:0; 13)i15:0; 14)10Me16:0; 15)a15:0;16)16:1棕5c; 17)16:1棕7c; 18)16:0; 19)a16:0; 20)i16:0; 21)18:2棕7;
22)18:1棕9; 23)18:1棕8; 24)18:0; 25)18:2棕6,9; 26)cy19:0; 27)br19:0.
2201 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
图 2摇 不同窖龄窖池样品中磷脂脂肪酸含量百分比
Fig. 2摇 Content percent of each kind of PLFA in different fer鄄
mentation pits.
玉:环丙基 Cyclopropyl; 域:羟基 OH-; 芋:多不饱和 Polyunsaturated;
郁:单不饱和 Monounsaturated; 吁:支链 Branch chain; 遇:直链
Straight chain. A:糟醅 Fermented grains; B:窖泥 Pit mud; C:黄水
Yellow water.
50郾 7% .糟醅和黄水中直链饱和脂肪酸的范围分别为
65郾 5% ~ 78郾 8%和 8郾 5% ~ 63郾 7%;黄水中的直链饱
和脂肪酸含量因窖龄较大的差距,5 年窖仅为 8郾 5%,
而 100年窖龄高达 63郾 7%,300年窖龄为 52郾 2% .
摇 摇 不同窖龄样品中各直链饱和脂肪酸也存在差
异,100 年窖池糟醅和窖泥中 14:0、15:0、16:0 和
18:0 的含量均低于 5 年窖和 300 年窖. 100 年窖泥
和糟醅支链脂肪酸中 a14:0、i15:0 和 a15:0 的含量
均高于 5 年窖和 300 年窖. 100 年窖池糟醅、黄水和
300 年窖泥中未检出多不饱和脂肪酸 18:2棕6,9.单
不饱和脂肪酸 16:1棕5c 含量在 5 年窖黄水中最高
(3郾 95 nmol·g-1). 18:1棕8 在 300 年窖池窖泥中最
高(0郾 33 nmol·g-1 ),100 年窖池窖泥中次之,5 年
窖窖泥中最低. 10Me16:0 在 5 年窖窖泥中最高
(0郾 11 nmol·g-1),其余两个类型窖池窖泥之间和
糟醅之间的含量则无显著差异;另外,10Me16:0在
黄水中未检出. 5 年窖糟醅和窖泥中多不饱和脂肪
酸含量较其他窖龄对应的样品高,分别为 0郾 56 和
0郾 88 nmol·g-1 .
2郾 2摇 不同窖龄窖池微生物群落结构的表征
2郾 2郾 1 微生物群落结构 摇 基于不同窖龄窖池窖泥、
糟醅和黄水中 PLFA组成和含量的微生物群落结构
分析结果表明(表 1),参与浓香型白酒酿造过程的
微生物主要包括细菌、放线菌和真菌. 窖泥中总
PLFA量高于相应糟醅和黄水,表明窖泥中菌体生物
量较相应的糟醅和黄水高,黄水中最低. 窖泥、糟醅
和黄水中好氧菌 /厌氧菌的比值分别为 0郾 04、0郾 70
和 0郾 51,G+ / G-分别是 9郾 42、0郾 47 和 0郾 24,表明窖泥
优势菌群是 G+厌氧菌,糟醅和黄水则是 G-厌氧菌.
100 年窖泥中 G+、G-和厌氧菌的菌体生物量较
高,与吴衍庸等[1]对浓香型酿酒窖池的微生物群落
结构研究相吻合. 100 年窖泥中 G+菌群较其他窖龄
窖池的丰度高,可能与极端环境的驯化作用有关. 5
年窖糟醅、窖泥和黄水中真菌生物量较其他窖龄的
高. 5 年窖窖泥中放线菌生物量最高,其余各样品之
间无明显差别.窖泥中甲烷菌生物量高于糟醅和黄
水,黄水中最低;5 年窖和 300 年窖窖泥中甲烷菌生
物量最高,而在 100 年和 300 年窖黄水中均未检出.
由于窖池,特别是窖泥中微生物长期处于一个微氧
的生态环境,其受环境的胁迫程度较其他生境中大,
故窖泥中甲烷菌生物量较糟醅和黄水中高. 环丙基
脂肪酸 cy19:0 /前驱物质 18:1棕7 比值表征细菌受
生境(pH、氧浓度及温度等)影响程度[23] .由表 1 可
知,300 年窖泥中细菌受环境影响程度最大.白酒每
排生产过程中投入的发酵原料等同于向窖池微生态
系统中输入了碳、氮、磷、钾等营养元素,大大提高了
窖池窖泥中有机质含量,改善了窖泥肥力状况,为栖
息在窖泥中的功能微生物菌群提供了良好的理化环
表 1摇 不同窖龄窖池中各类型 PLFA含量
Table 1摇 Content of PLFA biomarker for microbe in different fermentation pits.
窖池类型
Type
窖 龄
Fermentation
year (a)
好氧菌
Aerobe
厌氧菌
Anaerobe
细菌 Bacteria
G+ G-
真 菌
Fungi
放线菌
Actinomyces
真菌 /细菌
Fungi /
bacteria
cy19:0 /
18:1棕7
糟 醅 5 1郾 71 2郾 73 1郾 25 2郾 64 2郾 09 0郾 04 0郾 54 0郾 33
Fermented grains 100 1郾 73 1郾 58 0郾 79 2郾 65 1郾 81 0郾 05 0郾 53 0郾 04
(nmol·g-1) 300 0郾 94 1郾 98 1郾 10 1郾 38 1郾 01 0郾 04 0郾 41 0郾 92
窖 泥 5 3郾 50 79郾 72 39郾 34 3郾 82 3郾 22 0郾 11 0郾 07 0郾 33
Pit mud 100 2郾 81 82郾 92 59郾 20 4郾 58 2郾 13 0郾 05 0郾 03 0郾 19
(nmol·g-1) 300 2郾 98 58郾 40 21郾 33 4郾 33 2郾 80 0 0郾 11 1郾 67
黄 水 5 1郾 73 1郾 58 0郾 31 2郾 65 1郾 81 0郾 04 0郾 61 0郾 43
Yellow water 100 0郾 10 1郾 98 0郾 37 0郾 35 0郾 07 0 0郾 10 0郾 08
(nmol·g-1) 300 0郾 05 0郾 14 0郾 08 0郾 11 0郾 04 0 0郾 21 0郾 33
32014 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 郑摇 佳等: 浓香型白酒窖池微生物群落结构特征摇 摇 摇 摇
境,故不同窖龄窖池因使用时间差异其微生物群落
结构呈现出显著差异.
2郾 2郾 2 微生物群落多样性指数 摇 参考马克平等[24]
关于生物群落多样性的测度方法,均匀度指数(J)为
群落中物种的多度(生物量、盖度及其他指标)分布的
均匀程度;Simpson指数(D)又称为优势度指数,是集
中性的量度;Shannon 多样性指数(H)用于估算群落
多样性的高低.浓香型白酒窖池微生物群落结构极其
复杂,窖池微生物群落多样性特征明显[1-3] .对不同
窖龄窖池微生物群落多样性分析的结果(表 2)表明,
不同窖龄窖池样品的 PLFA 多样性指数值之间差异
明显,PLFA的频次(S)、D、J 和 H等可用于表征不同
窖龄窖池中微生物群落多样性特征.
总 PLFA与 S、D、J和 H之间的相关性分析结果
(表 3)表明,D、J 和 H 具有显著负相关性,其中与 H
呈极显著负相关,相关系数为-0郾 90;与 S有一定相关
性,相关系数为-0郾 07,相关度不显著. J 与 H 呈极显
著正相关,相关系数为 0郾 84.总 PLFA与 D呈显著负
相关性,相关系数为-0郾 69;而与 S和H呈一定正相关
关系,分别为 0郾 61和 0郾 51,但相关性不显著.因此,浓
香型白酒窖池微生物群落多样性指数可参考 PLFA
的 S、D、H等生态学多样性测度方法进行评价.
表 2摇 不同窖龄窖池中微生物 PLFA多样性指数
Table 2 摇 Diversity indices of microbial PLFA in different
fermentation pits.
窖池类型
Type
窖 龄
Fermentation
year (a)
S D J H
糟 醅 5 26 0郾 42 0郾 50 1郾 62
Fermented grains 100 25 0郾 34 0郾 54 1郾 73
300 26 0郾 32 0郾 57 1郾 85
窖 泥 5 27 0郾 18 0郾 61 2郾 01
Pit mud 100 27 0郾 24 0郾 56 1郾 84
300 24 0郾 22 0郾 62 1郾 96
黄 水 5 21 0郾 42 0郾 51 1郾 54
Yellow water 100 19 0郾 27 0郾 68 2郾 00
300 17 0郾 26 0郾 63 1郾 78
表 3摇 总 PLFA含量与多样性指数之间的相关系数
Table 3摇 Correlations among total PLFA and each diversity
index
指数
Index
D S J H 总 PLFA
Total PLFA
D 1
S -0郾 07 1
J -0郾 76* -0郾 47 1
H -0郾 90** 0郾 08 0郾 84** 1
总 PLFA
Total PLFA
-0郾 69* 0郾 61 0郾 11 0郾 51 1
* P<0郾 05;** P<0郾 01.
2郾 3摇 主成分分析
主成分分析表明,27 种 PLFA可分为 2 种类型:
主成分 1(PC1)和主成分 2(PC2)(图 3). PC1 对不
同窖龄窖池微生态群落结构组成的贡献率分别为
59郾 4% 、65郾 4%和 73郾 6% ,贡献度最大,故 PC1 用于
解释微生物群落结构的变异.图 3a和 3b中各 PLFA
样点分布较散乱,图 3c 中则集中于 PC1 轴,表明不
同窖龄窖池的微生物群落结构差异显著.
5 年窖载荷图中,PC1 集中了直链饱和脂肪酸
(8:0、10:0、16:0 和 18:0)、支链脂肪酸 ( a9:0、
br10:0、a16:0 和 i9:0)、不饱和脂肪酸(16:1棕7c、
18:2棕6,9 和 18:2棕7)和羟基脂肪酸(琢-OH鄄10:0),
100 年窖池 PC1 中主要集中了直链饱和脂肪酸
(10:0和 15: 0 )、支链脂肪酸 ( a14: 0、 br19: 0 和
a15:0)和不饱和脂肪酸(18:2棕6,9),G+菌和真菌是
主要变异菌群. 300 年窖池 PC1 中主要集中了直链
饱和脂肪酸 (10:0、15:0 和 16:0)、支链脂肪酸
(i13:0、 i15 :0 、a14 :0和a15 :0 ) 、不饱和脂肪酸
图 3摇 不同窖龄窖池磷脂脂肪酸主成分分析
Fig. 3摇 PCA of PLFA in different fermentation pits.
a)5 年 5鄄year; b)100 年 100鄄year; c)300 年 300鄄year.
4201 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
(18:1棕10)和羟基脂肪酸(琢鄄OH鄄10:0),细菌是主
要变异菌群. 由各 PLFA 在 PC1 上的载荷值可知,
8:0、a9:0、琢鄄OH鄄10:0和 18:0 的载荷值无明显差异,
且均大于 0郾 9. i 14:0、a15:0、16:1棕5c 和 18:1棕10
的载荷值随窖龄的增加而增加,其表征的 G-和 G+
菌随窖龄增加对群落结构的影响增大. 18:2棕6,9 的
载荷值随窖龄增加而减小,真菌随窖龄增加对微生
物群落结构的影响减小. i13:0、14:0、15:0、a14:0、
i15:0、16:1棕7c 和 br19:0 在 5 年窖池 PCA 中载荷
值均<-0郾 1,而在 100 年和 300 年窖池 PCA 中载荷
值均>0郾 9,表明 G+菌对 5 年窖微生物群落结构无影
响,而对 100 年窖池和 300 年窖池微生物群落结构
影响较大.真菌(18:1棕9 和 18:2棕6,9)不受环境 pH
影响,而在 B覽覽th等[12]的研究中,真菌与环境 pH 呈
显著负相关;同时,窖池长期不间断的生产中人为因
素对微生物群落的影响,即每排发酵的配料比都需
按照实际生产过程中母糟的 pH、水分、淀粉等指标
决定下排糠壳、高粱和曲药等原辅料的比例[25],窖
池窖泥的 pH、水分、矿质元素等理化指标随窖池窖
龄增加的变化等对窖池微生物群落的影响程度,以
及不同窖龄窖池微生物群落结构的演替规律都还不
清楚,尚待进一步探讨.
3摇 结摇 摇 论
对不同窖龄窖池 PLFA的检出结果表明,5 年窖
和 100 年的窖泥均检测出 27 种,300 年窖泥中为 26
种,其总 PLFA含量均较同一窖池中糟醅及黄水高;
黄水中总 PLFA 最低,且呈现随窖龄增长而减少的
规律.
基于 PLFA组成与含量表征微生物群落结构的
结果表明,参与浓香型白酒酿造过程的微生物主要包
括细菌、放线菌和真菌.窖泥的菌体生物量最高,糟醅
次之,而黄水最低.不同窖龄窖池中的微生物群落结
构呈现较为显著的差异.表明不同窖池微生物群落的
多样性指数可以选用 PLFA的 S、D和 H表征.
基于 PLFA 组成的主成分分析结果表明,G+菌
和真菌是 5 年窖中主要变异菌群,G+菌和真菌是
100 年窖中主要变异菌群,细菌是 300 年窖中主要
变异菌群.随窖龄增加,细菌对微生态群落结构的影
响增大,真菌对微生物群落结构的影响减小.
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作者简介摇 郑摇 佳,男,1986 年生,硕士研究生.主要从事现
代发酵技术和微生物生态学研究. E鄄mail: zhengwanqi86@
163. com
责任编辑摇 肖摇 红
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