2017-08-03
近期，派森諾(nuo)生物(wu)(wu)與江(jiang)南大學合(he)作，在(zai)(zai)《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（影響(xiang)因(yin)子(zi)2.857）發表論文(wen)，通過對(dui)中(zhong)國半干(gan)黃酒的工業發酵過程中(zhong)的生物(wu)(wu)胺(an)代謝(xie)進行研究，揭(jie)示黃酒中(zhong)生物(wu)(wu)胺(an)含量與代謝(xie)產物(wu)(wu)及微(wei)生物(wu)(wu)組成之(zhi)間的內在(zai)(zai)聯系。
研究背景
黃酒(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)是(shi)(shi)以谷物(wu)為(wei)原(yuan)料，經(jing)過多種(zhong)微生物(wu)共同參與，糖(tang)化和發(fa)酵而成的一(yi)(yi)種(zhong)低酒(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)精度發(fa)酵酒(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)，是(shi)(shi)我國國粹(cui)之(zhi)一(yi)(yi)，與啤酒(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)、葡萄酒(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)并稱為(wei)世界三大古酒(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)。作(zuo)為(wei)我國的一(yi)(yi)種(zhong)發(fa)酵酒(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)，開放式、多菌種(zhong)發(fa)酵技術造就了黃酒(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)風味醇(chun)厚、馥香的特點，但是(shi)(shi)發(fa)酵過程復(fu)雜、難(nan)以控制(zhi)，易(yi)產生一(yi)(yi)些(xie)潛(qian)在的有害(hai)物(wu)質，生物(wu)胺就是(shi)(shi)其中(zhong)之(zhi)一(yi)(yi)。
生(sheng)物(wu)胺(an)是一類堿性含氮化合物(wu)，存在于動植物(wu)組織、食品、含酒(jiu)精(jing)的(de)(de)發酵(jiao)飲料中(zhong)。少量(liang)的(de)(de)生(sheng)物(wu)胺(an)對生(sheng)物(wu)有機體具有良(liang)好的(de)(de)生(sheng)理(li)調(diao)節(jie)作用，而過量(liang)攝(she)入則會(hui)引(yin)發不良(liang)生(sheng)理(li)反(fan)應，嚴(yan)重時甚至可能危及生(sheng)命。研究表明，黃酒(jiu)發酵(jiao)過程中(zhong)產生(sheng)的(de)(de)生(sheng)物(wu)胺(an)可高(gao)達(da)115 mg/L，遠高(gao)于啤酒(jiu)和(he)葡萄酒(jiu)。因此，降低(di)黃酒(jiu)發酵(jiao)過程中(zhong)的(de)(de)生(sheng)物(wu)胺(an)含量(liang)、提(ti)高(gao)黃酒(jiu)的(de)(de)安全(quan)質量(liang)水平勢在必行。
研究目的
本研究通過(guo)對中(zhong)國半干黃(huang)酒的工業發酵(jiao)(jiao)過(guo)程進行監控檢(jian)測，探索黃(huang)酒工業發酵(jiao)(jiao)過(guo)程中(zhong)生物(wu)胺的含量與(yu)發酵(jiao)(jiao)代謝(xie)產物(wu)（氨基酸、總酸、總糖、酒精）含量及微(wei)生物(wu)（乳酸菌(jun)、酵(jiao)(jiao)母(mu)菌(jun)、霉菌(jun)）組成(cheng)之(zhi)間的內在(zai)聯(lian)系，旨在(zai)找到導致發酵(jiao)(jiao)過(guo)程中(zhong)生物(wu)胺含量偏高的“元兇(xiong)”。
研究方(fang)法
測序技(ji)術(shu)：Illumina MiSeq高通量測(ce)序平臺
測序模式：微生物組細菌16S rRNA V3V4區(qu)測序
實(shi)驗對象：半干黃(huang)酒
實驗設計(ji)：在如(ru)下發(fa)(fa)酵流程(cheng)圖中(zhong)所示的1-11處分別取樣：1.蒸飯；2、3.落缸發(fa)(fa)酵；4.淋水(shui)；5.填料(liao)；6、7、8.主發(fa)(fa)酵；9、10、11.后發(fa)(fa)酵。
研究結果
對發酵過(guo)程(cheng)中不同(tong)發酵天數的(de)微(wei)(wei)生(sheng)物菌落數（乳(ru)酸菌、酵母菌、霉(mei)菌）、酒精含量及生(sheng)物胺(an)（BA）含量進行檢測，結果顯(xian)示，在(zai)罐裝（第(di)1.5天）和主(zhu)發酵初期（第(di)5天），BA的(de)生(sheng)成速率最高。主(zhu)發酵階段(duan)的(de)BA生(sheng)成量對BA總(zong)量的(de)貢獻率大。發酵過(guo)程(cheng)中，乳(ru)酸菌（LAB）及酒精含量的(de)變化趨勢與BA一致。
對發(fa)酵過(guo)程中(zhong)生(sheng)(sheng)物胺(an)的種類(lei)及各種類(lei)的生(sheng)(sheng)成速(su)率進行(xing)統計，結果發(fa)現，8種生(sheng)(sheng)物胺(an)在(zai)不同(tong)發(fa)酵階段的生(sheng)(sheng)成速(su)率和含(han)量是相(xiang)似的，變化規律(lv)也一(yi)致。其(qi)中(zhong)，腐胺(an)（PUT）在(zai)所有BA中(zhong)的占(zhan)比高，其(qi)次為酪胺(an)（TYR）和組胺(an)（HIS）。
通過對11個不(bu)同(tong)(tong)(tong)采樣點的(de)樣本(ben)進(jin)行細菌(jun)16S rRNA基(ji)因測序，并對數據進(jin)行PCA主成分分析(xi)發現，相同(tong)(tong)(tong)發酵(jiao)階段樣本(ben)間的(de)差異較(jiao)小，不(bu)同(tong)(tong)(tong)發酵(jiao)階段之間具有較(jiao)大差異（除了蒸飯和淋水、填料）。BA含(han)量與(yu)總酸(suan)（Acid）、酒精(Ethanol）、總氨基(ji)酸(suan)（AA）、乳酸(suan)菌(jun)（LAB）及酵(jiao)母(mu)菌(jun)（Yeast）含(han)量呈正相關，與(yu)霉菌(jun)、總糖含(han)量呈負相關。
BA總量(liang)與總酸、酒精、LAB、總氨基酸含量(liang)的線(xian)性(xing)回歸分析結果顯示，BA總量(liang)與全酸、酒精、LAB、總氨基酸含量(liang)之間均(jun)具有良好的線(xian)性(xing)關(guan)系。
由于生(sheng)(sheng)物胺(an)是由相(xiang)應(ying)的(de)氨(an)基(ji)酸脫羧(suo)產生(sheng)(sheng)，因(yin)此各生(sheng)(sheng)物胺(an)的(de)含量(liang)與(yu)其對應(ying)的(de)氨(an)基(ji)酸也具有良好的(de)線性關系。
對不同取樣點的樣本中的乳酸菌含量進行統計，結果發現，在黃酒發酵過程中Streptococcus、Lactococcus、Lactobacillus、Leuconostoc及Pediococcus是在屬水平上具優勢的5個物種。PCA主成分分析結果顯示，不同發酵時期的樣本微生物組成具有較大差異。此外，BA的含量與Lactobacillus、Lactococcus呈正相關，與Streptococcus、Leuconostoc和Pediococcus呈負相關。
在主發酵階段過后，盡管氨基(ji)酸(suan)和乳酸(suan)菌含量很高，但是BA的(de)生成速率卻(que)下降了(le)，這意(yi)味著(zhu)從(cong)第7天開始，氨基(ji)酸(suan)脫(tuo)羧酶的(de)活性下降了(le)。
總(zong)結
本(ben)研究(jiu)表明，黃酒發酵過程中，BA的(de)(de)形(xing)成(cheng)跟總酸(suan)、酒精(jing)、LAB、總氨基(ji)(ji)酸(suan)含量有關，LAB和氨基(ji)(ji)酸(suan)的(de)(de)含量直接決(jue)定了BA的(de)(de)形(xing)成(cheng)。LAB的(de)(de)種(zhong)類(lei)決(jue)定了氨基(ji)(ji)酸(suan)脫(tuo)羧酶的(de)(de)活(huo)性(xing)，進(jin)而決(jue)定了氨基(ji)(ji)酸(suan)的(de)(de)脫(tuo)羧效率，即BA的(de)(de)生成(cheng)速率。
本(ben)研究的(de)測序和數據(ju)分析工作由上(shang)海派森諾(nuo)生物(wu)科技股份有限公司完成(cheng)。
文(wen)章索引(yin)：Xia X, Zhang Q, Zhang B, et al. Insights into the Biogenic Amine Metabolic Landscape during Industrial Semidry Chinese Rice Wine Fermentation[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2016, 64(39): 7385-7393.
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