[发明专利]一种监测浓香型大曲制曲过程微生物生长代谢的方法

说明书

本发明属于生物技术领域，具体为一种监测浓香型大曲制曲过程微生物生长代谢的方法。该方法包括步骤一：收集样品并且检测基础数据：步骤二：基于16S和ITS扩增子的微生物多样性PCoA主坐标分析；步骤三：基于LEfSe的微生物差异分析；步骤四：对前缓、中挺、后缓落各阶段特征风味物质聚类；步骤五：对特征微生物与特征风味物质进行相关性分析。在实际生产中，可以通过检测每个发酵阶段特征风味物质的变化情况，以反映出浓香型大曲发酵各阶段特征微生物的实际生长状况，为及时做出工艺调整提供依据。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体为一种监测浓香型大曲制曲过程微生物生长代谢的方法。

背景技术

大曲作为中国浓香型白酒特有的糖化发酵剂，它为浓香型白酒发酵提供了丰富的菌系和酶系。“曲定香型”一说，证明了大曲对白酒风格特征的影响。大曲微生物菌群结构差异、演替规律差异，赋予了浓香型白酒多种风格。浓香型大曲的生产是典型的开放式多菌种固态发酵体系，发酵机制复杂，制曲过程中通过揭盖草帘、开关门窗进行工艺控制，以调节大曲微生物菌群的生长代谢。而目前整个行业对发酵过程微生物及发酵状态的监控主要是根据感官指标，即通过肉眼观察大曲中菌丝的分布、结合嗅闻“曲香”来判断发酵状况，从而调节工艺操作。

尽管目前行业这种依靠经验的感官评价的方法具有快速的优点，克服了利用可培养方法、DNA序列分析检测大曲微生物耗时长、操作繁琐、难以及时指导生产工艺操作等缺点，但由于对大曲生产过程中风味物质合成与大曲微生物生长繁殖的相关性的认识还不够深刻，通过人的感官进行判断存在可靠性差、重现性低等局限性。本发明旨在通过对前缓、中挺、后缓落各阶段大曲挥发性物质的检测来判断大曲发酵过程中各阶段特征微生物的生长代谢状况。

发明内容

本发明正是基于现有技术中存在的问题，提供如权利要求1所述一种监测浓香型大曲制曲过程微生物生长代谢的方法，。该方法可实现对白酒行业制曲过程微生物生长代谢进行及时监测、快速评价发酵状态，以便及时做出工艺调整，优化发酵工艺。

为了实现以上发明目的，本发明的具体技术方案为：

一种监测浓香型大曲制曲过程微生物生长代谢的方法，包括以下步骤：

步骤一：收集样品并且检测基础数据：在发酵曲房的不同位置采集大曲发酵过程中不同时间内的大曲样本，并对采集的样品分别进行风味物质成分测定(有机酸、氨基酸、挥发性风味物质)以及细菌属结构数据，获得动态变化结果。

步骤二：基于16S和ITS扩增子的微生物多样性PCoA主坐标分析：运用R语言将前缓、中挺、后缓落不同发酵时期的样品聚类，从而明确各阶段细菌、真菌属组成特征；

步骤三：基于LEfSe的微生物差异分析：首先使用非参数Kruskal-Wallis秩和检验来验证不同阶段大曲中丰度差异显著的物种，然后使用Wilcoxon检验上一步的差异物种在不同阶段的差异一致性，最后采用线性回归分析来估算每个物种丰度对差异效果影响的大小。从而找到大曲发酵各阶段在丰度上有显著差异的特征物种，即biomaker；

步骤四：对前缓、中挺、后缓落各阶段特征风味物质聚类：运用simca软件，基于测定得到的风味物质成分，并对风味物质进行有监督的正交偏最小二乘判别分析，获得每个发酵阶段的特征风味物质；

步骤五：对特征微生物与特征风味物质进行相关性分析：运用spss软件对前缓、中挺、后缓落各阶段特征微生物与特征风味物质进行基于斯皮尔曼系数的相关性分析并作双尾检验；用R语言绘制相关性聚类热图，进一步展示两者在浓香型大曲发酵过程中的相关关系；筛选拥有极显著相关性的特征微生物与特征风味物质，运用Gephi软件绘制相关性网络图；结合网络分析结果，找出前缓、中挺、后缓落各阶段与特征微生物极显著相关的风味物质，在实际生产中通过检测这些特征风味物质的含量来确定与他们极显著相关的特征微生物的含量，从而建立一种浓香型大曲制曲过程阶段性特征微生物生长代谢的判断方法。