湖北文理学院化学工程与食品科学学院,鄂西北传统发酵食品研究所的王玉荣和当阳市食品药品监督管理局的代凯文等人从湖北省宜昌市当阳地区农户家中采集了10 个鲊广椒样品,首先采用MiSeq高通量测序技术对其真菌微生物多样性进行评价,继而使用电子舌系统对各滋味指标相对强度进行测定,最终对真菌多样性与鲊广椒滋味品质进行了关联性分析,以期对后续鲊广椒产品品质改良及安全性评价提供理论支持。
1、序列丰富度和多样性分析
10 个鲊广椒样品共产生了376 256 条高质量的18S rRNA序列,平均每个样品产生37 626 条。本研究采用两步UCLUST法进行OTU的划分,根据序列100%相似性聚类分析后,得到69 496 条代表性序列,继而经过序列97.0%相似性聚类分析后,得到5 457 个OTU,经嵌合体检查后去除14 个OTU,还剩余5 443 个OTU进行后续分析。本研究有18.45%的OTU和3.91%的序列(范围为0%~14.11%,标准差为5.15%)不能鉴定到属水平。
2、基于各分类学地位相对含量的鲊广椒真菌微生物构成分析
鲊广椒中隶属于Ascomycota(子囊菌门)且平均相对含量大于1.0%的真菌属及其相对含量分别为:Candida(念珠菌属,56.63%)、Eurotium(曲霉菌属,10.12%)、Pichia(毕赤酵母属,11.19%)、Fusarium(镰刀霉属,2.67%)、Galactomyces(地霉属,2.48%)、Cladosporium(分枝孢子菌属,2.21%)和Debaryomyces(德巴利氏酵母属,1.01%)。此外,还有隶属于Basidiomycota(担子菌门)的Guehomyces(久浩酵母属),其平均相对含量为1.50%。由此可见,当阳地区鲊广椒主要是由若干个隶属于Ascomycota(子囊菌门)已知的优势真菌属组成,其平均累计含量为86.32%。Candida(念珠菌属)和Pichia(毕赤酵母属)在10 个样品中均存在,其平均累计含量分别为67.82%。
3、基于多元统计学分析的鲊广椒真菌微生物构成分析
10 个样品整体上可以分为3 个聚类,其中聚类I由样品DY4、DY6、DY7和DY9构成,聚类II由样品DY1、DY2、DY5和DY8构成,聚类III由DY3和DY10构成,这与基于分类操作单元的加权UniFrac距离的主坐标分析结果一致,亦进一步证实了虽然若干鲊广椒样品存在大量的核心真菌菌群,但某些样品间其微生物群落结构构成存在较大的差异。通过Krushkal-Wallis检验发现,隶属于不同聚类的样品除Eurotium(曲霉菌属)和Guehomyce(久浩酵母属)外,其他优势真菌属差异均不显着(P>0.05)。
4、鲊广椒优势真菌属及滋味品质的关联性分析
Pichia(毕赤酵母属)与鲊广椒苦味呈正相关;Debaryomyces(德巴利氏酵母属)和Guehomyce(久浩酵母属)与鲊广椒涩味呈正相关;Debaryomyces(德巴利氏酵母属)、Galactomyces(地霉属)和Eurotium(曲霉菌属)与鲊广椒后味A(涩味的回味)呈正相关;Galactomyces(地霉属)与后味B(苦味的回味)呈正相关。苦味、涩味、后味A和后味B均为鲊广椒的缺陷型指标,由此可见,优势真菌属多与鲊广椒品质的缺陷性指标相关,真菌含量过高可能不利于产品滋味品质的形成。
讨 论
在采用MiSeq高通量测序技术对真菌微生物多样性进行评价的基础上,本研究使用电子舌系统对各滋味指标相对强度进行测定,结果发现鲊广椒样品在酸味上的差异最大,这可能与样品中乳酸菌含量不同有关,因为除真菌外鲊广椒中亦存在大量细菌。此外,通过将真菌多样性与鲊广椒滋味品质进行关联性分析发现,优势真菌属多与鲊广椒品质的缺陷性指标相关,因而综上所述,当阳地区鲊广椒中真菌微生物主要隶属于念珠菌属、曲霉菌属和毕赤酵母属,且其含量过高可能不利于产品滋味品质的形成。此外,MiSeq高通量测序技术存在读长短的缺陷,因而二代测序只能在属的水平上研究样本中菌群的组成和变化,难以精确到种水平上,因而在后续研究中积极引入新的测序技术并实现鲊广椒样品中活的真菌的绝对定量,对鲊广椒产品品质改良及安全性评价将具有积极的意义。