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江南大学许正宏教授团队文献汇总

科学私享 科学私享 2022-10-07

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江南大学许正宏教授团队

文献汇总

导  读

江南大学系统发酵与制药工程研究室(许正宏教授团队)成立于2007年6月,致力于“以重要微生物系统代谢改造与优化、复杂微生物群落酿造机理认识与功能调控为抓手,解决饮食与健康的关键共性问题”。研究室现有教师18名,其中教授6人,副教授6人,实验师2人,博士后4人,在读研究生111人,其中博士生31人,硕士生80人。主要研究方向包括传统发酵食品工艺机理解析与优化、酿造微生物资源的开发与利用、特色农产品资源的生物加工、氨基酸发酵菌种的代谢工程改造、动植物源活性物质开发及评价等。近10年来,研究室承担100余项包括973、863、国家自然科学基金、国家重点研发计划项目、国家重大新药创制专项、国家支撑(攻关)计划、国际合作、地方和企业等课题研发,鉴定或验收10余项科研成果,在国内外发表研究论文500余篇,申请国家发明专利300余项,获国家及省部级科研成果奖10项,全国“挑战杯”科技竞赛一等奖、国际遗传工程机器设计大赛(iGEM)金奖等。

传统酿造食品有着悠久的历史,因其独特的风味和功能而深受我国广大人民喜爱,与人民的生活息息相关,不仅蕴含着丰富的文化价值,而且有着重要的科技内涵。许正宏教授团队长期从事传统酿造食品的应用基础研究和产业实践,与国内的众多大型酿造企业保持着长期的产学研合作,近十多年来,针对白酒、食醋、酱油(酱)等传统酿造食品,在系统研究酿造微生物功能的基础上,理性设计功能调控手段,达到传承工艺特色,稳定发酵生产,提升产品品质的目的。

为了更好地了解许正宏教授团队在该领域的研究,我们汇总了其团队近年来发表的部分代表性研究成果。


(一)

白酒酿造微生态机制及风味解析

1

江南大学李崎、许正宏:浓香型白酒“泥窖生香”相关的微生物代谢机制


2021年6月3日,江南大学钱玮(一作)、李崎*(通讯作者)与许正宏*(通讯作者)在Food Research International(1区,IF=6.475)发表了题为“Cooperation within the microbial consortia of fermented grains and pit mud drives organic acid synthesis in strong-flavor Baijiu production”的研究论文。

泥窖酿酒是浓香型白酒最具特点的工艺特征,泥窖池内网罗了来自原料、大曲、窖泥和环境等的微生物,形成了高度复杂多样的酿造微生物集群。在窖池内,酒醅与窖泥是酿造微生物的天然栖息地,然而,发酵过程这些微生物在浓香型白酒典型风格形成中的协作机制有待解析。该文章分析了在浓香型白酒酿造过程酒醅和窖泥微生物群落的结构和代谢产物变化规律,通过与环境因子相关性分析、微生物交互网络分析、功能预测和发酵验证实验,发现浓香型白酒泥窖中存在两个环境特征显著差异的发酵模块,一是以乳酸杆菌属为优势菌主要代谢产乳酸和乙酸的酒醅发酵体系,另一个是以梭菌(包括Hydrogenispora、Caproiciproducens和Clostridium等)为优势菌主要代谢产己酸和丁酸的窖泥发酵体系,两者之间可以通过黄水进行代谢产物的传递,酒醅菌群产生的乳酸和乙酸为窖泥菌群提供了底物,后者产生的己酸和丁酸通过黄水带入酒醅,与乙醇酯化为浓香型白酒的典型香气物质己酸乙酯和丁酸乙酯。此项研究为理解浓香型白酒泥窖生香发酵的独特工艺提供了理论依据。


DOI:  10.1016/j.foodres.2021.110449


2

AEM封面文章:江南大学许正宏研究长期酿酒生产影响下窖泥菌群演化模式及驱动因素


2021年8月11日,江南大学柴丽娟(一作)与许正宏*(通讯作者)在Applied and Environmental Microbiology(2区,IF: 4.792)发表了题为“Mining the Factors Driving the Evolution of the Pit Mud Microbiome under the Impact of Long-Term Production of Strong-Flavor Baijiu”的研究论文。

泥窖池为浓香型白酒的发酵创造了独特的微环境,近年来的研究和长期的实践经验共同表明栖息于窖泥中的微生物在浓香型白酒独特风味形成中发挥着至关重要的作用。白酒界常说“窖龄老,酒才好”、“千年老窖万年糟,酒好全凭窖龄老”,那么,在人类数百年酿酒生产影响下,窖泥微生物群落发生着怎样的变化?这种变化的驱动因素是什么?它又会对白酒品质产生怎样的影响?该文章研究了不同窖龄窖泥微生物群和微生物主要代谢产物的差异,推断了窖泥微生物群落的主要功能种群,并探讨了窖泥微生物群落演化的选择压力。本研究阐释了在几十年甚至几百年的连续酿酒活动的影响下,窖泥微生物群落呈现出规律性和方向性的变化,初步揭示了窖泥微生物群落定向演化的影响因素,并为促进功能微生物的富集提供了一种新的途径。


DOI: 10.1128/AEM.00885-21


3

江南大学许正宏:浓香型白酒酿造过程酒醅与窖泥中产丁酸菌群分析


2019年5月16日,江南大学柴丽娟(一作)与许正宏*(通讯作者)在International Journal of Food Microbiology(1区,IF=5.277)发表了题为“Profiling the Clostridia with butyrate-producing potential in the mud of Chinese liquor fermentation cellar(窖泥)”的研究论文。

2019年6月21日,江南大学柴丽娟(一作)与许正宏*(通讯作者)在Frontiers in Microbiology(2区,IF=5.640)发表了题为“Zooming in on Butyrate-Producing Clostridial Consortia in the Fermented Grains of Baijiu via Gene Sequence-Guided Microbial Isolation(酒醅)”的研究论文。

研究酿造环境内微生物群落的结构、功能和调控,是在生态系统水平阐明泸型酒风味物质形成机制、揭示“老窖出好酒”内在奥秘的重要途径之一,也是创新传统酿造工艺的基础。丁酸及其酯化物丁酸乙酯是泸型酒的主要风味物质,亦是其它风味物质的前体,在适当浓度范围能够赋予白酒独特的窖泥香、水果香。课题组对泸型酒百年窖池中产丁酸微生物群落的发酵变化规律进行了跟踪研究,明确了梭菌(Clostridia)在酒醅和窖泥中均是产生丁酸的主要种群,并发现它们在窖池中可以通过丁酸激酶(buk)和丁酰辅酶A:乙酰辅酶A转移酶(but)两条途径共同完成丁酸的合成,且以buk途径为主。在传统微生物分离培养技术的基础上,利用高通量测序所获得的梭菌基因序列预测培养条件,定向分离关键功能菌株。上述研究一方面从微生物学的角度阐释了泸型酒重要风味物质丁酸的产生机制,另一方面为复杂酿造群落中的功能微生物的分离提供了新策略,有助于推动对泸型酒风味物质微生物形成机理的深入了解。


DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2019.02.023

DOI: 10.3389/fmicb.2019.01397


4

江南大学史劲松、许正宏:宏基因组学揭示中温大曲风味形成的微生物动态代谢网络


2020年12月24日,江南大学杨阳(一作)、史劲松*(通讯作者)与许正宏*(通讯作者)在Food Research International(1区,IF=6.475)发表了题为“Metagenomics unveils microbial roles involved in metabolic network of flavor development in medium-temperature daqu starter”的研究论文。

公元1324年,制曲之父郭怀玉发明甘醇曲,酿制出第一代泸州大曲酒,开创了中国白酒“大曲酒”的历史。泸州老窖的“久香”牌酒曲,被酒届泰斗周恒刚誉为“天下第一曲”。曲为酒之骨,酒曲是传统白酒生产过程中常用的发酵剂。酒曲的生产采用固态开放式发酵工艺,发酵过程中形成的微生物群落、酶系和风味物质对酒醅发酵和白酒风味品质具有重要影响。除此之外,大曲在食醋等其它传统酿造产品生产中也有广泛应用,其质量对产品的感官特性有显著影响,但参与大曲风味形成的微生物代谢机制尚不清楚。本研究以浓香型白酒的传统发酵剂——中温大曲为研究对象,应用宏组学、风味化学等研究方法,探究了大曲发酵过程中微生物群落演替与理化特性变化规律,揭示了大曲风味形成过程中的微生物动态代谢网络,并解析了大曲产香、产酶的微生物基础和形成机制,为科学认识大曲的酿造功能提供了数据支撑,为大曲生产优化奠定了一定理论基础。


DOI:10.1016/j.foodres.2020.110037


5

江南大学许正宏:大曲微生物种群在酿酒过程的演替规律


2021年2月12日,江南大学肖辰(一作)与许正宏*(通讯作者)在Food Microbiology(1区,IF=5.516)发表了题为“Daqu microbiota exhibits species-specific and periodic succession features in Chinese baijiu fermentation process”的研究论文。

大曲微生物及其产生的酶类可以为酿酒过程提供糖化力、发酵力,决定着酿酒效率和出酒率;同时,大曲微生物代谢所产生的香味成分带到了白酒当中,形成浓郁而独特的曲香。因此,大曲是大曲酒酿造过程中重要的糖化剂、发酵剂和生香剂,对产品风味品质重要作用。虽然大曲酿酒工艺已经应用数百年,但是我们对于大曲中哪些微生物在白酒酿造过程中存活并发挥作用,以及不同酿酒阶段大曲微生物的演变规律等方面的认识仍不深刻。本研究以泸州老窖中高温大曲为研究对象,通过白酒生产实验和模拟发酵实验,首次在物种OTU水平追踪了中温大曲各类微生物在白酒发酵过程中“兴盛衰落”的演替规律,分析大曲不同种类微生物在酿酒不同阶段的作用差异,为解析大曲酿造功能提供了理论依据,为进一步调控白酒生产过程奠定了研究基础。


DOI:10.1016/j.fm.2021.103766


6

江南大学许正宏:基于挥发性成分非靶向分析的年份白酒标志物筛选


2021年1月19日,江南大学张晓娟(一作)、孟连君(共一)与许正宏*(通讯作者)在LWT-Food Science and Technology(1区,IF=4.952)发表了题为“Identification of age-markers based on profiling of Baijiu volatiles over a two-year maturation period: Case study of Lu-flavor Baijiu”的研究论文。

白酒经过陈放,获得了时间的馈赠,在四季轮回下,实现了自我打磨与升华,趋于醇厚优雅,而如何利用科学数据识别老酒仍然是个难题。白酒在陈放阶段发生了一系列的物理和化学转化,风味品质也从新酒的燥辣刺激逐渐趋于醇厚协调。年份酒的感官品质以及其市场稀缺性,导致年份酒的市场价格与储存时间紧密相关。然而目前尚缺乏科学有效、便于推广的鉴别白酒年份的方法。因此,解析白酒陈放过程中的物质变化规律,明确标志储存时间的化合物,对建立年份酒鉴定方法具有重要意义。该文章以泸型酒为案例,利用顶空固相微萃取-气相色谱/质谱联用的方法追踪了基酒在2年陈放过程中挥发性成分的动态变化规律,通过多种数学分析方法,得到系列标志储存时间的化合物,使不同储藏时间基酒的区分度得到提高。本研究归纳的白酒挥发性成分的变化规律对白酒年份酒鉴定模型的建立提供了重要信息,发现的标志性化合物也为建立可推广的鉴定方法提供了有力抓手。


 DOI:10.1016/j.lwt.2021.110913


(二)

传统调味品发酵机制解析及调控应用

7

江南大学许正宏、陆震鸣、史劲松:《食醋酿造原理与技术》


食醋酿造原理与技术》是2019年6月1日出版,主编为江南大学许正宏、陆震鸣、史劲松。本书介绍了发酵食醋的历史、种类、工艺特点、风味特征和功能;收录了酿造食醋风味品质的分析方法,讲述了典型食醋风味物质的发酵形成规律,分析了我国不同地域食醋的风味差异;介绍了我国传统食醋酿造微生物群落的多样性与发酵演替规律,解析了典型酿醋微生物群落的功能;收录了酿醋功能微生物的分离和鉴定方法,介绍了传统食醋酿造过程的微生物强化技术及其应用案例。本书是传统酿造食醋相关研究进展的专著,可作为发酵工程、食品科学与工程等专业的本科生和研究生教材,同时可作为食醋生产和研究相关人员的工具书。


8

江南大学许正宏:镇江香醋中D/L-乳酸的微生物合成机制及调控技术


2020年6月12日,江南大学柴丽娟(一作)与许正宏*(通讯作者)在Food Microbiology(1区,IF=5.516)发表了题为“Deciphering the D-/L-lactate-producing microbiota and manipulating their accumulation during solid-state fermentation of cereal vinegar”的研究论文。

我国传统谷物醋经开放式多菌种混合发酵酿制而成,丰富的微生物代谢产生种类多样的风味物质,造就了传统食醋多姿多彩的风味特色。传统食醋中有机酸种类丰富,其中,乳酸是最主要的非挥发性酸,含量仅次于乙酸。乳酸以柔和酸感可有效缓冲食醋中乙酸带来的口腔刺激性,亦可被酿造微生物利用生成乙偶姻等风味物质,进而促进食醋中川芎嗪等活性物质的合成累积。另外,以乳酸为主的不挥发酸含量已被列为镇江香醋(GB/T 18623–2011)、山西老陈醋(GB/T 19777–2013)等食醋质量分级的重要参考指标。解析食醋酿造过程乳酸形成的微生物机理对调控食醋品质具有十分重要的意义。

乳酸具有旋光异构性,可分为D-乳酸和L-乳酸两种构型。人体更容易吸收代谢L-乳酸,过量的D-乳酸摄入可能存在一定的健康隐患。作为食品添加剂,食品安全国家标准(GB 1886.173–2016)规定L-乳酸占总乳酸含量97%以上。因此,本研究以镇江香醋为例,采用多组学联用技术构建了乳酸的微生物合成途径,通过基于关键酶的扩增子测序系统分析了酿造过程D/L-乳酸合成菌群的物种多样性,进一步从醋醅中分离获得关键功能菌,评价其乳酸代谢特点,并探索了食醋中D/L-乳酸含量的调控方法。本研究为认识我国以镇江香醋为代表的传统酿造食醋中乳酸代谢的微生物机理奠定了理论基础,也为通过人工干预酿造微生物群落功能,改变食醋中乳酸不同构型比例,提升食醋的健康性提供了新策略。


 DOI:10.1016/j.foodchem.2019.126098


9

江南大学许正宏:酿造功能微生物互作机制解析及富含乙偶姻/川芎嗪镇江香醋工艺优化


2020年9月22日,江南大学柴丽娟(一作)与许正宏*(通讯作者)在Food Research International(1区,IF=6.475)发表了题为“Modulating microbiota metabolism via bioaugmentation with Lactobacillus casei and Acetobacter pasteurianus to enhance acetoin accumulation during cereal vinegar fermentation”的研究论文。

川芎嗪(Ligustrazine),即2,3,5,6-四甲基吡嗪(Tetramethylpyrazine, TTMP),具有坚果香和烘焙香,是传统发酵食醋中重要的风味化合物,本团队在2004年首次发现与报道了镇江香醋中含有川芎嗪及其前体物质。川芎嗪是中药川芎中的一种功能活性物质,具有降压、活血化瘀等心血管保健作用。乙偶姻(Acetoin),即3-羟基-2-丁酮,具有令人愉快的奶香味,是食醋等多种食品中重要的风味化合物,亦是川芎嗪的前体。基于镇江香醋生产全过程代谢组学分析发现,川芎嗪主要在煎煮和陈酿阶段生成,乙偶姻则在醋酸发酵过程大量积累。因而,本研究拟通过提高发酵过程醋醅中乙偶姻含量,从而获得富含川芎嗪的食醋。

多菌协同共酵是传统谷物醋生产的典型特点,采用宏基因组学和功能基因扩增子测序分析发现,醋酸杆菌属(Acetobacter)和乳酸杆菌属(Lactobacillus)微生物共同参与食醋中乙偶姻的代谢,然而醋杆菌与乳杆菌间的相互作用对发酵过程乙偶姻生成及酿造菌群代谢的影响尚不清楚。本研究在解析镇江香醋主要酿造功能微生物巴斯德醋酸菌与不同乳杆菌间相互作用关系基础上,筛选高产乙偶姻的优良组合,并应用于食醋酿造,评价其对酿造菌群代谢的影响,为开发富含川芎嗪的食醋酿造工艺奠定理论基础。


 DOI:10.1016/j.foodres.2020.109737


10

江南大学耿燕、许正宏:醋膏减轻Il-10缺陷小鼠自发性溃疡性结肠炎


2021年10月3日,江南大学耿燕(一作/通讯作者)与许正宏*(通讯作者)在Molecular Nutrition & Food Research(1区,IF=5.91)发表了题为“Cereal Vinegar Sediment Alleviates Spontaneous Ulcerative Colitis in Il-10 Deficient Mice”的研究论文。

醋膏(CVS)是谷物酿造传统食醋在保存过程中产生的沉淀物,富含蛋白、有机酸、多糖,多酚和黄酮等物质。该文章研究了 CVS 对 Il-10基因敲除小鼠自发性结肠炎的影响。研究发现 CVS 减轻了结肠炎小鼠肠道上皮损伤,抑制了髓过氧化物酶 (MPO) 活性和丙二醛 (MDA) 水平,降低了结肠组织中炎症因子 Tnf-α、Inos、Il-23 的基因表达。 CVS 还抑制结肠炎小鼠血清中炎症因子 IL-2、IL-6、IL-13、G-CSF、GMCSF、IFN-γ 和 RANTES 的分泌。CVS增强结肠炎小鼠肠道组织抗菌肽Reg3γ表达,促进粘蛋白Muc2、Muc3和Muc4基因表达及Muc-2蛋白表达,并增加肠道内乙酸含量。此外,CVS 通过增加肠道潜在有益菌 Akkermansia、Alistipes 和 Lactobacillus 的丰度,同时抑制潜在有害菌 Desulfovibrio 和 Clostridium sensu stricto 1 来改变肠道微生物群的组成,这些变化或可影响机体类固醇、脂肪酸和胆汁酸的调控。此项研究表明CVS通过饮食干预,减少炎症标志物并改变肠道菌群,可能是机体微生物组及免疫系统的强大调节剂,具有进一步开发利用价值。


 DOI: 10.1002/mnfr.202001227


11

江南大学李崎、陆震鸣:豆瓣酱合成微生物群落模型建立及其在低盐豆瓣酱发酵过程中的应用


2020年6月2日,江南大学贾云(一作)、钮成拓、李崎*(通讯作者)与陆震鸣*(通讯作者)在Applied and Environmental Microbiology(2区,IF: 4.792)发表了题为“A Bottom-Up Approach To Develop a Synthetic Microbial Community Model Application for Efficient Reduced-Salt Broad Bean Paste Fermentation”的研究论文。

高盐度在豆瓣酱发酵过程中起着重要作用。然而,高盐度不利于消费者身体健康,且不符合消费者的消费需求。该文章解析了豆瓣酱发酵过程中理化指标、风味和微生物群落的演替变化规律,并通过网络分析等手段最终确定了豆瓣酱发酵的核心功能微生物;在此基础上,进一步阐明了核心功能微生物的功能及其相互作用关系,搭建了一种人工合成微生物群落,在不同盐度豆瓣酱发酵过程中进行了应用。此项研究采用自下而上的方式搭建了一种低盐豆瓣酱发酵剂,为低盐化豆瓣酱发酵奠定基础。


 DOI: 10.1128/AEM.00306-20 


12

江南大学李崎、钮成拓:解析豆瓣酱日晒夜露发酵工艺背后的科学涵义


2021年5月14日,江南大学赵帅(一作)、钮成拓(共一)与李崎*(通讯作者)在LWT-Food Science and Technology(1区,IF=4.952)发表了题为“Unraveling the Mystery of 'Bask in Daytime and Dew at Night' Technique in Doubanjiang (Broad Bean Paste) Fermentation”的研究论文。

该文章研究了日晒夜露工艺中三种重要影响因素光照、空气接触和翻酱工艺对豆瓣酱发酵的影响,系统阐述了不同环境条件下豆瓣酱理化指标、色泽、风味和微生物群落演替的变化规律。此外,通过数理统计分析和实验验证,确定了与光照、空气接触和翻酱工艺密切相关的微生物及其功能。此项研究首次阐明了传统日晒夜露工艺背后的科学涵义,为助推豆瓣酱的现代化发酵奠定了基础。


 DOI: 10.1016/j.lwt.2021.111723


13

江南大学李崎、钮成拓:解析盐度对豆瓣酱发酵的影响


2021年1月30日,江南大学杨悦(一作)、钮成拓(共一)与李崎*(通讯作者)在Food Chemistry(1区,IF=7.514)发表了题为“Physicochemical, Flavor and Microbial Dynamic Changes During Low-Salt Doubanjiang (Broad Bean Paste) Fermentation”的研究论文。

该文章研究了不同盐度对豆瓣酱发酵的影响,系统阐述了三种不同盐度条件下豆瓣酱发酵过程理化指标、风味和微生物群落的演替规律,着重考察了不利物质和微生物,如生物胺和条件致病菌,在不同盐度条件下的存在和变化情况。研究发现盐度的降低有利于酱醅中关键指标、营养和风味物质的积累,但是对于酱醅整体风味和微生物安全存在隐患。此项研究首次解析了不同盐度条件下豆瓣酱发酵情况,为低盐化豆瓣酱发酵工艺的设计和建立奠定了基础。


 DOI: 10.1016/j.foodchem.2020.128454


14

江南大学李崎、许正宏:葡萄球菌属在豆瓣酱发酵过程的代谢功能和生态分布机制解析


2021年7月2日,江南大学贾云(一作)、钮成拓与李崎*(通讯作者)和许正宏*(通讯作者)在Food Research International(1区,IF=6.475)发表了题为“Metabolic Potential of Microbial Community and Distribution Mechanism of Staphylococcus species During Broad Bean Paste Fermentation”的研究论文。

该文章研究了葡萄球菌属微生物在豆瓣酱发酵过程中的变化规律,系统阐述了生物因素和非生物因素对不同种葡萄球菌属微生物的影响,确定了豆瓣酱发酵关键葡萄球菌种。首先通过宏基因组学确定了葡萄球菌属微生物是豆瓣酱营养和风味的主要功能基因贡献微生物,进一步考察环境因素和生物因素两个方面对不同种葡萄球菌生长和代谢的影响,最终阐明了豆瓣酱发酵过程葡萄球菌属的代谢功能,并提出了葡萄球菌属的生态分布机制。


 DOI: 10.1016/j.foodres.2021.110533


15

江南大学李崎、许正宏:豆瓣酱发酵季节性变化规律解析


2021年3月20日,江南大学贾云(一作)、钮成拓与李崎*(通讯作者)和许正宏*(通讯作者)在Food Chemistry(1区,IF=7.514)发表了题为“Development of a Defined Autochthonous Starter Through Dissecting the Seasonal Microbiome of Broad Bean Paste”的研究论文。

该文章研究了不同季节豆瓣酱发酵过程,系统阐述了四个季节豆瓣酱发酵过程理化代谢物、风味和微生物群落的变化规律,确定了四个季节豆瓣酱发酵标志微生物和标志代谢物。在此基础上,通过相关性分析推测并确定了与标志代谢物密切相关的微生物及其功能,确定了两种关键微生物属。最后,建立了一种基于乳杆菌和酵母菌的豆瓣酱发酵剂,在豆瓣酱发酵过程中取得了良好的应用效果。


 DOI: 10.1016/j.foodchem.2021.129625


16

江南大学李崎、钮成拓:强生物胺降解能力菌株的筛选及其在豆类发酵食品中的应用


2020年8月6日,江南大学赵佳迪(一作)、钮成拓(共一)与李崎*(通讯作者)在LWT-Food Science and Technology(1区,IF=4.952)发表了题为“Reduction of Biogenic Amines Formation During Soybean Paste Fermentation by using Staphylococcus carnosus M43 and Pediococcus acidilactici M28 as starter culture”的研究论文。

该文章报道了两株具有较强生物胺降解能力的微生物菌株的筛选、鉴定、功能分析及实际应用。论文作者筛选得到两株对8种常见生物胺均有降解能力(尤其是对组胺和酪胺具有较强降解能力)且无生物胺产生能力的微生物菌株,通过分子生物学鉴定为肉葡萄球菌M43和乳酸片球菌M28。在此基础上,考察了环境因素对两株微生物菌株生物胺降解能力的影响,发现两株菌株具有较宽的温度、盐度和pH应用范围。最后,肉葡萄球菌M43和乳酸片球菌M28在豆酱中的单独使用和混合使用均取得了良好的应用效果。


 DOI: 10.1016/j.lwt.2020.109917


(三)

传统酿造食品微生物新资源开发

17

江南大学许正宏、江苏恒顺醋业股份有限公司余永建:镇江香醋醋醅中发现乳酸菌新属金山醋酸乳杆菌


2019年8月12日,江苏恒顺醋业股份有限公司余永建*(一作、通讯作者)、江南大学柴丽娟、陆震鸣与许正宏*(通讯作者)在Antonie van Leeuwenhoek发表了题为“Lactobacillus jinshani sp. nov., isolated from solid-state vinegar culture of Zhenjiang aromatic vinegar”的研究论文。

镇江香醋是我国传统酿造工艺的典型代表,通过“套醪接种”的方式在谷物原料上接种发酵成熟的醋醅(前一批次发酵成熟的醋醅,富含能够适应高酸度环境的酿醋微生物菌群),启动二十天左右的固态醋酸发酵过程。持续稳定的酿醋过程所营造的人工酸性生态环境,推动着酿醋微生物菌群的适应性进化,并影响着食醋品质,这当中存在诸多不解之谜有待挖掘。

在前期系统分析酿醋微生物群落结构和功能的基础上,结合酿造过程中的一些特有现象,通过设计选择性培养条件,从传统镇江香醋发酵醋醅中定向分离获得1个乳酸菌新物种,并以金山乳杆菌(Lactobacillus jinshani)的拉丁学名首次发表于微生物领域专业期刊《列文虎克》。近日,根据国际微生物分类学权威期刊《国际系统与进化微生物学期刊》(International Journal of Systematics and Evolutionary Microbiology,简写 IJSEM)的最新报道,将乳杆菌属划分出新属醋酸乳杆菌(Acetilactobacillus),同时将该菌重新命名为金山醋酸乳杆菌(Acetilactobacillus jinshanensis)。金山醋酸乳杆菌为该新属的模式种,且为目前的唯一种。

根据研究小组掌握的情况看,金山醋酸乳杆菌在我国不同地区的传统酿醋、酿酒过程中均广泛存在,且在某些酿造过程中占据了主导生态位,属于典型的酿造微生物。但由于该物种的培养条件特殊,此前未见分离报道,研究者普遍忽视了其酿造性能对生产过程、终端产品品质等影响的研究。


 DOI: 10.1007/s10482-019-01316-1


18

江南大学许正宏、陆震鸣,国家固态酿造工程技术研究中心沈才洪:窖泥中发现梭菌属新种老窖梭菌


2019年2月8日,江南大学徐鹏翔(一作)、柴丽娟、陆震鸣*(通讯作者)与许正宏*(通讯作者)、国家固态酿造工程技术研究中心沈才洪*(通讯作者)在International Journal of Systematics and Evolutionary Microbiology发表了题为“Clostridium fermenticellae sp. nov., isolated from the mud in a fermentation cellar for the production of the Chinese liquor, baijiu”的研究论文。

泥窖固态酿造是中国优质浓香白酒的独特生产方式,业界素有“千年老窖万年糟,酒好全凭窖龄老”的说法。历经数百年的持续酿酒过程驱动老窖窖泥中微生物的生息繁衍,形成了功能独特的微生态系统,影响着白酒风味物质的合成。从泸州老窖百年窖泥中成功分离了一株具有独特酿造性能的新种,被命名为老窖梭菌(Clostridium fermenticellae),发表在国际微生物分类学权威期刊《国际系统与进化微生物学期刊》。


 DOI: 10.1099/ijsem.0.003254


19

江南大学许正宏、陆震鸣:窖泥中发现梭菌纲新属老窖新互营球菌


2021年9月9日,江南大学柴丽娟(一作)、陆震鸣*(通讯作者)与许正宏*(通讯作者)在International Journal of Systematics and Evolutionary Microbiology发表了题为“Novisyntrophococcus fermenticellae gen. nov., sp. nov., isolated from an anaerobic fermentation cellar of Chinese strong-flavour baijiu”的研究论文。

近日,课题组从窖泥中分离获得了一株未分类的微生物,经鉴定为梭菌纲的新属,命名为老窖新互营球菌(Novisyntrophococcus fermenticellae),该菌在梭菌强化培养基中主要代谢产物为乙酸、乙醇和乙酸乙酯,相关特性发表在国际微生物分类学权威期刊《国际系统与进化微生物学期刊》。


 DOI: 10.1099/ijsem.0.004991



许正宏

许正宏,江南大学教授、博士生导师,现任生物工程学院院长,荣获国家级特支计划中青年领军人才、科技部中青年科技创新领军人才、江苏省有突出贡献中青年专家、江苏省五一劳动奖章等荣誉称号。长期从事发酵食品微生物和现代发酵工程方向的前沿研究,以现代分子生态学技术解析复杂微生物发酵体系的结构、功能,并实现其优化调控,培养毕业研究生/博士后近200名。先后主持或参与完成了包括国家重点研发计划、国家自然基金、科技部863重大项目课题、宁夏东西部科技合作重大项目、江苏省重大成果转化等在内的国家、省部级及企业委托科研项目30余项;联合发表论文200余篇,其中SCI收录论文120余篇,授权国际PCT及国家发明专利119项;受聘为中国生物工程学会理事,中国科学院天津工业生物技术研究所学术委员会委员,中国生物工程学会糖生物工程专业委员会委员,中国微生物学会分子微生物学与生物工程委员会委员、酿造分委会委员,中国调味品协会感官评价专业委员会主任委员、科学技术委员会副主任委员、标准化委员会委员等;担任Food Microbiology、Frontiers in Microbiology、Systems Microbiology and Biomanufacturing期刊编委;主编或参编《Green Biocatalysis》、《食醋酿造原理与技术》等国内外专著或教材5部;获得江苏科学技术奖一等奖、天津市科学技术进步特等奖、教育部技术发明二等奖、中国轻工业联合会科技进步一等奖、江苏省生物技术科技创新奖等在内的省部级或行业协会奖励10项。

李 崎

李崎博士,江南大学生物工程学院教授,博士生导师,现任校产业技术研究院副院长兼协同创新中心办公室主任,教育部新世纪人才计划,江苏省青蓝工程中青年学术带头人,浙江省钱江学者特聘教授。研究方向为酿酒酿造科学技术与酶工程,主要从事酿酒酵母菌株、酶制剂及传统酿造食品的研究。先后主持完成10余项国家科研项目和几十项产学研横向课题,发表科研论文130余篇,译著3本,申请国家发明专利100余项,授权40余项。

陆震鸣

陆震鸣,江南大学生物工程学院教授、博士生导师,粮食发酵工艺与技术国家工程实验室副主任。受聘为中国调味品协会科学技术委员会委员、中国食品科学技术学会传统酿造食品分会常务理事、国家固态酿造工程技术研究中心工程技术委员会委员、酿酒生物技术及应用四川省重点实验室学术委员会委员。

张晓娟

张晓娟,江南大学粮食发酵工艺与技术国家工程实验室副教授、硕士生导师,弗吉尼亚联邦大学博士,主要研究方向为白酒风味化学、微生物发酵机制及农产品生物加工、基因调控及其他生物大分子元件设计与合成;主持国家自然科学基金面上项目、江苏省自然科学基金项目、国家重点研发计划项目等4项;在本领域国内外期刊发表论文20余篇,其中以第一作者和责任作者发表16篇。联合申请国家发明专利40余项,授权20项;获中国商业联合会科技进步二等奖。

钮成拓

钮成拓,江南大学生物工程学院副研究员、硕士生导师,江南大学-赫瑞瓦特大学联合培养博士,主要从事传统发酵食品、功能发酵食品以及相关食品用酶的研究,主持及参与国家自然科学基金项目及国家重大专项子课题4项,以第一作者在国内外知名期刊发表论文近20篇;申请国家发明专利27项,授权6项,现担任AMB、 JASBC和食品与发酵工业等国内外期刊审稿专家,获中国商业联合会科学技术奖全国商业科技进步奖一等奖1项。

柴丽娟

柴丽娟,江南大学粮食发酵工艺与技术国家工程实验室副研究员,中国农业大学-以色列农业研究组织Volcani中心联合培养博士,主要研究方向为传统发酵食品酿造机理解析、酿造微生物资源的开发与利用、微生物交互作用机制解析;主持或参与国家自然科学基金青年项目、中国博士后科学基金项目、国家重点研发计划项目;在本领域国内外期刊发表论文20余篇,其中第一作者论文12篇,联合申请国家发明专利20项,授权5项;受聘为中国微生物学会酿造分会专家委员会委员。


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