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作者:王嘉慧;王严庆;李晓韩;边靖贻;谢菲;周建;何桂强;
单位:西南科技大学生命科学与工程学院;四川省绵阳市丰谷酒业有限责任公司;
摘要:尿素是白酒生产中致癌物氨基甲酸乙酯的主要前体物质,本研究基于Illumina NovaSeq高通量测序并结合生物信息学以及菌群与尿素的关联性分析,从同一酒企不同窖池发酵的浓香型酒醅中辨析潜在的尿素降解菌群。结果表明,6个不同发酵酒醅中尿素含量为60.89~73.29 mg/kg;皮尔森相关分析表明,尿素含量与短杆菌属Brevibacterium(相关系数rho=-0.7591)、链球菌属Streptococcus(rho=-0.7969)、韦荣氏球菌属Veillonella(rho=-0.8522)和假单胞菌属Pseudomonas(rho=-0.8023)存在显著的负相关性。通过PICRUSt2功能预测在KEGG数据库对比,表明该酒醅细菌菌群功能主要体现在代谢(Metabolism)通路上,丰度占比80.59%;其中,涉及尿素代谢和尿素循环相关的碳水化合物代谢和氨基酸代谢的相对丰度分别为15.95%和14.70%。由皮尔森相关分析结果可知,上述菌属与尿素代谢相关的脲酶(EC:3.5.1.5)呈正相关,而与尿素循环相关的关键酶包括精氨酸琥珀酸合酶(EC:6.3.4.5)、精氨酸琥珀酸裂解酶(EC:4.3.2.1)和鸟氨基甲酰转移酶(EC:2.1.3.3)等呈负相关,表明这些菌属具有降解尿素的潜在能力。在此基础上,从酒醅中筛选出了一株有效降解尿素的菌株,经分子生物学鉴定,初步判定该菌株为亚麻短杆菌(Brevibacterium linens),并已于中国典型培养物保藏中心登记保藏。综上所述,通过辨析和鉴定酒醅中的尿素降解菌,为后续生物强化应用降低白酒中的尿素和氨基甲酸乙酯提供可借鉴的理论依据。
关键词:浓香型白酒;;尿素降解菌;;脲酶;;短杆菌属;;白酒安全
基金资助:国家自然科学基金(32402056);; 酿酒生物技术及应用四川省重点实验室开放基金(NJ2024-03);; 中国轻工业酿酒生物技术及智能制造重点实验室开放基金(2023-03)