发酵食品在人类生活中扮演着不可或缺的角色,涵盖了发酵蔬菜、肉制品、乳制品、调味品以及酒精饮品等多元品类。但其生产过程中的生产效率和产品质量波动对食品安全构成潜在威胁。这种不稳定性主要源于自发发酵微生物群落的复杂性,缺乏标准化接种和严格的过程控制。因此,有效调控复杂的微生物群落是提升发酵生产的关键。然而,我们对这些微生物群落的真实结构、动态演替和功能的认知依然不足,使得发酵调控难以实现。因此,亟需采用精准的检测方法来揭示微生物群落的真实结构,以期为实现食品发酵过程的精准调控提供准确靶点。
基于上述考虑,国际食品期刊《Critical Review in Food Science and Nutrition》杂志发表了题为“Challenges and perspectives of quantitative microbiome profiling in food fermentations”(1区Top, IF5y=10.3)的综述文章。文中特别强调了以添加Spike-in标准品为代表的定量微生物组方法,是迄今为止了解微生物群落结构,并进一步实现食品发酵控制的优方法,它为微生物群落结构提供了许多新的重要见解,其在食品发酵中的应用正在快速增加。
本文总结了定量微生物组分析在食品发酵中的应用优势,包括:1. 揭示微生物群落的真实结构和动态变化。2. 揭示微生物群落的功能微生物。3. 定向调控食品发酵中的微生物群落。

图1、定量微生物组分析在食品发酵中的应用优势
这些应用方向表明,定量微生物组分析不仅能够更加精准揭示微生物群落的结构和动态变化,还能够深入理解微生物群落的功能,并终实现对食品发酵过程的定向调控,这为食品发酵的智能化、高效化发展提供了有力的理论依据和技术手段。
昊为泰技术新成果
上海昊为泰生物在定量微生物检测领域深耕多年,目前可以提供基于添加Spike-in标准品的Accu16S®细菌和AccuITSTM真菌扩增子绝对定量测序,以及AccuMetaG®宏基因组绝对定量测序专利技术服务,并且已经协助食品发酵领域的学者发表了系列一区文章。
我们与四川大学生物质科学与工程学院的周荣清教授团队在国际一区Top期刊《Food Chemistry》(IF=8.5, 一区Top)发表了题为《Unraveling the unique microbiota and metabolites in three different colors Jiangqu through multidimensional analysis》的研究论文,唐秋香助理研究员为第一作者。研究者们利用昊为泰微生物绝对定量测序技术及多组学分析手段,系统探讨了三色酱曲中微生物群落结构、挥发性与非挥发性代谢物的特征及其关联性。研究揭示了酱曲颜色差异的微生物与代谢物机制,为优化酱曲配比与提升酱香型白酒品质提供了科学依据。我们与中国农业大学食品科学与营养工程学院研究人员在食品科学领域的一区杂志《Food Research International》上成功发表研究论文。该研究同时利用了昊为泰生物Accu16S®细菌和AccuITSTM真菌绝对定量测序专利技术,系统探讨了不同类型大曲中微生物群落的相对和绝对丰度,分析了其与理化因子及挥发性代谢物之间的相关性,为大曲发酵过程的微生物研究提供了新的见解。我们与四川大学轻工科学与工程学院何强教授团队,在国际食品领域著名学术杂志《Food Bioscience》(一区Top)上发表研究论文。研究团队采用昊为泰微生物Accu16S®细菌和AccuITSTM真菌绝对定量测序专利技术,定量分析了不同盐度条件下的微生物群落变化,并对低盐环境下微生物对挥发性风味物质生成的影响进行了深入探讨。本研究为低盐豆瓣酱的生产提供了理论依据,并拓展了微生物绝对定量技术在传统食品发酵研究中的应用。我们与来自郑州大学农业科学学院王雁萍教授课题组的科研人员,与河南省农业科学院畜牧兽医研究所合作,在国际发酵领域知名期刊《Fermentation》上发表研究论文。该研究利用昊为泰微生物Accu16S®绝对定量测序专利技术,评估了植物乳杆菌(ZZU203)、产纤维素酶甲基营养芽孢杆菌(CB)及其组合(ZZU203_CB)对青贮10天和60天后苜蓿发酵参数的影响。结果发现,ZZU203或ZZU203与CB的组合可作为潜在的青贮添加剂,提高紫花苜蓿的青贮品质。我们与来自郑州大学农业科学学院王雁萍教授课题组的科研人员,与河南省农业科学院畜牧兽医研究所合作,在国际发酵领域知名期刊《Fermentation》上发表研究论文。该研究利用昊为泰微生物Accu16S®绝对定量测序专利技术,评估了植物乳杆菌(ZZU203)、产纤维素酶甲基营养芽孢杆菌(CB)及其组合(ZZU203_CB)对青贮10天和60天后苜蓿发酵参数的影响。结果发现,ZZU203或ZZU203与CB的组合可作为潜在的青贮添加剂,提高紫花苜蓿的青贮品质。我们与桂林医科大学周益装团队科研人员在《Food & Function》(IF=6.1,一区)上发表研究论文。该研究利用昊为泰生物Accu16S®细菌绝对定量测序专利技术,发现益生菌GY-1可以减轻COL引起的毒性反应,并增强其治疗效果,同时恢复肠道微生物组平衡。这项研究初步揭示了基于益生菌的辅助治疗或细菌疗法在治疗痛风发作方面的潜力。我们与南京农业大学食品科学技术学院曾晓雄教授课题组的研究成果近期发表在SCI一区期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》上,研究成果发现三种双歧杆菌的共生关系导致双歧杆菌在含有唾液酸化免疫球蛋白G的人类肠道菌群体外发酵中数量增加。在这项研究中使用了昊为泰生物创新型的微生物16S扩增子绝对定量测序技术对特定菌种的细胞数目进行了检测。我们与南京农业大学食品科学技术学院赵立艳教授课题组的研究成果近期发表在SCI一区期刊《Food & Function》上,研究成果发现金针菇β-型糖苷多糖对结肠炎小鼠具有抗炎及肠道菌群调节作用。在这项研究中使用了昊为泰生物创新型的微生物16S扩增子绝对定量测序技术。我们与山东第二医科大学杨洁教授课题组近期在《Carbohydrate Polymers》上发表了绿刺参岩藻糖基硫酸软骨素的链构象、理化性质及其体外发酵的文章。在这项研究中使用了昊为泰生物创新型的的微生物16S扩增子绝对定量测序技术。
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