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PCR-DGGE技术分析传统臭鳜鱼发酵过程中细菌群落结构

 刘十香 2018-01-02
导  读

鳜鱼,是我国“四大淡水鱼”之一,为典型的食用鱼类。臭鳜鱼,统称“桶鲜鱼”,是以新鲜鳜鱼为原料,配以一定量的香辛料,经低盐、低温、短期腌制而成,腌制成熟的臭鳜鱼似臭非臭、鲜香透骨,深受消费者喜爱。目前,臭鳜鱼的腌制加工方法以传统的自然发酵为主,主要利用鱼体表面携带的细菌进行发酵,但传统的发酵基本靠技术人员积累的经验来判断和控制产品的品质,再加上不同水域鱼体携带的细菌群落不同,因此,不同批次的产品品质很不稳定,更无法实现标准化生产。

臭鳜鱼发酵过程中微生物的菌群结构尚难以明确,这给腌制工艺的改进带来困难。近年来,变性梯度凝胶电泳(DGGE)因其重复性高而广泛应用于微生物群落结构和多样性的研究。来自温州市农业科学研究院的李燕、张井和中国计量大学生命科学学院的吴佳佳等人PCR-DGGE技术分析传统臭鳜鱼发酵过程中的细菌群落结构,为筛选适合臭鳜鱼工业化生产的发酵菌株,有效控制臭鳜鱼生产中存在的腐败菌、致病菌,提高臭鳜鱼的品质和安全性提供理论基础。



1基因组DNA提取及16S rDNA V6V8可变区的扩增


分别提取不同发酵时期臭鳜鱼样品中的总基因作为模版,用V6V8可变区引物进行PCR扩增,扩增产物经1.5 g/100 mL琼脂糖凝胶电泳检测,均得到大小为450 bp左右的扩增基因片段,且条带较亮。


2臭鳜鱼发酵过程中细菌群落的DGGE分析


DGGE图谱和16S rDNA测序结果可看出,在新鲜鳜鱼和发酵2 d的鳜鱼中,微生物的种类比较丰富,优势菌不是特别显著。在发酵4 d的臭鳜鱼中,肠球菌、腐败希瓦氏菌和溶酪大球菌占到了绝对优势;随着发酵时间的继续延长,在臭鳜鱼发酵后期,肠球菌、溶酪大球菌和乙酰微小杆菌成为优势菌,腐败希瓦氏菌的数量下降


316SrDNA文库构建及同源性分析


结果显示:分离菌株均能够与相应的参考菌株聚为一类。溶酪大球菌、热杀索氏菌、肠球菌属、乙酰微小杆菌、肉食杆菌的进化关系比较近,腐败西瓦氏菌、维氏气单胞菌、杀鲑气单胞菌、波罗的海西瓦氏菌、依氏假交替单胞菌进化关系比较近,聚为一支。


4臭鳜鱼样品中主要优势菌的相似性分析


在臭鳜鱼的发酵过程中,肠球菌、腐败西瓦氏菌、溶酪大球菌和乙酰微小杆菌在整个发酵过程,特别是发酵后期占较大比例,为黄山臭鳜鱼发酵过程中的优势菌。

采用Canoco for Windows 4.5对臭鳜鱼发酵过程微生物菌群的关系进行PCA。结果显示:热杀索氏菌和肉食杆菌属与鲜鳜鱼具有较高的相关性;杀鲑气单胞菌、维氏气单胞菌、波罗的海西瓦氏菌和不可培养气单胞菌与发酵2 d的臭鳜鱼相关性较大;依氏假交替单胞菌和腐败西瓦氏菌与发酵4 d的臭鳜鱼相关性较大;乙酰微小杆菌、肠球菌属和溶酪大球菌与发酵68 d的臭鳜鱼相关性比较大。臭鳜鱼发酵468 d的菌群结构比较相似,表明发酵后期微生物菌落结构趋于稳定。


结   论

在臭鳜鱼的发酵过程中,肠球菌、腐败西瓦氏菌、溶酪大球菌和乙酰微小杆菌在整个发酵过程,特别是发酵后期占较大比例,为黄山臭鳜鱼发酵过程中的优势菌。

不同发酵时期臭鳜鱼细菌的群落结构有一定的相似性,鲜鱼和发酵2 d的臭鳜鱼的菌群结构组成比较接近,聚作一类,相似度为88 %;发酵4 d以后的臭鳜鱼菌群结构聚类一类,发酵6 d和发酵8 d的臭鳜鱼样品相似度达到94 %,说明臭鳜鱼发酵后期微生物菌落结构趋于稳定。

臭鳜鱼发酵过程中存在一定数量的发酵菌株,但同时还存在数量较多的腐败菌和致病菌或条件致病菌,这些细菌的存在使臭鳜鱼存在一定的安全隐患。



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