日本語AIでPubMedを検索
培養に依存した方法と培養に依存しない方法で明らかになったパオカイ菌の継代に及ぼす温度の影響
Effects of temperature on paocai bacterial succession revealed by culture-dependent and culture-independent methods.
PMID: 31809966 DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2019.108463.
抄録
パオカイは広く消費されている中国の伝統的な発酵野菜製品です。温度がパオカイ発酵菌叢に及ぼす影響を理解するために、10℃、15℃、25℃、35℃で発酵させたパオカイの細菌群集構造を培養に依存した方法と培養に依存しない方法で分析した。その結果、発酵温度を一定の範囲で上昇させることが、パオカイ酸の迅速な産生と熟成期間の短縮に有益であることが明らかになった。培養に依存しない方法を用いて、異なる発酵工程温度の56サンプルについて、Illumina Miseqシークエンスを行った。16S rRNA V3-V4領域の合計1,964,231の高品質リードが得られ、405のオペレーショナル・タクソノミック・ユニット（OTU）に分類され、213の細菌属として同定された。細菌の多様性は発酵の進行に伴って減少し、一部の腐敗サンプルでは多様性が増加していた。培養に依存しない方法では、10℃では発酵開始時にラクトコッカスが出現し、発酵中期にはロイコノストックとヴァイセラが出現し、発酵後期にはラクトバチルスとロイコノストックが発酵を支配していることがわかった。15℃では、ラクトコッカスが発酵を開始し、中間期にはロイコノストックが出現し、後期にはラクトバチルスが優勢であった。25℃では、ラクトコッカスが発酵を開始し、中間期にはヴァイセラとラクトバチルスが出現し、後期にはラクトバチルスが発酵を支配した。最後に、３５℃では、ラクトコッカス、ワイセラ、乳酸菌が発酵を開始し、中間期にはワイセラと乳酸菌が出現し、後期には乳酸菌が発酵を支配した。培養に依存した方法で合計647株の細菌を分離し、ランダム増幅多型DNAポリメラーゼ連鎖反応（RAPD-PCR）と16SリボソームRNA遺伝子（rDNA）配列決定技術により12属19種に分類した。発酵の初期段階では、より多くの種類の細菌が分離された。10℃ではLactococcus lactisが発酵を開始し、パオカイ発酵の中・後期ではLactobacillus brevisとLeuconostoc mesenteroidesが酸産生を支配していた。15℃では、L. lactisが発酵を開始し、Lactobacillus plantarumがパオカイの酸発酵を支配している。25℃、35℃では、発酵開始期のEnterobacteriaceae菌が多く、1〜2日後にはL. plantarumが優占していた。冗長性分析（RDA）の結果、温度が低いほど多くの菌種を産生し、温度が高く時間が長いほどL. plantarumのパオカイへの影響が顕著であることがわかった。培養に依存した方法と培養に依存しない方法で調べた優占菌の結果も同様である。この結果は、パオカイ発酵系の支配微生物のほとんどが培養可能であることを示している。この発見は、異なるタイプのパオカイ生産の近代化と規制のためのデータと物理的なサポートを提供することができます。
Paocai is a widely consumed Chinese traditional fermented vegetable product. To understand the effect of temperature on paocai fermentation flora, the bacterial community structure of paocai fermented at 10 °C, 15 °C, 25 °C and 35 °C was analyzed by culture-dependent and culture-independent methods. The results showed that increasing the fermentation temperature in a certain range is beneficial for rapid paocai acid production and shortening of the maturity period. Illumina Miseq sequencing was performed on 56 samples at different fermentation process temperatures using a culture-independent method. A total of 1,964,231 high-quality reads of 16S rRNA V3-V4 regions were obtained, and they were divided into 405 operational taxonomic units (OTUs) and identified as 213 bacterial genera. The bacterial diversity decreased with the progression of fermentation, and some spoiled samples had an increased diversity. The culture-independent method found that at 10 °C, Lactococcus appeared at the start of fermentation, Leuconostoc and Weissella appeared in the middle of fermentation, and Lactobacillus and Leuconostoc dominated fermentation in the late stage. At 15 °C, Lactococcus started fermentation, Leuconostoc appeared in the middle stage, and Lactobacillus was dominant in the late stage. At 25 °C, Lactococcus started fermentation, Weissella and Lactobacillus appeared in the middle stage, and Lactobacillus dominated fermentation in the late stage. Finally, at 35 °C, Lactococcus, Weissella, and Lactobacillus started fermentation, Weissella and Lactobacillus appeared in the middle stage, and Lactobacillus dominated fermentation in the late stage. A total of 647 strains of bacteria were isolated by culture-dependent methods and were divided into 12 genera and 19 species by randomly amplified polymorphic DNA-polymerase chain reaction (RAPD-PCR) and 16S ribosomal RNA gene (rDNA) sequencing technology. More types of bacteria were isolated in the early stage of fermentation. At 10 °C, Lactococcus lactis began fermentation, and Lactobacillus brevis and Leuconostoc mesenteroides dominated acid production in the middle and late stages of paocai fermentation. At 15 °C, L. lactis initiates fermentation, while Lactobacillus plantarum dominates the acid fermentation of paocai. At 25 °C and 35 °C, there were a large number of Enterobacteriaceae bacteria in the start-up fermentation stage, and L. plantarum was dominant after 1-2 days of fermentation. Redundancy analysis (RDA) found that the lower the temperature, the more bacterial species that are produced, and the higher the temperature and the longer the time, the more obvious are the effects of L. plantarum on paocai. The results of dominant bacteria studied by culture-dependent and culture-independent methods are similar. The results indicate that most of the dominant microorganisms in the paocai fermentation system are culturable. This discovery can provide data and physical support for modernization and regulation of different types of paocai production.
Copyright © 2019. Published by Elsevier B.V.