蜂粮菌群分析、乳酸菌和酵母菌的筛选鉴定及应用

论文摘要

蜂花粉是蜜蜂从显花蜜粉源植物的花药内采集的花粉粒,加上蜜蜂自身的分泌物并由蜜蜂后肢上的花粉筐携带回巢的团状物。蜜蜂将蜂花粉、蜂蜜、蜜蜂分泌物等充分混合后,经特定微生物充分发酵后,贮存于巢房中供蜜蜂食用的物质即为蜂粮。本研究旨在对蜂粮中的细菌群落进行鉴定分析,找到蜂粮中的优势细菌。进一步从蜂粮中筛选出具有优良发酵性能的乳酸菌和酵母菌,并将其应用于蜂花粉的发酵,以改善蜂花粉的口感,提高人体或蜜蜂对蜂花粉的消化吸收。首先,通过对卡尼鄂拉蜂(Apis mellifera carnica)发酵0.5 d、4 d、7 d、12 d的蜂粮样品以及卡尼鄂拉蜂(Apis mellifera carnica)、喀尔巴阡蜂(Apis mellifera carpatica Foti)、高加索蜂(Apis mellifera caucasica Gorb)发酵4 d的样品采用高通量测序技术,分析不同发酵周期和不同种类西方蜜蜂的蜂粮微生物的16S rDNA序列,比较各组菌群的物种组成和丰度信息,通过Alpha多样性分析和蜂粮菌群多样性分析,考察了不同发酵时间对蜂粮发酵过程中菌落结构影响。对于不同发酵周期的蜂粮:4个样品中共鉴定出27个门、112个属的细菌,其中四个样品中有25个共有菌属。研究结果表明:此研究的测序深度有效地覆盖了其微生物种类,随着发酵时间的延长,蜂粮微生物群落的物种丰富度和多样性先升高后降低。基于门水平,Oxyphotobacteria和Proteobacteria为优势菌群。基于属水平,蜂粮优势微生物为unidentified Oxyphotobacteria,随着发酵的进行,unidentified Oxyphotobacteria受到抑制,发酵中期减少,发酵后期又增加,但unidentified Oxyphotobacteria始终是优势菌。对于不同种类西方蜜蜂的蜂粮:总体来看,不同种类西方蜜蜂的蜂粮的微生物群落之间无显著差异。其次,以蜂粮为原料,分别利用MRS培养基和YPD培养基培养后,稀释涂布MRS和YPD平板进行乳酸菌和酵母菌的筛选。首先从蜂粮中分离出17株乳酸菌的疑似菌和5株酵母菌的疑似菌。筛选得到6株高发酵性能的乳酸菌和1株高发酵性能的酵母菌,并对7株菌株提取基因组DNA进行测序和比对,经鉴定为:Lactobacillus kunkeei和Saccharomyces cerevisiae菌株。并测定了两株菌的最适生长温度、pH、生长曲线和pH值变化曲线。最后,将所筛得的乳酸菌和酵母菌应用于蜂花粉的发酵中,分别进行单菌、混菌的液态发酵和固态发酵。实验结果表明:(1)固态发酵后,蜂花粉的葡萄糖含量下降,总酚和总黄酮含量提高。接种混菌的灭菌花粉总酚和总黄酮含量增加最多,分别为25.3%、7.2%;接种混菌的未灭菌花粉发酵五周以后总酚和总黄酮含量最高,分别为11.65 mg/g、23.24 mg/g。(2)按固液比1:2的比例对蜂花粉进行液态发酵后,葡萄糖含量总体呈下降趋势,但发酵初期略有增加,可能是菌群对糖类物质的分解;发酵后期葡萄糖含量亦有小幅度增加,可能是因为微生物代谢活动破坏了花粉细胞壁,造成细胞内容物溶出的结果。同时,总酚和总黄酮含量均有明显提高。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 引言
•   1.1 蜂花粉概述
•     1.1.1 蜂花粉的化学成分
•     1.1.2 蜂花粉的营养功能
•   1.2 蜂粮概述
•     1.2.1 蜂粮的营养成分
•     1.2.2 蜂粮的生物功能
•     1.2.3 蜂粮中的菌群
•   1.3 本论文研究目的和意义
•   1.4 本论文研究的主要内容
• 第二章 基于高通量测序技术研究蜂粮细菌群落多样性
•   2.1 实验材料
•     2.1.1 样品来源
•     2.1.2 样品采集方法
•     2.1.3 实验试剂
•     2.1.4 实验仪器
•   2.2 实验方法
•     2.2.1 蜂粮样品总DNA的提取
•     2.2.2 蜂粮16S rRNA基因V3-V4区的扩增
•     2.2.3 蜂粮高通量测序和数据分析
•   2.3 结果
•     2.3.1 蜂粮样品总DNA的提取
•     2.3.2 蜂粮发酵过程中细菌群落的Alpha多样性分析
•     2.3.3 蜂粮菌群多样性
•   2.4 讨论
•   2.5 本章小结
• 第三章 蜂粮中乳酸菌和酵母菌的筛选与鉴定
•   3.1 实验材料
•     3.1.1 样品来源
•     3.1.2 主要试剂
•     3.1.3 培养基
•     3.1.4 实验仪器
•   3.2 试验方法
•     3.2.1 乳酸菌和酵母菌的分离培养
•     3.2.2 乳酸菌和酵母菌的纯化
•     3.2.3 乳酸菌和酵母菌的筛选
•     3.2.4 乳酸菌和酵母菌的保藏
•     3.2.5 乳酸菌和酵母菌的鉴定
•     3.2.6 最适生长温度的测定
•     3.2.7 最适pH值的测定
•     3.2.8 生长曲线及值pH变化曲线的测定
•   3.3 结果与讨论
•     3.3.1 乳酸菌和酵母菌的筛选
•     3.3.2 乳酸菌和酵母菌的鉴定
•     3.3.3 乳酸菌和酵母菌的性能测定
•   3.4 本章小结
• 第四章 蜂花粉发酵效果影响研究
•   4.1 实验材料
•     4.1.1 实验试剂
•     4.1.2 实验设备
•   4.2 实验方法
•     4.2.1 总酚含量测定
•     4.2.2 总黄酮含量测定
•     4.2.3 葡萄糖含量测定
•     4.2.4 蜂花粉样品最佳提取剂的选择
•     4.2.5 蜂花粉灭菌温度的选择
•     4.2.6 蜂花粉固态发酵
•     4.2.7 蜂花粉液态发酵
•   4.3 结果与讨论
•     4.3.1 蜂花粉固态发酵前后的变化
•     4.3.2 蜂花粉液态发酵前后的变化
•   4.4 本章小结
• 第五章 全文结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简历

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘玥佳

导师: 田文礼

关键词: 蜂花粉,蜂粮,高通量测序,筛菌,发酵

来源: 中国农业科学院

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,轻工业手工业

单位: 中国农业科学院

基金: 中国农业科学院科技创新工程(CAAS-ASTIP-2017-IAR),国家现代农业(蜜蜂)产业技术体系建设专项(NCYTI-43-KXJ17)

分类号: TS201.3

总页数: 73

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