中圖分類號:S571.2 文獻標識號:A 文章編號:1001-4942(2025)09-0094-10
Variation Characteristics of Microbial Communities and Physicochemical Indicators at Early Stage of Dry Processing of Coffea arabica in Manghe, Baoshan
Yang Yuemei1,F(xiàn)ang Hongli1,Li Ziyi’, Zhang Zhirun2,Wu Yan3,Guo Lei1,Han Long' (1. School of Biological and Food Engineering,Southwest Forestry University, Kunming 65O224, China;
2. Dehong Tropical Agriculture Research Institute of Yunnan Province,Ruili 6786Oo, China;
3. Baoshan Food and Drug Inspection and Testing Center,Baoshan 6780oo,China)
AbstractTo reveal the changing paterns of bacterial and fungal community structures and physicochemical indicators during the dry processing of Coffea arabica in Manghe,Baoshan,fresh coffe fruits were used as material and processed by local sun drying method. High-throughput sequencing technology was used to analyze the diversity of bacteria and fungi in coffee samples at different sun drying time,and the contents of moisture,organic acids,and sugars were also determined. The results showed that Methylobacterium-Methylorubrum,Pantoea and Aureimonas were dominant bacterial genera,while Cladosporium,Strelitziana,Vishniacozyma and Papiliotrema were dominant fungal genera in cofee fruits.On the sixth day of sun drying,the contents of oxalic acid,citric acid,succinic acid,quinic acid and acetic acid in cofee beans decreased compared withfresh fruits,while the contents of tartaricacid,malic acid,lacticacid,butyricacid,fructose and glucose increased.The results of correlation analysis showed that in bacterial communities,Kosakonia was extremely significantly positively corelated with malic acid,and Microbacterium was extremely significantly positively correlated with citric acid and succinic acid,while Microbacterium was extremely significantly negatively correlated with quinic acid,and Acidiphilium was extremely negatively correlated with oxalic acid.In fungal communities,significantly positive correlations were observed between Papiliotremaand oxalic acid,Acremonium and malic acid,and Penicillium and citric acid and succinic acid.However,extremely significantly negative correlations were demonstrated between Penicilium and quinic acid,Strelitziana and oxalic acid,and Phaeosphaeria and lactic acid.Inconclusion,the bacterial and fungal communities and physicochemical indicators in coffe fruits allchanged with the extension of sun drying time during the initial processng period,among which, the third daywas acritical time point for noticeable changes in microbial communities,and for the vast majority of the time,there were significant diferences in compound contents between coffee beans and pericarps.
KeywordsCoffee; Dry processing; Microbial community structure;Physicochemical indicator; Corre-lation
咖啡是世界范圍內(nèi)最受歡迎的飲品之一,在我國也有著龐大的消費群體[1]。云南因其得天獨厚的氣候特征非常適合種植咖啡,種植面積、產(chǎn)量、產(chǎn)值以及從業(yè)人數(shù)均居全國首位[2]。但生產(chǎn)中存在生豆質(zhì)量不穩(wěn)定、精深加工滯后、國際核心競爭力差等問題[3-4]。
干法又稱日曬法,是最常見的咖啡初加工方法之一,一般認為干法加工能賦予咖啡豆更加復(fù)雜的風味,這與干法加工時外果皮、果肉等仍包裹著種子(咖啡豆)共同發(fā)酵密切相關(guān),但相關(guān)機理尚不清楚。咖啡鮮果及初加工不同階段都有微生物存在,它們能發(fā)揮諸如果肉中果膠以及其他黏性糖類降解和消耗等功能[5-6],同時其代謝物會對咖啡生豆的感官特性甚至最終的杯測品質(zhì)產(chǎn)生正面或負面的影響[7-8]。但哪些微生物對于生產(chǎn)高品質(zhì)咖啡豆是必需的,以及特定微生物與特定風味物質(zhì)或異味物質(zhì)之間的關(guān)系目前都尚不明確。云南作為中國咖啡的主產(chǎn)區(qū),相關(guān)研究主要集中于烘焙工藝的優(yōu)化和產(chǎn)品創(chuàng)新,針對初加工階段咖啡微生物的理論研究相對較少。在產(chǎn)區(qū)調(diào)研時,咖啡生產(chǎn)者反饋,在咖啡果干法加工過程中觀察到霉斑的形成以及發(fā)酵香氣逐漸產(chǎn)生等現(xiàn)象,但對其原理普遍缺乏深刻認識。
保山位于云南省西南部,怒江由北向南穿過該區(qū)所形成的南北向狹長盆地被稱為潞江壩,具有南亞熱帶向熱帶過渡的干熱河谷氣候,適宜咖啡、甘蔗、芒果等熱帶作物生長,是云南具有代表性的咖啡種植和生產(chǎn)區(qū)域之一[3.9]。因此,本研究以潞江壩芒寬鄉(xiāng)芒合村為采樣區(qū),以鮮果及干法加工初期的咖啡果為研究對象,通過高通量擴增子測序分析樣品細菌與真菌多樣性,重點關(guān)注優(yōu)勢細菌與真菌類群。同時,測定干法加工過程中咖啡果果皮與豆中常見的與微生物代謝及咖啡風味構(gòu)成關(guān)系緊密的有機酸與糖含量,重點關(guān)注這些化合物隨日曬時長所呈現(xiàn)的變化特征,以期明確咖啡果干法加工工藝的關(guān)鍵控制時間點,豐富對咖啡發(fā)酵微生物多樣性的認識,并為咖啡日曬加工工藝標準化與創(chuàng)新提供理論參考。
1材料與方法
1.1 試驗材料
咖啡果樣品:收集自云南省保山市潞江壩芒寬彝族傣族鄉(xiāng)芒合村,海拔 1000m 。
主要試劑: NaCl 、蒽酮,分析純,購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司;葡萄糖、果糖、蔗糖、有機酸,優(yōu)級純,購自天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;硫酸,分析純,購自云南楊林工業(yè)開發(fā)區(qū)汕滇藥業(yè)有限公司。
儀器與設(shè)備:5804R臺式高速冷凍離心機(德國Eppendorf公司);NovaSeq6000高通量測序平臺(美國Illumina公司);MultiskanGO全波長酶標儀(美國 Thermo Fisher公司);Alliance E2695型高效液相色譜儀(美國Waters公司)。
1.2 試驗方法
1.2.1 咖啡果樣品制備將咖啡鮮果在當?shù)匕凑崭煞庸すに囍糜跁窦苓M行日曬處理,每處理設(shè)3個曬架,前6天每天從每一曬架收集咖啡果樣品并用無菌袋封裝,置于冰箱冷凍保存。樣品分別命名為LJB.C(咖啡鮮果)、LJB.D1—LJB.D6(日曬1~6天的咖啡果)。至日曬第6天采樣結(jié)束時,咖啡果已接近干果狀。
1.2.2 咖啡果樣品中菌體的收集 美參考Bruyn等[10]的方法并適當調(diào)整:用剪刀將樣品咖啡果皮剪開,放入無菌袋并加入 0.85% 無菌生理鹽水,封緊袋口,用手輕輕揉搓并翻轉(zhuǎn)無菌袋 2min ,然后靜置 15min ,重復(fù)操作3次。之后將懸液倒入離心管, 4°C 下 8490r/min 離心 15min ,去除上清液保留沉淀(沉淀中含有需收集的菌體),放入-80°C 超低溫冰箱保存。
1.2.3 高通量擴增子測序收集菌體等質(zhì)量混樣,送至天津諾禾致源科技有限公司(Novogene)進行測序。菌體基因組DNA提取采用土壤基因組DNA提取試劑盒(TianGen);細菌16SrDNAV3—V4高變區(qū)擴增引物對為341F( 5′ -CCTAY-GGGRBGCASCAG-3') 和 806R( 5′ - GGACTAC-NNGGGTATCTAAT- 3′ ),真菌ITS1-1F區(qū)域擴增引物對為ITS5-1737F( 5′ -CTTGGTCATTTAGAG-GAAGTAA- 3′ )和ITS2-2043R( 5′ -GCTGCGT-TCTTCATCGATGC- 3′ );擴增子測序平臺為Illu-mina NovaSeq 6000
1.2.4理化指標測定樣品水分含量參考《食品安全國家標準食品中水分的測定》(GB5009.3—2016)采用減壓干燥法測定。糖類與有機酸含量檢測前,咖啡果樣品先干燥至恒重,然后使用刀具將咖啡果分成咖啡豆(包括胚、胚乳以及部分銀皮(種皮)、內(nèi)果皮)和果皮(包括外果皮、果肉果膠以及部分內(nèi)果皮、銀皮)兩部分分別檢測[10]葡萄糖、果糖采用蒽酮分光光度法測定。10種有機酸即草酸、酒石酸、蘋果酸、檸檬酸、琥珀酸、奎寧酸、乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量通過超聲波水提取并采用高效液相色譜法測定。重復(fù)3次。以上化合物是常見的與微生物代謝有關(guān)并且與咖啡風味構(gòu)成關(guān)系緊密的有機酸與糖類[11-12] O
1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析
高通量擴增子測序數(shù)據(jù)使用Perl軟件(Ver-sion5.26.2)繪制花瓣圖和Top20優(yōu)勢菌屬柱形圖;利用QIIME2軟件計算 ∝ -多樣性指數(shù); β -多樣性分析使用QIIME2軟件計算WeightedUnifrac距離,并通過R語言(Version 4.0.3)的ade4 和 gg-plot2軟件包繪制二維PCoA圖。樣品化合物含量數(shù)據(jù)使用SPSS軟件與MicrosoftExcel進行分析和作圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 咖啡果樣品細菌與真菌 α -多樣性
7個咖啡果樣品細菌與真菌的Good’scover-age指數(shù)均高于0.99,說明在均一化選取的數(shù)據(jù)量下所顯示的各樣品物種數(shù)已覆蓋該樣品的絕大多數(shù)物種。從7個樣品中共獲得細菌操作分類單元(operational taxonomicunits,OTUs)1 566個,經(jīng)物種注釋可歸入26個門、405個屬;共獲得1518個真菌OTUs,可歸入6個門、374個屬,絕大部分OTUs歸入子囊菌門和擔子菌門,極少數(shù)歸入另外4個真菌門。
樣品細菌與真菌的 ∝ -多樣性指數(shù)見表1,ObservedOTUs數(shù)顯示了樣品中細菌與真菌物種的數(shù)目,Shannon指數(shù)表征了微生物群落內(nèi)物種分布的均勻度,所有樣品都攜帶有多樣性豐富的細菌物種,但隨著日曬時間的延長,細菌物種數(shù)目整體呈減少趨勢,真菌整體呈增加趨勢,但晾曬過程中均出現(xiàn)增減的往復(fù)波動。樣品細菌群落內(nèi)物種相較真菌分布更均勻。
表1咖啡果樣品細菌和真菌的 α? -多樣性指數(shù)

如圖1所示,所有樣品共有細菌OTUs數(shù)量為53個,共有真菌OTUs數(shù)量為88個。同時各樣品中存在大量的獨有OTUs,其中日曬至第3天的咖啡果中獨有細菌OTUs最多,日曬至第3天和第6天的咖啡果中獨有真菌OUTs較多。共有OTUs數(shù)量表明僅有數(shù)十種細菌與真菌在日曬過程始終存在,其余數(shù)百物種(特有OTUs)會隨著日曬時間推移不斷新增或消失。
圖1咖啡果樣品間共有和特有細菌(A)以及真菌(B)OTUs數(shù)Venn圖

2.2 不同日曬時長咖啡果中優(yōu)勢細菌與優(yōu)勢真菌屬比較
咖啡果樣品中相對豐度排名前20的細菌屬如圖2所示,總豐度在不同樣品間各不相同,占比介于 27.7%~49.8% 之間。日曬第2天(LJB.D2)和日曬第3天(LJB.D3)是優(yōu)勢細菌屬變化的關(guān)鍵時間段,其中葡糖酸桿菌屬(Gluconobacter)與科薩克氏菌屬(Kosakonia)相對豐度在日曬第2天明顯減少,泛菌屬(Pantoea)相對豐度則在第2天達到頂峰后于日曬第3天陡然減少。相反,甲基桿菌-紅色甲基菌屬(Methylobacterium-Methylo-rubrum)則與泛菌屬呈現(xiàn)此消彼長之勢,在日曬至第3天其相對豐度明顯增加。此外,從第3天開始,鞘氨醇單胞菌屬(Sphingobium)的相對豐度也明顯增加。金色單胞菌屬(Aureimonas)相對豐度在日曬第2天明顯減少后,在第3天又恢復(fù)至與日曬第1天相近的水平。
圖2咖啡果樣品中相對豐度排名前20的細菌屬

樣品中相對豐度排名前20的真菌屬如圖3所示,總豐度在各樣品中介于 86.9%~92.9% 之間。與細菌相似,優(yōu)勢真菌屬也在日曬第2天至第3天呈現(xiàn)明顯變化,同時日曬第5天(LJB.D5)也是優(yōu)勢菌屬明顯變化的一個關(guān)鍵時期。其中,橫斷孢屬(Strelitziana)殼月孢屬(Selenophoma)和亞隔孢殼屬(Didymella)在日曬第3天(LJB.D3)相對豐度明顯提高,至第5天時又降低。而維希尼克氏酵母屬(Vishniacozyma)、蝶孢耳屬(Papiliotrema)則相反,在日曬第3天明顯減少,至第5天又增加。鐮刀菌屬(Fusarium)則在日曬至第2天就開始明顯減少,至第5天又增加。枝孢屬(Cladosporium)相對豐度雖然隨著日曬時長不斷變化,但始終保持明顯優(yōu)勢
圖3咖啡果樣品中相對豐度排名前20的真菌屬

2.3 不同日曬時長咖啡果中細菌和真菌群落結(jié)構(gòu)比較
細菌和真菌群落結(jié)構(gòu)PCoA分析結(jié)果(圖4)顯示,咖啡鮮果(LJB.C)中的細菌群落結(jié)構(gòu)在日曬1天后(LJB.D1)就開始發(fā)生變化,至日曬第2天(LJB.D2)變化相對較小;日曬第3天(LJB.D3)、第4天(LJB.D4)第5天(LJB.D5)咖啡果中細菌群落結(jié)構(gòu)連續(xù)發(fā)生相對劇烈的變化;直至日曬第6天(LJB.D6)變化又趨于變緩(圖4A)。與細菌相似的是,真菌群落結(jié)構(gòu)也在日曬前兩天變化相對較小,至日曬第3天才開始發(fā)生劇烈變化;不同的是,真菌群落在日曬第3天至第4天呈現(xiàn)變化緩和期,日曬第6天變化趨勢明顯(圖4B)。
2.4 不同日曬時長咖啡果理化指標的變化
如表1所示,隨著日曬時間的延長,咖啡果中的水分快速散失,日曬第6天(LJB.D6)水分已降至 19.31% ,接近干果狀態(tài)。葡萄糖和果糖在咖啡鮮果豆中的含量高于果皮,隨后在日曬第1天(LJB.D1)至第3天(LJB.D3)呈現(xiàn)此消彼長的變化特征,但至第4天(LJB.D4)兩部位糖含量均呈增加趨勢。果皮中葡萄糖含量在后續(xù)日曬中減少,而在咖啡豆中含量先減后增;果糖在兩部位中含量卻在隨后又呈現(xiàn)此消彼長的變化特征。日曬過程中,草酸、酒石酸、蘋果酸、奎寧酸、乳酸和乙酸在咖啡豆中的含量始終低于果皮;檸檬酸則在咖啡豆中含量始終高于果皮;而琥珀酸和丁酸在日曬至某些時間點時豆中含量高于果皮而某些時間點則反之;除酒石酸外,咖啡豆中其他8種酸均在日曬第1天(LJB.D1)相較鮮果下降,而后又在日曬至第2天(LJB.D2)上升。丙酸在所有樣品中均未檢出。
隨著日曬時間的延長,不論咖啡豆還是果皮中,9種酸含量均呈往復(fù)增減動態(tài)波動,其中草酸、奎寧酸、乳酸和乙酸含量整體呈現(xiàn)較明顯的同增同減特征。至日曬第6天,咖啡豆中酒石酸、蘋果酸、乳酸、丁酸含量相較鮮果時有所升高,而其他5種酸則有所下降;咖啡豆中9種酸含量由高到低排名為蘋果酸 gt; 檸檬酸 gt; 奎寧酸 gt; 丁酸 gt; 琥珀酸gt;乳酸、草酸gt;乙酸gt;酒石酸。
圖4基于加權(quán)Unifrac距離的咖啡果樣品細菌(A)與真菌(B)群落結(jié)構(gòu)PCoA分析

表2不同日曬時常咖啡果果皮及咖啡豆理化指標

2.5 咖啡果皮優(yōu)勢菌屬與理化指標的相關(guān)性分析
鑒于咖啡豆及其表面的致密結(jié)構(gòu)以及采用的菌體收集方法,將果皮理化指標與優(yōu)勢菌屬進行Spearman相關(guān)性分析。結(jié)果(圖5)顯示,科薩克氏菌屬與蘋果酸含量呈極顯著正相關(guān),與水分含量呈顯著正相關(guān);嗜酸菌屬(Acidiphilium)與除酒石酸與奎寧酸以外的其余7種有機酸含量均呈負相關(guān),尤其與草酸含量呈極顯著負相關(guān);微桿菌屬(Microbacterium)與檸檬酸、琥珀酸含量呈極顯著正相關(guān),與奎寧酸含量呈極顯著負相關(guān);淺井氏菌屬(Asaia)與酒石酸含量呈極顯著正相關(guān)。
如圖6所示,優(yōu)勢真菌屬中橫斷孢屬與草酸 含量呈極顯著負相關(guān),蝶孢耳屬則與其呈極顯著 正相關(guān);亞隔孢殼屬與咖啡果水分含量呈極顯著 負相關(guān);青霉屬(Penicillium)與檸檬酸、琥珀酸含 量呈極顯著正相關(guān),與奎寧酸含量呈極顯著負相 關(guān);枝頂孢屬(Acremonium)與蘋果酸含量呈極顯 著正相關(guān);暗球腔菌屬(Phaeosphaeria)則與乳酸 含量呈極顯著負相關(guān)。
圖5咖啡果皮優(yōu)勢細菌屬與理化指標的Spearman相關(guān)性分析

*、**分別表示在0.05、0.01水平上顯著相關(guān),下同。
圖6咖啡果皮優(yōu)勢真菌屬與理化指標的Spearman相關(guān)性分析

3討論與結(jié)論
本研究關(guān)于保山芒合咖啡十法加工初期微生物群落變化特征的研究結(jié)果與韓龍等[13]對普洱曼歇壩某工廠干法加工的咖啡果開展的微生物群落變化特征研究結(jié)果比較,細菌的泛菌屬、葡糖酸桿菌屬、明串珠菌屬(Leuconostoc)與真菌的枝孢屬、蝶孢耳屬、漢納酵母屬(Hannaella)、煤炱屬(Capnodium)拉錢斯酵母屬(Lachancea)在兩地咖啡果中均為優(yōu)勢菌屬。部分細菌屬在兩地干法加工咖啡果中的相對豐度差異明顯,例如葡糖酸桿菌屬在普洱曼歇壩樣品中相對豐度較高,但在保山芒合樣品中則相對較低;而葡糖酸桿菌是一類能夠在高糖、高酸環(huán)境中生存的乙酸菌,能夠利用多種糖類和醇類生成相應(yīng)有機酸以及醛類和酮類[14]。泛菌屬相對豐度則在兩地樣品中均居于前列,且都呈現(xiàn)在日曬前幾天相對豐度高,隨著時間推移而呈下降趨勢。該菌屬廣泛分布于土壤、水體以及動植物體表[15],真菌中的枝孢屬在普洱曼歇壩樣品中只在鮮果以及日曬至第2天維持較高相對豐度,之后顯著減少,但在保山芒合樣品中則始終保持絕對優(yōu)勢。張濤等[16]分析黔中金蕎麥內(nèi)生菌及其根際土壤微生物多樣性發(fā)現(xiàn),枝孢屬同樣為其莖葉中的絕對優(yōu)勢真菌屬。吡嗪類物質(zhì)是白酒特定風味形成的關(guān)鍵風味物質(zhì)之一。陳瑩琪等[17]對濃香型大曲微生物菌群演替的研究表明,枝孢屬與制曲過程中吡嗪類物質(zhì)合成呈正相關(guān)。該屬真菌能產(chǎn)生生物堿、聚酮、大環(huán)內(nèi)酯、甾體和萜類等多種化合物[18]。蝶孢耳屬在兩地樣品中均呈現(xiàn)起初相對豐度較高但在日曬兩天后顯著降低的趨勢。蝶孢耳屬屬于擔子菌類酵母,其中某些種如Papiliotrema flavescens 能夠產(chǎn)胞外多糖從而表現(xiàn)出良好的增黏與起泡沫功能[19]。拉錢斯酵母屬是普洱曼歇壩樣品日曬至第3天及之后優(yōu)勢明顯的真菌,但在保山芒合樣品中則始終維持較低的相對豐度。拉錢斯酵母能夠進行活躍的葡萄糖發(fā)酵,其某些種常與果汁的腐敗相關(guān),但有些種也參與紅酒釀造以及其他發(fā)酵食品的加工[20]。
另外,在普洱曼歇壩樣品中優(yōu)勢突出的細菌韋斯氏菌屬(Weissella)真菌赤霉屬(Gibberella),以及在保山芒合樣品中優(yōu)勢較明顯的細菌甲基桿菌-紅色甲基菌屬和金色單胞菌屬以及真菌橫斷孢屬和維希尼克氏酵母屬均未進入對方優(yōu)勢菌屬。Chen等[21]針對貴州發(fā)酵剁紅椒中微生物與風味物質(zhì)的相關(guān)性分析結(jié)果顯示,金色單胞菌屬是形成剁紅椒關(guān)鍵風味的核心菌群之一。王俊鋼等[22]對新疆哈薩克族傳統(tǒng)風干肉真菌多樣性的分析結(jié)果表明,維希尼克氏酵母屬是優(yōu)勢菌群之一。在OTUs物種注釋中,一些OTUs被同時注釋到兩個及以上的微生物屬名,如甲基桿菌-紅色甲基菌屬,這可能是由于甲基桿菌與紅色甲基菌屬親緣關(guān)系較近,基于16SrDNA序列相似度的物種注釋不能將兩者分開,實際早期甲基桿菌屬中的多個種已歸屬于紅色甲基菌屬[23]。劉雯雯等[24]針對藥食兩用植物明日葉內(nèi)生菌群的分析顯示,甲基桿菌是其果實中的優(yōu)勢菌屬,這與本研究結(jié)果相似。同時,咖啡果中優(yōu)勢突出的橫斷孢屬也恰好是明日葉果實中的優(yōu)勢真菌屬,然而該屬的Strelitzianamali則是導(dǎo)致蘋果果實煤污病的病原體[25]。
本研究分別測定了日曬咖啡果果皮與豆中2種糖與10種有機酸的含量,結(jié)果表明從鮮果到后續(xù)的干法加工過程上述化合物在果皮與豆中含量差異明顯,這與DeBruyn等[10]針對厄瓜多爾Nanegal區(qū)干法加工咖啡果的研究結(jié)果相似。此外,兩地咖啡豆中都有著相對較高的檸檬酸、奎寧酸與蘋果酸含量,但Nanegal區(qū)咖啡果果皮中葡萄糖和果糖含量遠高于豆,而在芒合咖啡果中結(jié)論不同。可見,干法加工中咖啡果果皮與豆共同發(fā)酵以及咖啡果的分層結(jié)構(gòu)使得發(fā)酵與風味形成機理十分復(fù)雜,咖啡豆中哪些風味物質(zhì)源于自身、哪些源于果皮以及兩者間物質(zhì)交換的機理有待進一步研究。
相關(guān)性分析結(jié)果表明,亞隔孢殼屬與咖啡果水分含量呈極顯著負相關(guān)。微生物新陳代謝依賴水分且不同微生物對水活度有著不同的需求范圍,日曬咖啡果水分的快速變化勢必影響其中微生物群落的構(gòu)成。淺井氏菌屬(Asaia)與酒石酸含量呈極顯著正相關(guān)。有研究顯示,該屬的A.angustum ??A .facilis與A.vubrum3個種都不能利用草酸、乳酸、乙酸等多種有機酸作碳源[26] OLan等[27]報道M.trichothecenolyticum 能產(chǎn)檸檬酸、琥珀酸、蘋果酸、酒石酸等多種有機酸從而可用于微生物浸礦。暗球腔菌屬則與乳酸含量呈極顯著負相關(guān),該屬的有些種如 P .bilaii ?P . simpli-cissimum 可用于生產(chǎn)檸檬酸、草酸和琥珀酸[28-29] 。
綜上,本研究采用高通量擴增子測序技術(shù)分析了保山市潞江壩芒合村1000 米海拔產(chǎn)咖啡鮮果及干法加工初期(1一6天)咖啡果中細菌與真菌的多樣性及群落結(jié)構(gòu),結(jié)果表明,鮮果以及不同日曬時間的咖啡果中都存在種類豐富的細菌與真菌物種,但其中僅有數(shù)十種細菌與真菌在日曬過程中持續(xù)存在,其余數(shù)百物種都隨著日曬時間推移不斷新增或消失;咖啡果中真菌群落內(nèi)物種分布均勻度低于細菌,即存在優(yōu)勢明顯的真菌屬如枝孢屬、橫斷孢屬、維希尼克氏酵母屬、蝶孢耳屬在群落中占據(jù)較高相對豐度;雖然細菌群落均勻度較高,但甲基桿菌-紅色甲基菌屬、泛菌屬、金色單胞菌屬優(yōu)勢較為明顯;咖啡果中細菌與真菌群落結(jié)構(gòu)都會隨日曬時間推移而不斷發(fā)生變化,其中日曬第3天是微生物群落開始明顯變化的關(guān)鍵時間點。此外,在咖啡果皮與豆中,與風味相關(guān)的9種酸(丙酸未檢出)和2種糖含量持續(xù)變化,且在絕大多數(shù)時間點果皮與豆中這些化合物含量差異明顯。相關(guān)性分析結(jié)果顯示,真菌中,蝶孢耳屬與草酸,枝頂孢屬與蘋果酸,青霉屬與檸檬酸、琥珀酸呈極顯著正相關(guān);而青霉屬與奎寧酸,橫斷孢屬與草酸,暗球腔菌屬與乳酸呈極顯著負相關(guān)。細菌中,科薩克氏菌屬與蘋果酸,微桿菌屬與檸檬酸、琥珀酸呈極顯著正相關(guān);而微桿菌屬與奎寧酸,嗜酸菌屬與草酸,呈極顯著負相關(guān)。該研究結(jié)果可為咖啡初加工工藝改進及創(chuàng)新風味咖啡豆開發(fā)提供理論參考。
參考文獻:
[1]黃家雄,呂玉蘭,李貴平,等.2020年我國咖啡生產(chǎn)、貿(mào)易及 消費形勢分析[J].中國熱帶農(nóng)業(yè),2021(5):40-53.
[2] 劉藝卓,焦點.自由貿(mào)易區(qū)建設(shè)對中國云南咖啡產(chǎn)業(yè)的影 響[J].世界農(nóng)業(yè),2017(3):181-184.
[3]黃家雄,李維銳,夏兵,等.云南咖啡產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展對策
[5]Waters D M,Arendt E K,Moroni A V. Overview on the mech anisms of coffee germination and fermentation and their significance for coee and coffee beverage quality[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition,2017,57(2) :259-274.
[6]Avallone S,Brillouet JM,Guyot B,et al. Involvement of pecto lytic micro-organisms in coffee fermentation[J]. International Journal of Food Science and Technology,2002,37(2) :191- 198.
[7]Haile M,Kang W H. The role of microbes in coffe fermentation and their impact on cofee quality[J]. Journal of Food Quality, 2019,1:4836709.
[8]Hameed A,Hussain S A,Ijaz M U,et al. Farm to consumer: factorsaffecting the organoleptic characteristics of coffee.II : postharvest processing factors [J]. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety,2018,17(5) :1184-1237.
[9]「施江義,王運欽.基于地理標志保護的保山小粒種咖啡產(chǎn) 區(qū)品牌化研究[J].熱帶農(nóng)業(yè)科技,2023,46(4):6-14.
[10]De Bruyn F,Zhang S J,Pothakos V,et al. Exploring the impacts of postharvest processing on the microbiota and metabolite profiles during green coffe bean production[J]. Applied and Environmental Microbiology,2017,83(1) :e02398-16.
[11]Martinez S J,Bressani A PP,Simαo JB P,et al. Dominant microbial communities and biochemical profile of pulped natural fermented coffes growing in different altitudes[J]. Food Research International,2022,159:111605.
[12]Pereira P V,Bravim D G,Grill R P,et al. Microbial diversity and chemical characteristics of Cofea canephora grown in different environments and processed by dry method[J].World Journal of Microbiology and Biotechnology,2021,37(3) :51.
[13]韓龍,張?zhí)斓t,謝晉奕,等.普洱曼歇壩咖啡干法加工初期 細菌與真菌群落變化特征[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報, 2022,13(21) :7065-7072.
[14]Deppenmeier U,Hoffmeister M,Prust C.Biochemistry and biotechnological applications of Gluconobacter strains[J]. Applied Microbiology and Biotechnology,2002,60(3):233-242.
[15]Brady C,Cleenwerck I,Venter S,et al. Phylogeny and identification of Pantoea species associated with plants,humans and the natural environment based on multilocus sequence analysis (MLSA)[J]. Systematic and Applied Microbiology,2008,31 (6/7/8) :447-460.
[16]張濤,周思旋,唐遠江,等.基于高通量測序分析黔中金蕎 麥內(nèi)生菌及其根際土壤微生物多樣性[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2022,54(11) :70-75.
[17]陳瑩琪,陳杰,周耀進,等.濃香型大曲微生物菌群演替與 吡嗪類物質(zhì)合成的關(guān)系[J].食品科學(xué),2023,44(2):222- 230.
[18]董錦潤,李靖,陳玉惠,等.枝孢屬真菌次生代謝產(chǎn)物中化 學(xué)成分及其生物活性的研究進展[J].中草藥,2021,52 (19):6076-6087.
[19]Oluwa S W. Structure and foaming properties of viscous exopolysaccharides from a wild grape-associated basidiomycetous yeast Papiliotrema flavescens formerly known as Cryptococcus flavescens[J]. Journal of Microbiology and Biotechnology, 2020,30(11) :1739-1749.
[20]Kurtaman C P,F(xiàn)ell JW,Boekhout T. The yeasts,a taxonomic study,fifth edition[M].Amsterdam:Elsevier,2011.
[21]Chen Z A,Geng Y Y,Wang M,et al. Relationship between microbial community and flavor profile during the fermentation of chopped red chili(Capsicum annuum L.)[J]. Food Bioscience,2022,50:102071.
[22]王俊鋼,李宇輝,劉成江,等.新疆哈薩克族傳統(tǒng)風干肉中 真菌多樣性分析[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2021,47(1):35- 42.
[23]Green PN,ArdleyJK.Review of the genus Methylobacterium and closely related organisms:a proposal that some Methylobacteriumspeciesbereclassified into anew genus,Methylorubrum gen.nov.[J]. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology,2018,68(9):2727-2748.
[24]劉雯雯,張旭,黃奇,等.基于高通量測序的明日葉不同組 織內(nèi)生菌群落結(jié)構(gòu)分析[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報,2023,54(6): 1622-1632.
[25]ZhangR,Yang HL,Sun GY,et al. Strelitziana mali,a new speciescausing sooty blotch on apple fruit[J].Mycotaxon, 2009,110(1) :477-485.
[26]Wichlacz PL,Unz RF,Langworthy TA.Acidiphilium angustum sp.nov.,Acidiphilium facilis sp. nov.and Acidiphilium vubrum sp.nov.:acidophilic heterotrophic bacteria isolated from acidic coal mine drainage[J]. International Journal of Systematicand Evolutionary Microbiology,1986,36(2) :197-201.
[27]LanJR,Sun Y,Chen X H,et al.Bio-leaching of manganese from electrolytic manganese slag by Microbacterium trichothecenolyticum Y1:mechanism and characteristics of microbial metabolites[J].Bioresource Technology,2021,319:124056.
[28]Cunningham JE,Kuiack C.Production of citric and oxalic acidsand solubilization of calciumphosphateby Penicillium bilaii[J].Applied and Environmental Microbiology,1992,58 (5):1451-1458.
[29]GallmetzerM,Meraner J,Burgstaller W. Succinate synthesis and excretionbyPenicillium simplicissimum under aerobic and anaerobic conditions[J].FEMS Microbiology Letters,2002, 210(2) :221-225.