宏基因组学研究将微生物与克非尔的风味联系起来

爱尔兰的一个食品科学家和微生物学家团队使用高通量测序来分析微生物种群如何像开菲尔酵母一样发生变化。这是食品分析的新前沿：利用24小时发酵期间收集的数据，研究人员能够将单个微生物物种及其相关途径的存在与发酵乳饮料中的风味化合物联系起来。他们在mSystems(ASM的开放获取期刊)上报告了他们的发现。

对发酵过程中微生物行为的这种深刻理解可以指出改善克非尔的新方法。食品科学家可以通过调整微生物混合物来优化生产，定制风味或改善食品的健康益处。他们甚至可以仅使用选择的微生物来创建合成版本的克非尔。

kefirdrinkInterest在食品研究人员中越来越多地将高通量测序与代谢组学相结合，以更好地了解个体微生物物种如何影响食物的特性。然而，先前对发酵食品的研究已经使用较低分辨率的测序技术进行，例如16S rRNA基因测序。

“我们直到现在才知道个别物种在做什么，”主要作者Aaron Walsh说道，他正在科克Teagasc食品研究中心攻读博士学位，作为APC微生物组研究所的一部分。

新的分析还显示了克非尔如何作为一个强大的模型，用于研究多种细菌物种以复杂方式相互作用的社区，如肠道或土壤。与其他发酵食品相比，酸牛奶的微生物种类较少，只需要24小时即可在室温下发酵。(奶酪，相比之下，需要三个月或更长时间才能发酵。)这项新研究已经引导研究人员考虑对其他食物中的微生物种群进行类似的高通量分析。

“我们正在研究如何将这一概念扩展到整个发酵食品行业，”该研究的资深作者，Teagasc和APC微生物研究所的微生物学家Paul Cotter说。“这包括奶酪，酸奶，甚至发酵肉和酵母面包。我们也可以研究酒精饮料。”

为了创造他们分析的克菲尔，研究人员开始研究谷物 - 一种类似于花椰菜的细菌和酵母的混合物 - 来自三个不同的地理区域。这些谷物用于将巴氏杀菌乳发酵成克非尔。研究人员发现，开菲尔牛奶中的细菌种群在发酵过程中以类似的特征方式发生了变化。

为了获得物种水平的数据，微生物学家使用了整个宏基因组鸟枪法测序 - 这种技术用于研究过于复杂或多样化的微生物种群，以便单独培养个别物种。他们报告说，在24小时发酵期间，细菌多样性迅速下降。测序表明，在发酵的早期阶段，乳酸杆菌(Lactobacillus kefiranofaciens)占据细菌群体的主导地位。然而，在此过程的后期，明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)变得更加普遍。

他们确定了个体细菌种类与某些风味之间的联系。例如，醋酸巴斯德菌(Acetobacter pasteurianus)与酸性醋型风味相关。磅。kefiranofaciens与俗气味相关。其他物种与负责黄油和水果味的代谢物相关。

以前的研究表明，服用开菲尔可以改善肠道健康，减少炎症和胆固醇。克菲尔谷物中的微生物可能是负责任的，但科学家们并不确定 - 他们不了解潜在的机制。Cotter说，宏基因组学可能有助于回答关于发酵饮料的这些突出问题。

“在过去，酸牛奶已与许多健康益处有关，”他说。“在我看来，他们并没有真正被钉住或以科学严谨的方式学习。”