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龙春林教授团队在生物多样性相关传统知识的评价方面取得新进展

【来源:8455新葡萄娱乐 | 发布日期:2020-08-13 】

位于云南省怒江傈僳族自治州泸水市东南部的老窝白族乡,地处怒江东岸、碧罗雪山南缘。境内地形地貌十分复杂,山高谷深,夹杂着雪山林海、高山湖泊,平均海拔在2000 m以上,年平均温度在15℃以下。在这种特殊的地理环境中,当地老百姓发明了腌制及发酵技术,制作出传统发酵食品——老窝火腿,并代代相传。

通过民族生物学调查发现,当地人为获得风味独特的老窝火腿,在品种选择、发酵时间上都有独特的认知和做法,特别是认为火腿表面的霉层能够促进老窝火腿风味的形成,而且可以根据霉层变化判断火腿的成熟度与质量高低。组成这种霉层的微生物群落究竟是什么?发挥怎样的作用?龙春林教授团队采用高通量测序与现代分析技术,从宏基因组学和代谢组学方面对老窝火腿的霉层与风味关系问题进行了研究。2020年8月10日,该研究成果以“Variation of microbiological and biochemical profiles ofLaowoDry-cured Ham, an indigenous fermented food, during Ripening by GC-TOF-MS and UPLC-QTOF-MS”为题在国际著名学术期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry(SCI农林科学大类一区)在线发表。

图1 作坊中晾挂发酵的老窝火腿

高通量测序研究表明,老窝火腿的微生物组成十分丰富,共发现502个属的细菌和28个属的真菌,其中核心细菌属LentibacillusMesorhizobium以及核心真菌属EremascusXerochrysium是首次在发酵肉制品中发现的(图2)。采用GC-TOF-MS和UPLC-QTOF-MS进行代谢组学研究显示,不同发酵时间(1年、2年、3年)的老窝火腿在代谢成分方面存在显著差异,分别鉴定了27和30种差异代谢物,差异代谢物与不同发酵时间老窝火腿的风味有关,从而验证了当地人的传统知识具有科学内涵。此外,并未发现真菌毒素的存在,却发现一些具有药理活性的化合物(如抗癫痫剂levetiracetam)。研究结果支持了食用老窝火腿的安全性和药食同源性。Pearson相关系数关联性分析表明,火腿中的微生物能够促进风味活性代谢成分的生成(图3),由此说明当地人的传统智慧——微生物有利于火腿良好风味的形成,提供了科学依据。

图2不同年份老窝火腿的微生物组成

本研究的创新性在于:采用高通量测序、GC-TOF-MS和UPLC-QTOF-MS相结合的方法对民族风味食品——老窝火腿的微生物组成与化学成分进行研究,揭示了老窝火腿相关传统知识的科学性,为同类研究提供可借鉴的模式。

图3核心微生物与关键代谢成分的关联性分析

中央民族大学博士研究生林锋科为本文第一作者,龙春林教授为通讯作者。文章链接:https://dx.doi.org/10.1021/acs.jafc.0c03254,

本研究得到生态环境部项目(2019HB2096001006)、国家自然科学基金项目(31870316 & 31761143001)、民族医药教育部重点实验室项目(KLEM-ZZ201906 & KLEM-ZZ201904)和中央民族大学“双一流”建设项目(YLDXXK201819)的资助。