浆水是一种历史悠久、风味独特的传统天然发酵食品,常见于西北地区,浆水还具有调中引气、消暑开胃的功用。其制备过程中复杂的微生物菌群组成和动态变化及其产生的多种代谢产物目前尚无系统的研究。宏基因组学是一种研究复杂体系中微生物组成的有效方法,无需对微生物进行分离和培养,就可以获得体系中的微生物组成概况。该方法以体系中微生物菌群的全基因组为研究对象,通过高通量测序等技术平台获得样品中的物种丰度信息、检测研究对象中的活性物质、发掘新的功能基因,并最大限度的保留了微生物多样性,拓展了微生物资源的利用空间。本研究以天然浆水为原材料,通过实验室不断净化、驯化获得种子液,该种子液再不断发酵获得的发酵液为研究对象,借助宏基因组学、16S菌种鉴定、气象色谱-质谱连用(Gas Chromatograph-Mass Spectrometer,GC-MS)等研究手段,研究固定发酵条件下发酵液的稳定性和菌相组成、分离发酵液中的优势乳酸菌群、分析发酵液的物质组成,并对发酵液的其他理化特性进行研究。主要研究成果如下:(1)利用宏基因组学中的16S物种多样性分析技术对三个时期九个发酵液样品的菌群组成进行分析。结果表明,门水平下,厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)是发酵液中丰度最高的两种菌门,在传代培养的过程中,厚壁菌门的平均丰度达到了61.94%,变形菌门的平均丰度达到了37.15%。属水平下,乳杆菌属(Lactobacillus)和醋杆菌属(Acetobacter)是发酵液中丰度最高的两种属,乳杆菌属的平均丰度为61.87%,醋杆菌属的平均丰度为35.93%,乳杆菌属和醋杆菌属是发酵液中的绝对优势菌群。差异分析结果表明,整个传代培养过程中乳杆菌属和醋杆菌属的含量、组成比例保持稳定。传代培养的过程中菌群组成保持稳定的前提条件是控制发酵过程的温度,使发酵过程尽可能在一个无霉菌和致病菌的环境中进行,以及在固定的酸度值下终止发酵过程。(2)利用传统的平板分离法分离MRS培养基上的单菌落,分别利用生理生化鉴定法和分子生物方法对分离得到的单菌落进行鉴定。结果共分离得到三种乳酸菌,分别为发酵乳杆菌、植物乳杆菌和副干酪乳杆菌,且菌种的生理生化鉴定结果和分子生物鉴定结果一致。发酵液中的乳酸菌多样性保证了发酵液的良好风味,而且极大地抑制了腐败菌杂菌的生长。并且为后期发酵剂的制备和保藏都提供了可靠地依据。(3)通过GC-MS代谢组学对发酵液组分进行分析,结果表明,发酵液中含有丰富的酸类、糖类、醇类等物质。九个样品的多元统计分析结果表明,不同发酵液样本中的物质含量存在差异,这与发酵液样本中乳酸菌的种类和占比不固定有关。虽然样本中的乳酸菌菌群呈现稳定,但乳酸菌各种类占比会直接影响其代谢产物的含量。除此之外,开放的发酵环境和不固定的发酵液基质物质成分都会使发酵液的组分存在一定的差异。