《Food Microbiology》：Microbial Ecology of Artisanal Fresh Cheese from Sinaloa: Influence of Geographic Terroir on Diversity, Functionality, and Safety
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artisanal fresh cheese的微生物多样性及功能特征分析，基于16S rRNA测序揭示Sinaloa地区10个采样点的菌群结构，Proteobacteria（73.5%）和Firmicutes（25.9%）占主导，地理梯度与海拔显著影响菌群组成，发现具有地域特异性的Marinomonas和Streptococcus，同时检测到潜在致病菌Salmonella和Aeromonas，功能预测显示核心代谢与应激响应相关。
乔尔·托赫瓦里斯·加西亚·格雷罗（Joel Tohevaris García Guerrero）|卢兹·伊塞拉·佩伊纳多·格瓦拉（Luz Isela Peinado Guevara）|塞缪尔·坎皮斯塔·莱昂（Samuel Campista León）
墨西哥锡那罗亚自治大学生物学院生物科学系，地址：Av. Universitarios, s/n, University City, Culiacán Rosales, Sinaloa, 80040
摘要
手工制作的新鲜奶酪是墨西哥文化遗产和经济的重要组成部分，然而使用生奶进行生产存在显著的安全隐患。鉴于锡那罗亚奶酪的微生物群及其生态决定因素尚未得到充分研究，本研究通过大规模测序16S rRNA基因来分析其细菌多样性和功能潜力。研究分析了来自10个不同地理位置的30个样本，使用Illumina Miniseq平台进行V3扩增子测序，并通过DADA2软件处理数据以识别扩增子序列变异（ASVs）。结果表明，该微生物群主要由变形菌门（Proteobacteria，73.5%）和厚壁菌门（Firmicutes，25.9%）构成。典型对应分析（Canonical Correspondence Analysis, CCA）显示，海拔高度和地理位置是影响微生物群结构的主要因素，各自解释了约40%的变异量，从而揭示了不同地区的微生物特征（例如北部地区以Marinomonas为主，中部地区以Streptococcus为主）。研究中还发现了具有生物技术价值的菌属（如Lactococcus、Lactobacillus和Leuconostoc），同时检测到高比例的与肠道污染和机会性病原体（Salmonella, Aeromonas, Acinetobacter）相关的微生物。预测的微生物群功能主要与碳水化合物和能量代谢等核心代谢过程相关，而与耐药性相关的功能则与应激反应机制和抗菌肽抗性有关；毒力相关特征则与黏附、生物膜形成及铁的获取能力相关，这些特征反映了微生物在环境中的生存策略和群落间的相互作用。总之，这项基于扩增子的研究揭示了一个受环境驱动的复杂生态系统，同时也突显了锡那罗亚奶酪作为本土乳品生物多样性库与健康风险来源的双重性，亟需采取相应的控制措施。
引言
手工奶酪生产是墨西哥文化和经济遗产的重要组成部分。该行业加工了全国约三分之一的牛奶产量（2022年约为140亿升），涉及畜牧农民、生产商、商人和分销商等多个环节。值得注意的是，其中一半的牛奶用于制作手工奶酪，其中新鲜奶酪占比高达80%，体现了其重要的社会经济价值（González-Córdova等，2016；Cuevas-González等，2024）。手工奶酪以其小规模生产、使用当地生产的牛奶以及采用各地区特有的传统工艺为特点（Kamimura等，2019）。墨西哥和拉丁美洲最受欢迎的奶酪品种是Queso Fresco，其特点是鲜美的奶香、柔软的质地以及易碎的特性（González-Córdova等，2016）。然而，这种生产方式的多样性和手工操作可能导致有害微生物的存在，从而影响奶酪的质量和安全性（Soto-Beltrán等，2013, 2015；Reyes-Tapia等，2023）。除了对卫生监测的重要性外，奶酪中的微生物群还在发酵过程、牛奶成分的代谢转化以及感官特性的形成中起着关键作用（Mayo等，2021；Reuben等，2024）。高通量测序技术的进步揭示了这些微生物群受到原始奶汁微生物群、手工加工方式以及环境和地理因素的复杂影响（Ruvalcaba-Gómez等，2020；Bi?er等，2025）。了解这些因素之间的相互作用对于提升食品安全、强化地方特色以及发现具有技术潜力的微生物资源至关重要。尽管已有研究对包括奇瓦瓦（Chihuahua）、瓦哈卡（Oaxaca）、波罗（Poro）和科蒂哈（Cotija）等地区的奶酪进行了分析（Aldrete-Tapia等，2014；Escobar-Zepeda等，2016；Sánchez-Gamboa等，2018；Caro等，2020），但关于锡那罗亚地区的手工奶酪的信息仍然有限，且现有研究多依赖于培养依赖性方法，这些方法可能低估了真实的微生物多样性（García-Mu?oz等，2021；Méndez-Romero等，2021；Rivera等，2024）。锡那罗亚是一个重要的乳制品生产区，尽管其气候和地理环境多样，但其奶酪的微生物群特征仍不清晰。该地区涵盖沿海平原、农业山谷和山区，气候从半干旱到干旱乃至沙漠不等，且海拔差异显著。此外，环境和管理因素（如海拔、局部微气候、畜牧业实践和卫生条件）对奶酪微生物群的影响尚未得到充分研究，而这些因素可能显著影响发酵菌、机会性菌及临床相关菌类的分布。因此，本研究利用16S rRNA高通量测序技术分析了锡那罗亚手工新鲜奶酪的细菌微生物群，假设微生物群不仅具有多样性，还受到环境、地理和卫生因素的强烈影响，从而导致特定地区的分类标志物出现以及潜在致病菌和益生菌的不同分布。研究旨在揭示不同生产区域的微生物多样性和组成，识别地区特异性标志物和微生物特征，并预测与生态和卫生条件相关的功能特征，以支持食品安全策略、加强质量控制和区域认证，并扩展对墨西哥手工奶酪微生物多样性的认识。采样设计与样本收集
本研究于2022年秋季进行，覆盖了墨西哥锡那罗亚州从北到南的地理梯度，共选取了10个采样点。为捕捉各站点内的变异情况，每个地点收集了3份独立的手工新鲜奶酪样本（n = 30）。采样点包括北部（Ejido Mochis和Los Mochis）、中北部（Camotete和La Reforma）、中部（Culiacán Rosales和Carboneras）以及南部地区。
微生物多样性与测序深度
大规模测序共生成了1,647,304条原始读段，平均每个样本54,910条读段。经过质量过滤和去除嵌合序列后，得到926,704条可处理读段（平均每个样本30,890条读段），识别出706个扩增子序列变异（ASVs），平均长度为179.92 bp。所有样本的稀释曲线均达到稳定状态，每个样本的读段数量在10,000至12,308条之间。讨论
分析手工奶酪中的微生物群对于理解影响其质量、安全性和感官特性的生态因素至关重要。本研究首次全面、多地点地利用16S rRNA技术评估了锡那罗亚手工新鲜奶酪的细菌群落，该地区具有独特的气候和地理条件。这种综合方法为进一步研究提供了重要基础。结论
研究表明，环境因素、卫生条件和手工加工方式共同塑造了锡那罗亚手工新鲜奶酪的独特微生物群落，其中海拔高度和地理位置是主要的结构决定因素。观察到的微生物组成表明，这种奶酪中的发酵乳酸菌与环境性和机会性微生物共存，这与使用生奶的手工生产方式相符。作者贡献声明
乔尔·托赫瓦里斯·加西亚·格雷罗（Joel Tohevaris García Guerrero）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、方法验证、实验设计、数据分析、概念构建。卢兹·伊塞拉·佩伊纳多·格瓦拉（Luz Isela Peinado Guevara）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、方法验证、项目监督、资源协调、实验设计、数据分析、概念构建。塞缪尔·坎皮斯塔·莱昂（Samuel Campista León）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写。未引用参考文献
Ayoub Moubareck和Hammoudi Halat, 2020; Baker-Austin等, 2018; Band和Weiss, 2015; Bedani等, 2024; Bertani和Ruiz, 2018; Chelliah等, 2022; Colin等, 2021; De Chiara等, 2024; Dempsey和Corr, 2022; Fr?hlich-Wyder等, 2017; Gajewska等, 2022; Hu等, 2022; Illumina Inc, 2013; Janda和Abbott, 2021; Kennelly等, 2023; Kochetkova等, 2023; Krzy?ciak等, 2013; Leclercq-Perlat等, 2012; Lobanov等, 2022; Nero等, 2021;利益冲突
作者声明没有利益冲突。伦理声明
本研究未涉及人类、动物、个人数据或动物数据的分析。利益冲突声明
所有作者均无可能影响研究结果或解释的财务或个人利益。致谢
作者感谢Gilberto Antonio Espinoza Ibarra、Jesús Alberto Osuna Mu?oz和Ricardo Alan Herrera Sicairos在样本收集和处理方面的支持，同时感谢Julissa Enciso Ibarra在实验室准备和测序工作中的协助，以及José Uriel Lopez Espinoza在样本收集和处理及生物信息学工具使用方面的建议。
