一种基于箱线图鉴别大曲质量的方法
【专利摘要】本发明涉及大曲质量鉴别【技术领域】，尤其是一种基于箱线图鉴别大曲质量的方法，通过微生物出现频率与相对含量方法对变量进行筛选，并结合箱线图构建大曲质量等级鉴别；可直接对未知分类样品进行等级鉴别，且该模型具有方法思想简单、操作简便、可行性高、判别准确率高的特点。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及大曲质量鉴别【技术领域】，尤其是一种基于箱线图鉴别大曲质量的方 法。 一种基于箱线图鉴别大曲质量的方法
【背景技术】
[0002] 大曲是白酒酿造工艺必需的原料，有着"酒之骨"之称，发挥着极其重要的作用。其 功能包括提供酿造过程中的微生物来源、微生物酶系来源、风味物质及其前提物质和补充 物料，前三种功能与大曲中的微生物群落区系结构有极大的关联性，因此大曲微生物组成 差异可以在一定程度上反应大曲质量。
[0003] 454高通量测序方法是近些年来发展的新一代DNA测序技术，以其数字化信号、高 数据通量、高测序深度、高准确率等特点著称，可实现大规模多样本的生物菌群落分析，被 广泛应用于人体和动物肠道菌群、海洋微生物菌群组成的比较分析中。并且，对其的研究成 果部分被发表在《Nature》、《PNAS》、《GenomeRes》、《Gut》、《Gastroenterology》等杂志上。
[0004] 箱线图又称为盒须图、盒式图或箱形图，是一种用作显示一组数据分散情况资料 的统计图。对任一组数据，箱线图可以快速识别出异常值，且不需要事先假定数据服从特定 的分布形式，没有对数据作任何限制性要求。因此，广泛应用于各种领域，特别是品质管理。
[0005] 对于大曲质量的鉴别方法中，有研究者作出了大量的研究，如专利号为 201310201060. 5的《一种鉴别大曲质量的方法》，所述方法是应用固相微萃取和判别分析鉴 别大曲质量，是通过大曲风味物质对大曲质量进行评价；又如专利号为200910228701. X的 《一种酱香型白酒大曲生产的质量控制方法》，所述方法是应用大曲微生物的DGGE建立标准 指纹图谱，并将测定所得图谱与标准图谱进行比对得到合格大曲产品，该方案中DGGE技术 只能检测到样品中十几种优势菌；如果要获悉具体的菌种信息，还需进行克隆、测序，实验 操作繁琐；并且采用这种方法不能反映微生物的丰度情况，另外，该方案中的图谱比对只是 简单比对，未建立相关模型进行比对分析。
[0006] 由此可见，传统的大曲质量检测与控制不能够采用未知的类别样本信息建立标 准，来判别未知大曲样品的质量等级，同时，利用454高通量测序技术结合箱线图鉴别大曲 质量的方法在现有技术中还未见报道。
【发明内容】
[0007] 为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种基于箱线图鉴别大曲 质量的方法，具体是通过以下技术方案得以实现的：
[0008] (1)大曲样品获取并分组
[0009] 犾取成品大曲样品，并将120/149的成品大曲样品作为建|旲，将29/149的成品大 曲样品用于模型的测试和/或验证，进而分成建模样品和样品测试两组，待用；
[0010] ⑵大曲样品信息获取
[0011] 采用454高通量测序技术，对建模样品进行测序分析，共获得580类微生物种类， 并对580类微生物进行编号为Xn，其中η为1-580的整数；同时，再测定每一类微生物在样 品中的相对含量，并做记录；
[0012] (3)微生物变量的筛选
[0013] 在步骤2的基础上，根据微生物变量在建模样品中出现的频率与含量进行筛选， 获取对样品质量贡献大的微生物变量指标；
[0014] (4)确定微生物变量范围
[0015] 在步骤3的基础上，将筛选并获取的微生物变量指标采用箱线图分析，根据分析 结果剔除异常值，进而确定微生物变量在样品中的含量分布；其中异常值的确定被定义为： Q3+1. 5IQR〈Y〈Q1 - 1. 5IQR，Q1为变量的第一四分位数值、Q3为变量的第三四分位数值、IQR =Q3-Q1 ；
[0016] (5)确定关键微生物变量
[0017] 根据传统的研究结果，确定大曲中对大曲的风味与品格起着决定性的作用微生物 为关键性微生物变量；
[0018] (6)判别模型的建立与样品测试
[0019] a判别模型的建立：基于步骤4和步骤5,建立大曲质量判别模型，并根据样品中 分布的相关微生物变量> 83. 33%，并且关键微生物变量没有缺失时，定义为优级大曲；样 品中分布的相关微生物变量< 83. 33%，并且缺乏关键微生物变量时，定义为一级大曲；其 中，在优级大曲中，相关微生物变量的分布为100%，并且关键微生物变量的范围为Q1-Q3， 定义为特级大曲；
[0020] b样品测试：将样品测试组按照上述模型进行大曲质量判别，研究测试样品是否 于建模样品展现相同的趋势。
[0021] 所述的大曲样品都为高温成品曲。
[0022] 所述的微生物变量的筛选，其原则为出现频率> 50%?100%，平均相对含量 彡 0· 6%?5%。
[0023] 所述的关键微生物变量为Bacillus (芽孢杆菌属）和Lactobacillus (乳杆菌 属）。
[0024] 与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：
[0025] ①通过利用454高通量测序技术，解决了第一代测序技术不能全面准确反映大曲 微生物的组成信息。
[0026] ②通过微生物出现频率与相对含量方法对变量进行筛选，并结合箱线图构建大曲 质量等级鉴别；可直接对未知分类样品进行等级鉴别，且该模型具有方法思想简单、操作简 便、可行性高、判别准确率高的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0027] 图1为本发明基于箱线图鉴别大曲质量的方法筛选后的微生物含量在大曲中的 含量分布以及异常值。
[0028] 图2为本发明基于箱线图鉴别大曲质量的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合附图和具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求 保护的范围不仅局限于所作的描述。
[0030] 实施例
[0031] 如图1和图2所示，一种基于箱线图鉴别大曲质量的方法，包括以下步骤：
[0032] (1)大曲样品获取并分组
[0033] 样品全部为高温大曲，来源于贵州茅台酒股份有限公司，共149个样品，其中120 个样品用于建模，其余29个样品用于模型的测试与验证。
[0034] (2)大曲样品信息获取
[0035] 利用454高通量测序技术，对样品进行测序分析，共获得580类微生物种类（微生 物编号为 xl，x2, x3, x4, x5, x6, x7, x8, x9, xlO, xll，xl2, xl3, xl4, xl5, xl6, xl7, xl8, xl9， x20，x21，x22, x23, x24, x25，x26，x27，x28，......x568, x569，x570，x571，x572， x573, x574, x575, x576, x577, x578, x579, x580)与每种微生物的相对含量，并做记录。
[0036] (3)微生物变量的筛选
[0037] 基于步骤2所得的微生物组成信息，根据微生物变量在建模样品（120个样品）中 出现的频率与含量进行筛选，获取对样品质量分类贡献大的变量指标。对出现频率50%以 上、相对平均含量〇. 6%以上进行分析，结果见表1。
[0038] 表1不同频率与相对平均含量时变量（微生物）数量
[0039]
【权利要求】
1. 一种基于箱线图鉴别大曲质量的方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 大曲样品获取并分组 犹取成品大曲样品，并将120/149的成品大曲样品作为建|旲，将29/149的成品大曲样 品用于模型的测试和/或验证，进而分成建模样品和样品测试两组，待用； (2) 大曲样品信息获取 采用454高通量测序技术，对建模样品进行测序分析，共获得580类微生物种类，并对 580类微生物进行编号为Xn，其中η为1-580的整数；同时，再测定每一类微生物在样品中 的相对含量，并做记录； (3) 微生物变量的筛选 在步骤2的基础上，根据微生物变量在建模样品中出现的频率与含量进行筛选，获取 对样品质量贡献大的微生物变量指标； (4) 确定微生物变量范围 在步骤3的基础上，将筛选并获取的微生物变量指标采用箱线图分析，根据分析结 果剔除异常值，进而确定微生物变量在样品中的含量分布；其中异常值的确定被定义为： Q3+1. 5IQR〈Y〈Q1 - 1. 5IQR，Q1为变量的第一四分位数值、Q3为变量的第三四分位数值、IQR =Q3-Q1 ； (5) 确定关键微生物变量 根据传统的研究结果，确定大曲中对大曲的风味与品格起着决定性的作用微生物为关 键性微生物变量； (6) 判别模型的建立与样品测试 a判别模型的建立：基于步骤4和步骤5,建立大曲质量判别模型，并根据样品中分布的 相关微生物变量> 83. 33%，并且关键微生物变量没有缺失时，定义为优级大曲；样品中分 布的相关微生物变量< 83. 33%，并且缺乏关键微生物变量时，定义为一级大曲；其中，在 优级大曲中，相关微生物变量的分布为100%，并且关键微生物变量的范围为Q1-Q3,定义 为特级大曲； b样品测试：将样品测试组按照上述模型进行大曲质量判别，研究测试样品是否于建 模样品展现相同的趋势。
2. 如权利要求1所述的基于箱线图鉴别大曲质量的方法，其特征在于，所述的大曲样 品都为商温成品曲。
3. 如权利要求1所述的基于箱线图鉴别大曲质量的方法，其特征在于，所述的微生物 变量的筛选，其原则为出现频率彡50%?100%，平均相对含量彡0. 6%?5%。
4. 如权利要求1所述的基于箱线图鉴别大曲质量的方法，其特征在于，所述的关键微 生物变量为Bacillus (芽孢杆菌属）和Lactobacillus (乳杆菌属）。
【文档编号】C12Q1/68GK104109719SQ201410347613
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】杨帆, 王莉, 陈良强, 罗汝叶, 胡芳精, 李靖圆, 王和玉, 汪地强, 王亚玉 申请人:贵州茅台酒股份有限公司