哈萨克斯坦南部马乳及传统发酵乳制品koumiss微生物多样性的季节与区域变异研究

本研究通过宏分类学方法解析哈萨克斯坦Almaty和Zhambyl地区马乳及koumiss的微生物多样性，揭示季节和地理因素对乳酸菌(LAB)、酵母菌群结构的影响。研究发现发酵24小时后病原菌显著抑制，首次报道Lactobacillus gallinarum为优势菌种，为传统发酵乳标准化生产提供微生物学依据。

　　

在广袤的哈萨克斯坦草原上，马乳及其发酵制品koumiss承载着游牧民族数千年的饮食智慧。从希罗多德记载的斯基泰人饮食到现代功能食品研究，这种富含益生菌的饮品正引发全球关注。然而，传统自然发酵过程中微生物群落的动态变化始终是个"黑箱"——不同季节牧草成分的波动、地域气候的差异如何影响发酵微生物的演替？哪些关键菌株决定着产品的风味与安全？这些问题制约着koumiss的产业化发展。

哈萨克斯坦科学与高等教育部联合土耳其Süleyman Demirel大学的研究团队，在AP19579056和FKP-2023-9208项目支持下，首次采用宏分类学(metataxonomics)技术对南部两大牧区（相距491公里的Almaty和Zhambyl）的马乳及koumiss展开为期4个月（7-10月）的动态监测。研究发现：原始马乳含85种细菌和84种真菌，经发酵后koumiss菌种数锐减至33种细菌和23种真菌，其中Lactobacillus gallinarum作为未报道过的新优势菌与Lactococcus cremoris共同主导发酵进程；Kluyveromyces marxianus和Dekkera bruxellensis则是关键酵母菌。值得注意的是，发酵24小时后病原菌和腐生菌被显著抑制，证实传统工艺的生物安全性。该成果发表于《International Dairy Journal》，为游牧民族传统发酵食品的微生物资源开发提供重要数据。

关键技术方法
研究采集Almaty和Zhambyl地区两个牧场（"Sadygul"和"Dzhumabaev N.N."）96份马乳及24份自然发酵koumiss样本，通过16S rRNA和ITS测序进行微生物群落分析。采用QIIME2平台处理测序数据，使用Silva和UNITE数据库进行物种注释，通过α/β多样性分析评估时空变异，利用LEfSe算法识别标志性菌种。

研究结果

Animals and sampling of mares’ milk and koumiss
样本来自24匹本地品种母马，每月采集3次。宏分类学揭示马乳含38个细菌属（85种）和17个真菌属（84种），显著高于koumiss的菌种丰度。

Results and Discussion
七月样本中Lactobacillus相对丰度达62.3%，十月降至41.7%，而Lactococcus cremoris呈现相反趋势。Almaty地区样本的Kluyveromyces marxianus丰度较Zhambyl高2.1倍（p<0.05）。发酵后大肠杆菌(Escherichia coli)等病原菌检出率下降98.6%。

Conclusions
研究首次系统绘制哈萨克斯坦南部发酵马乳的微生物地理图谱，发现L. gallinarum为关键发酵菌株。季节更替通过改变牧草成分间接影响微生物演替，而地域差异可能与海拔（Almaty牧场海拔高300米）导致的微气候有关。该成果不仅为筛选优良发酵菌种提供靶点，更通过科学数据验证传统工艺的合理性，对保护非物质文化遗产具有重要意义。

意义与展望
该研究突破传统培养方法的局限，揭示自然发酵过程中微生物群落的自我净化机制。发现的L. gallinarum等特色菌株可作为候选益生菌开发，而明确的地域特异性为原产地保护提供科学依据。未来研究可结合代谢组学解析关键菌株与风味物质的关联，推动传统发酵乳制品走向精准化生产。