加勒比与中国雪茄微生物组比较分析揭示风味差异的关键微生物因素

本研究针对雪茄发酵过程中微生物群落与感官品质关联机制不清的科学问题，通过高通量测序技术比较加勒比地区（古巴、多米尼加）与中国产雪茄的微生物组差异。研究发现中国雪茄具有更高的α/β多样性，加勒比雪茄以葡萄球菌属（Staphylococcus）为优势菌群（占比>50%），而中国样本中该菌属仅占30%。功能预测显示PWY-6148通路为加勒比雪茄特有，且Weissella等菌属与风味呈正相关。该研究为生物强化发酵（Bioaugmentation fermentation）提供了关键菌种资源，对提升国产雪茄品质具有重要指导意义。

　　

雪茄作为高端烟草制品，其独特风味源于烟草叶片发酵过程中微生物参与的复杂生化反应。加勒比地区（尤其是古巴）凭借得天独厚的气候条件，长期占据优质雪茄生产的主导地位。然而，中国雪茄产业面临原料品质不足、依赖进口的困境，其核心瓶颈在于发酵过程中微生物群落调控机制不明。传统研究多聚焦于雪茄烟叶发酵期间的化学变化，但对成品雪茄——尤其是手工卷制高端产品的微生物组成研究尚属空白。

针对这一科学问题，由中国国家烟草总公司山东省分公司质量监督检测中心Min Liu团队在《Scientific Reports》发表的研究，首次系统比较了加勒比（古巴、多米尼加）与中国产雪茄的微生物组差异。研究人员采用16S rRNA高通量测序技术分析5款加勒比与5款中国雪茄样本，结合感官评价数据，揭示了微生物群落结构与感官品质的关联性。

关键技术方法包括：1) 从加勒比（古巴3款、多米尼加2款）和中国（5款）雪茄样本提取基因组DNA；2) 使用341F/806R引物扩增16S rRNA的V3-V4区域进行Illumina NovaSeq测序；3) 通过QIIME2和PICRUSt2分析α/β多样性及功能通路；4) 依据中国国家标准GB 15269.4-2011进行7项感官指标评分。

微生物群落特征分析

通过α多样性指数（Chao1/ACE/Shannon/Simpson）发现中国雪茄微生物丰富度显著高于加勒比产品（p<0.0001）。β多样性分析（NMDS/PCoA）进一步证实两组样本群落结构存在显著差异（p<0.05）。

核心微生物组差异

在门水平上，加勒比雪茄中厚壁菌门（Bacillota）占比超50%，显著高于中国样本（<50%）。属水平分析显示加勒比雪茄葡萄球菌属（Staphylococcus）平均占比达50%以上，而中国样本仅约30%。Venn分析揭示中国雪茄核心微生物组含316个属（184个明确分类），远多于加勒比样本的51属（33个明确分类），其中21个属为共有。

标志性微生物鉴定

LEfSe分析发现加勒比雪茄富含Staphylococcus、Ralstonia、Brochothrix等菌属，中国样本则以Acinetobacter、Bacillus、Lactobacillus等为特征菌。值得注意的是，加勒比样本特有的PWY-6148通路（四氢甲烷蝶呤生物合成）与Acinetobacter等菌属相关。

微生物-感官品质关联

Spearman分析表明Weissella与风味呈正相关（r>0），而Amaricoccus与总分负相关。加勒比雪茄中Staphylococcus与总分正相关，中国样本中Escherichia-Shigella则与总分负相关。

该研究首次揭示加勒比与中国雪茄存在显著微生物组差异，加勒比产品以Staphylococcus为优势菌的特征可能与其风味形成密切相关。发现的6个加勒比特有菌属（如Haemophilus、Carnobacterium）为生物强化发酵提供了候选菌种。尽管受限于成品雪茄样本无法反映发酵全过程微生物动态，但研究为通过微生物调控提升中国雪茄品质提供了理论依据。未来需结合多组学技术（如代谢组学）进一步解析关键菌种的代谢机制，推动人工发酵技术在烟草工业中的应用。