近期，安徽口子酒業(yè)股份有限公司聯(lián)合合肥工業(yè)大學(xué)李興江教授團(tuán)隊(duì)，圍繞“兼香型白酒-口子窖的風(fēng)味形成及機(jī)理研究”取得了系列成果。該團(tuán)隊(duì)的最新研究成果以“metatranscriptomic Insights into the Mechanism of “Multiple Qu” Utilization in Jian-Flavor Baijiu Fermentation”為題，發(fā)表于Food Research International（Q1, IF = 7.0）。研究系統(tǒng)地揭示了兼香型白酒發(fā)酵過(guò)程中特征風(fēng)味物質(zhì)的形成代謝機(jī)制。此前，團(tuán)隊(duì)在兼香型白酒發(fā)酵過(guò)程中微生物來(lái)源與特征代謝已形成系列成果：已在Food chemistry（Q1, IF = 8.5）上發(fā)表了題為“Deciphering layer formation in Red Heart Qu: A comprehensive study of metabolite profile and microbial community influenced by raw materials and environmental factors”的研究論文，詳細(xì)描繪了微生物從環(huán)境定殖于表面并逐步向內(nèi)遷徙的動(dòng)態(tài)過(guò)程，成功識(shí)別出各層獨(dú)特的微生物群落及其代謝途徑與標(biāo)志性代謝物；并在LWT（Q1, IF = 6.0）上發(fā)表了“Environmental microbiota and its influence on microbial succession and metabolic profiles in baijiu fermentation across three distinct-age workshops”為題的研究，揭示了兼香型白酒糟醅發(fā)酵過(guò)程中微生物來(lái)源及其代謝差異。此外，團(tuán)隊(duì)還在Food Research International （Q1, IF = 7.0）上發(fā)表了“Effect of Caproicibacteriumlactatifermentansinoculation on the microbial succession and flavor formation of pit mud used in Chinese Baijiu fermentation”，研究揭示了微生物強(qiáng)化接種對(duì)兼香型白酒窖泥原核群落的影響。該系列研究以一步法釀造工藝下的兼香型白酒-口子窖為研究對(duì)象，從環(huán)境微生態(tài)-多曲并用-核心菌群結(jié)構(gòu)-兼香風(fēng)味因子幾者之間的因果關(guān)系出發(fā)，系統(tǒng)地研究了兼香型白酒發(fā)酵過(guò)程中的微生物來(lái)源、代謝規(guī)律及風(fēng)味物質(zhì)的形成機(jī)制。研究為兼香型白酒的智能化生產(chǎn)與精準(zhǔn)調(diào)控提供了理論依據(jù)，對(duì)傳統(tǒng)白酒產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

兼香型白酒是中國(guó)十二大白酒香型之一，其復(fù)雜的環(huán)境微生態(tài)系統(tǒng)和獨(dú)特的“多曲并用”釀造工藝賦予了其“濃醬兼香，一酒兩味”的典型風(fēng)味特征。兼香型白酒的釀造在強(qiáng)調(diào)中溫大曲和高溫大曲協(xié)同使用的基礎(chǔ)上，經(jīng)歷傳統(tǒng)的大曲發(fā)酵和糟醅發(fā)酵兩個(gè)階段。同時(shí)，長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐使得環(huán)境中的微生物在發(fā)酵過(guò)程中不斷富集與馴化，最終形成了獨(dú)特且穩(wěn)定的微生物群落。這些群落不僅對(duì)大曲和糟醅的發(fā)酵過(guò)程起著深遠(yuǎn)的影響，也決定了最終產(chǎn)品的風(fēng)味特征。

基于此，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了一系列研究，旨在系統(tǒng)揭示“一步法”兼香型白酒生產(chǎn)過(guò)程中微生物的來(lái)源、發(fā)酵過(guò)程中微生物群落的動(dòng)態(tài)演替以及其與風(fēng)味物質(zhì)生成的關(guān)系，研究結(jié)果對(duì)于理解兼香型白酒的風(fēng)味形成機(jī)制、優(yōu)化發(fā)酵工藝具有重要的理論和實(shí)踐意義。研究首先以兼香型白酒廠區(qū)環(huán)境和發(fā)酵糟醅為研究對(duì)象，結(jié)合高通量測(cè)序技術(shù)與風(fēng)味分析，全面解析了三個(gè)廠區(qū)環(huán)境微生態(tài)結(jié)構(gòu)及糟醅發(fā)酵過(guò)程中微生物的動(dòng)態(tài)演替和代謝差異，并通過(guò)溯源技術(shù)定量分析了發(fā)酵過(guò)程中關(guān)鍵風(fēng)味微生物的來(lái)源及其代謝差異的形成；其次，以兼香型白酒生產(chǎn)中獨(dú)特的中溫大曲-菊花紅心曲的分層形成過(guò)程為研究對(duì)象，采用擴(kuò)增子測(cè)序和溯源分析技術(shù)，探討了發(fā)酵過(guò)程中環(huán)境微生物如何從環(huán)境定殖到表面，并逐步向大曲內(nèi)部演替，結(jié)合代謝學(xué)技術(shù)全面解析了該分層形成過(guò)程中微生物的遷徙路徑及其分層代謝機(jī)制；接著，研究進(jìn)一步深入單曲和多曲發(fā)酵兩種模式下的糟醅微生物群落結(jié)構(gòu)與風(fēng)味物質(zhì)生成差異，采用高通量測(cè)序與風(fēng)味分析技術(shù)，并通過(guò)宏轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)全面揭示了發(fā)酵過(guò)程中活性微生物的轉(zhuǎn)錄特征，從而深入解密了兼香型白酒特征風(fēng)味的形成機(jī)理；最后，在窖泥研究方面，通過(guò)擴(kuò)增子測(cè)序解析了不同窖泥中原核群落的演變規(guī)律，找出了促使群落演替的關(guān)鍵因素，并探討了微生物接種對(duì)窖泥代謝能力的影響及其作用機(jī)制。
原文鏈接https://doi.org/10.1016/j.lwt.2024.116262

（2）Deciphering layer formation in Red Heart Qu: A comprehensive study of metabolite profile and microbial community influenced by raw materials and environmental factors.本研究深入解析了兼香型白酒所特有的中溫大曲-菊花紅心曲在分層過(guò)程中微生物群落演替和代謝規(guī)律，并通過(guò)溯源分析描繪了微生物的遷徙路徑及分層代謝形成機(jī)制。結(jié)果表明，隨著大曲發(fā)酵的進(jìn)行，環(huán)境中的微生物逐漸向大曲內(nèi)部遷移，并在不同層中定殖，顯著影響各層代謝物的生成。尤其在發(fā)酵第7至18天，大曲微生物群落和代謝特征發(fā)生顯著變化，大曲皮張-火圈層和瓤-紅心層的揮發(fā)性代謝物和非揮發(fā)代謝物輪廓發(fā)生明顯分化。進(jìn)一步研究表明，火圈層在皮張層的基礎(chǔ)上進(jìn)一步形成，主要受酪氨酸-黑色素代謝途徑增強(qiáng)的影響，同時(shí)伴隨著美拉德反應(yīng)產(chǎn)物（MRPs）的顯著增加；而紅心層是由瓤層演變而來(lái)，其形成與苯丙氨酸-香豆素代謝途徑及醌類化合物（QCs）的生成密切相關(guān)。這項(xiàng)研究豐富了對(duì)菊花紅心曲發(fā)酵過(guò)程中微生物多樣性和代謝動(dòng)態(tài)的理解，為提高菊花紅心曲的質(zhì)量和應(yīng)用提供了有價(jià)值的理論指導(dǎo)。
原文鏈接https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.139377

（3）metatranscriptomic Insights into the Mechanism of “Multiple Qu” Utilization in Jian-Flavor Baijiu Fermentation. 本研究對(duì)比單曲發(fā)酵（SF）和多曲發(fā)酵（MF）兩種發(fā)酵方式，全面揭示了兼香型白酒糟醅發(fā)酵過(guò)程中的活性微生物群落的演替過(guò)程及風(fēng)味形成機(jī)制。結(jié)果表明，Acetilactobacillus、Lactobacillus、Lentilactobacillus、Limosilactobacillus、Kazachstania、Naumovozyma和Saccharomyces是兼香型白酒發(fā)酵糟醅中的重要活性微生物。一方面，高溫大曲的加入抑制了Lactobacillus的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)錄，限制了L-乳酸的生成，使乳酸乙酯的濃度從19.32 µg/L降低至7.33 µg/L；與此同時(shí)，高溫大曲的加入促進(jìn)了Acetilactobacillus、Saccharomyces和Kazachstania等微生物的轉(zhuǎn)錄水平，這些微生物通過(guò)調(diào)控多種酶的表達(dá)，使乙酸酯的濃度從15.77 µg/L提升至28.50 µg/L，中鏈脂肪酸乙酯的濃度從148.73 µg/L提高至195.84 µg/L。“多曲并用”顯著提升了兼香型白酒的風(fēng)味復(fù)雜性，最終形成了其獨(dú)特的特征風(fēng)味。這項(xiàng)研究揭示的兼香型白酒中乙酸酯與中鏈脂肪酸乙酯雙通路協(xié)同增強(qiáng)機(jī)制，為智能化配曲、風(fēng)味定向強(qiáng)化及兼香型白酒數(shù)字孿生發(fā)酵模型的構(gòu)建奠定了理論和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
原文鏈接https://doi.org/10.1016/j.foodres.2023.113730