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研究闡述大曲風味和酶系形成的微生物機制及其在白酒釀造中的功能
最近更新時間：2021-5-7
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近期，江南大學生物工程學院許正宏教授團隊在大曲功能形成的微生物機制以及曲在白酒釀造過程中的作用方面取得重要進展，香劑，對產品風味品質有重要作用，在釀酒行業素有“曲為酒之骨”的說法。雖然大曲釀酒工藝已經應用數百年，但是我們對于大曲風味物質及功能酶系形成的微生物機制、大曲菌群在白酒釀造過程中的作用等方面尚缺少深入研究。
許正宏教授團隊以中溫大曲為案例，聯合應用宏組學、風味化學等研究方法，探究了大曲發酵過程中微生物群落演替與理化特性變化規律，揭示了大曲風味形成過程中的微生物動態代謝網絡，并解析了大曲產香、產酶的微生物基礎和形成機制，并進一步通過高通量測序方法在物種水平上追蹤了中溫大曲各類微生物在白酒發酵過程中“興盛衰落”的演替規律，解析了大曲釀造功能的微生物基礎，為科學認識大曲的釀造功能提供了數據支撐。
在大曲發酵過程中乳桿菌目（主要為魏斯氏菌屬Weissella、乳桿菌屬Lactobacillus和片球菌屬Pediococcus）、毛霉菌目（主要為橫梗霉屬Lichtheimia）和散囊菌目（主要為曲霉屬Aspergillus、Rasamsonia和絲衣霉屬Byssochlamys）先后成為主要功能微生物類群，它們相繼承擔了一系列裂解酶和風味前體/化合物的代謝任務。通過宏組學結果構建了大曲主要風味物質形成的微生物代謝網絡，發現細菌中魏斯氏菌屬、乳桿菌屬、葡萄球菌屬Staphylococcus參與2，3-丁二醇代謝，高溫放線菌屬Thermoactinomyces參與丁酸代謝。真菌中參與愈創木酚和4-乙烯基愈創木酚生物合成的類群主要分布在絲衣霉屬和曲霉屬。基于相關性分析結果推測大曲發酵早期的高酸高溫環境主要是由乳酸桿菌屬和橫梗霉屬的分解代謝活動造成的，而這一逆性環境有助于大曲微生物群落有效的自我凈化。進一步對白酒釀造過程菌群結構和演替規律進行分析，發現大曲優勢微生物類群（如明串珠菌、嗜熱子囊菌及嗜熱真菌等）主要作用于釀酒過程的前期，而其中低豐度微生物是釀酒過程后期優勢微生物的重要組成部分，如耐酸乳桿菌（Lactobacillus acetotolerans）和Kazachstania在發酵中后期豐度占比超過50%。