泸州老窖-江南大学国宝生态研究协同创新中心 江南大学毛健团队与泸州老窖张宿义团队在国际期刊Food Bioscience上发表了题为“Environment microorganism and mature daqu powder shaped microbial community formation in mechanically strong-flavor daqu(环境微生物和成熟大曲粉塑造了浓香型大曲中微生物群落的形成)”的研究论文。
好酒必以佳曲为魂,在白酒酿造体系中,素有“粮为酒之肉、水为酒之血、曲为酒之骨”之说,大曲堪称白酒风味与灵魂的根基。在复杂的发酵过程中,大曲不仅贡献了丰富的微生物群落与多酶体系,更承载着形成酒体风格的关键作用。本文系统解析了浓香型大曲内微生物群落的结构动态与形成机制,揭示其菌源主要来自成熟大曲粉、地域酿造微生态以及生产设备三方面。这一发现具有重要的理论与应用价值:不仅为优化制曲工艺、提升大曲品质与稳定性提供了科学依据,也为实现浓香型白酒微生态的精准调控与标准化复现奠定了理论基础。通过精细调控微生物群落结构与代谢路径,该研究有望推动生产流程的集约化与智能化,在保障风味一致性的同时,实现提质降耗与效能提升,从而为白酒产业的科技进步与品质升级注入持续动力。本论文获国家自然科学基金项目(22138004)、国宝生态研究协同创新中心的支持。

文章背景
在传统的白酒生产中,大曲是发酵的关键,提供微生物和酶,其质量直接影响白酒的风味和品质。大曲生产依赖于自然环境中的微生物,如空气、土壤和水等,通过严格的环境控制和工艺优化改变了微生物的来源和群落形成方式。
具体而言,文章探讨了以下几个方面:(1)微生物群落的研究方法:通过SMRT测序技术分析微生物群落的结构,这种高通量测序方法能够提供微生物种类和丰度的精确信息。此外,使用SourceTracker工具追踪微生物的来源,帮助理解微生物群落形成的机制。(2)环境因素的影响:温度、湿度和酸度等环境参数在发酵过程中对微生物的生长和代谢起重要作用,这些参数可以通过调控发酵条件来优化微生物群落。(3)成熟大曲粉的作用:在生产中,添加成熟大曲粉可以促进适合浓香型大曲发酵的环境,形成稳定的微生物群落,从而提高大曲质量和白酒生产的一致性。
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这一研究的背景在于揭示生产环境下,环境微生物和成熟大曲粉如何共同塑造浓香型大曲中的微生物群落,为理解其微生物学机制提供科学依据,并为提升大曲质量和白酒生产的稳定性提供技术支持。
文章作者
研究亮点
(1)根据发酵菌群和温度变化确定发酵过程阶段划分。
(2)大曲发酵过程中的主要微生物在车间内占有独特的生态地位。
(3)成熟的大曲粉和发酵环境对初始发酵微生物有同等的贡献。
(4)成熟的大曲粉确定并保证了最终产品的菌群和质量。
图文摘要

图文赏析

图1 机械化大曲发酵过程中理化指标(A)、淀粉酶和葡萄糖淀粉酶活性(B)的动态变化

图2 SourceTracker分析环境对大曲生产和成熟大曲样品中细菌(A)和真菌(B)结构的影响。0 d大曲(C)和成品大曲(D)中主要微生物的环境来源(相对丰度> 1%)。(E)大曲生产发酵过程中主要微生物共现网络(相对丰度≥0.5%)。紫色的节点代表细菌,而橙色的节点代表真菌。红色和蓝色边缘表示节点之间的积极和消极相互作用。边缘宽度表示斯皮尔曼r相关的绝对值。图中仅显示出∣r∣≥0.3和p≤0.05的相关性。

图3 CCA分析显示细菌(A)和真菌(B)的结构与环境因素相关
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.fbio.2023.102467