江南大学传统酿造食品研究中心毛健教授团队在食品科学技术领域期刊Journal of the Science of Food and Agriculture（IF=4.125）发表了题为“Study on the differences of main components， enzyme activities and microbial composition between defective and normal JIUYAO”的研究论文。本论文获得国家重点研发计划项目(2021YFD2100102-4)、国家自然科学基金重点项目(22138004)以及国家自然科学基金青年项目(32001828)的资助。项目研究过程得到了浙江塔牌绍兴酒有限公司的大力支持。

文章背景

酒药是传统黄酒酿造过程中的重要发酵剂，起着发酵和糖化双重作用。然而，目前酒药生产方式为传统手工生产，其品质控制主要依靠生产人员根据经验从外观、气味等方面判断，评价结果较为主观，缺乏科学客观的评价方法。缺陷酒药与正常酒药相比有何差异目前尚未见报道。

本文研究了缺陷酒药与正常酒药在主要成分、酶活性、挥发性物质和微生物群落结构组成等方面的差异，分析了影响酒药质量的主要因素，为酒药的质量评价和质量控制提供数据参考。结果显示Ⅰ型缺陷酒药水分和淀粉含量、酸性蛋白酶活力和酯化力显著低于正常酒药，蛋白质含量、液化力、糖化力和中性蛋白酶活力显著高于正常酒药。II型缺陷酒药除淀粉、游离氨基酸含量显著高于正常酒药外，其余指标均显著低于正常组。共检测到了38种挥发性物质，缺陷组中缺少了2-戊基呋喃、乙酸苯乙酯和丁酸乙酯，这可能会影响酒药气味。与正常酒药相比，Ⅰ型缺陷酒药含有较高丰度好氧性的片球菌属（Pediococcus）和Marivita等；II型缺陷酒药含有较高丰度厌氧性的毛霉（Mucor）、葡萄球菌（Staphylococcus）等。通过对缺陷酒药微生物丰度和生长特征的分析，揭示了不同缺陷酒药微生物丰度与需氧量之间的潜在关系，酒药成熟过程中的氧气浓度也可能是造成酒药质量差异的重要原因。关联分析表明，酒药品质受中水分含量影响最大。

总体来说，水分含量、糖酵解酶活性、酯化力和环辛醇、壬醛、2-戊基呋喃含量可作为今后快速鉴别酒药品质的关键指标。Marivita、毛霉（Mucor）和Alternaria可作为缺陷酒药的代表微生物。

文章作者

  该论文第一作者是江南大学硕士研究生赵国良，通讯作者是江南大学毛健教授和周志磊副研究员。

研究亮点

（1）比较两种不同缺陷与正常酒药的差异。

（2）主要成分、酶活性、挥发性物质和微生物群落结构存在显著差异。

（3）水分含量、糖酵解酶活性、壬醛和2-戊基呋喃含量可作为关键评价指标。

（4）片球菌属（Pediococcus）、Marivita、毛霉（Mucor）和葡萄球菌（Staphylococcus）被认为是判断酒药品质的关键微生物。

图文赏析

图1正常和缺陷酒药的理化指标

（a）、（b）、（c）、（d）、（e）、（f）分别表示酒药的硬度、淀粉含量、蛋白质含量、还原糖含量、游离氨基酸含量和水分含量。A、B、C分别为正常酒药，I型缺陷酒药，II型缺陷酒药。不同字母表示差异显著（p<0.05），相同字母表示差异不显著（p>0.05）

图2正常和缺陷酒药酶活性

（a）、（b）、（c）、（d）、（e）、（f）分别为酒药的液化能力、酸性蛋白酶活性、发酵能力、糖化能力、中性蛋白酶活性、酯化能力。A、B、C分别为正常酒药，I型缺陷酒药，II型缺陷酒药。不同字母表示差异显著（p<0.05），相同字母表示差异不显著（p>0.05）

图3 缺陷和正常酒药的挥发性物质组成

图4 酒药区微生物α多样性指数差异

（a）、（b）、（c）和（d）分别为细菌群落α多样性的丰度基础覆盖估计(ACE)、Chao1、Shannon和Simpson指数。（e）、（f）、（g）、（h）分别为真菌群落α多样性的ACE指数、Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数。A、B、C分别为正常酒药，I型缺陷酒药，II型缺陷酒药。

图5 正常和缺陷酒药在属水平上微生物群落的相对丰度

图6 缺陷和正常酒药的OPLS-DA分析

（a）、（b）指标；挥发性物质；微生物（绿色圈），A（正常九酒药，黄色，五角星）；B（I型缺陷酒药、紫色、菱形）；C（II型缺陷酒药，红色，六方形），（c）挥发性物质VIP值，（f）微生物属VIP值

图7 酒药主要指标和挥发性物质与代表微生物的对应分析

图中箭头的长度表示相关大小，中心点与相应微生物属与因子之间的夹角为锐角，为正相关，钝角为负相关。红色箭头代表酒药微生物属，蓝色箭头代表酒药相关指数

原文连接：(wileyonlinelibrary.com) DOI 10.1002/jsfa.12487