近日，江南大學生物工程學院許正宏教授（現為四川大學教授）團隊聯合瀘州老窖國家固態釀造工程技術研究中心沈才洪主任團隊在國際食品科技專業TOP期刊《Food Bioscience》上（JCR Q1）發表了題為“Community-level bioaugmentation results in enzymatic activity-and aroma-enhanced Daqu through altering microbial community structuremetabolic function”的研究論文，即“宏基因組學揭示群落水平強化提升中溫大曲酶活和香氣的機制”。瀘州老窖青年員工、雙方聯合培養博士研究生劉文虎為論文第 一作者。

　　大曲是我國傳統白酒固態釀造中常用的糖化劑、發酵劑和生香劑，大曲質量是影響白酒品質的重要因素，業界素有“曲為酒之骨”“看酒先看曲”的經驗總結。雙方團隊多年來對大曲微生物群落的結構與演替規律、菌群調控的關鍵環境因子、重要風味物質及功能酶系的形成機制、大曲在白酒釀造過程中的作用、活性菌群的代謝功能解析等方面開展了持續深入研究。

　　在上述研究的基礎上，為進一步研究群落水平強化提升大曲酶活和揮發性成分的可行性，雙方團隊應用宏基因組學和宏代謝組學等技術方法，深入探究了強化對微生物群落組成及其演替規律的影響，揭示了強化對大曲酶活性和重要代謝物變化的影響機制，發現強化能提高芽孢桿菌屬（Bacillus）、葡萄球菌屬（Staphylococcus）或隸屬于散囊菌目（Eurotiales）絲狀真 菌的相對豐度，并通過提高關鍵酶基因豐度以提升大曲酶活力、吡嗪類成分和苯乙醇含量。在工業規模上論證了通過群落水平的微生物強化策略有效提升大曲酶活和香氣的可行性，為制曲工藝優化提供了理論依據，有望進一步指導生產實踐。

　　本研究選擇正常發酵12天大曲（FerDq）和30天大曲（MatDq）作為母曲，分別以5%（w/w）和10%（w/w）的接種比例開展強化試驗，并同時設置對照組（ConDq）。

　　主要研究結論

　　1.強化提升大曲理化性質和酶活力

　　基于FerDq的群落水平強化可使大曲發酵開始時溫度快速升高，并在發酵結束時提高大曲總酸度、糖化力、液化力和酯化力。采用MatDq進行強化有利于在更長時間內維持較高發酵溫度，并使得大曲具有更高的總酸度、糖化力和液化力。

　　2.強化促進大曲中揮發性風味化合物的積累

　　強化能促進大曲中揮發性風味化合物的積累，特別是醇類（如苯乙醇，5FerDq發酵32天提升89.0%，10FerDq降低50.7%，MatDq兩組平均提升137.8%）和吡嗪類（如四甲基吡嗪，FerDq兩組發酵32天平均提升96.5倍，MatDq兩組平均提升17.7倍）。另外，MatDq兩組能顯著提高發酵4天以后的苯甲酸甲酯和鄰氨基苯甲酸甲酯含量。

　　3.強化提升大曲功能微生物相對豐度

　　群落水平強化均可提高大曲中芽孢桿菌屬相對豐度。此外，FerDq兩組還可提高葡萄球菌屬相對豐度；MatDq兩組則可提高大曲發酵10–32天期間曲霉屬（Aspergillus）、籃狀菌屬（Talaromyces）和羅薩氏菌屬（Rasamsonia）的相對豐度。

　　4.群落功能分析揭示強化對大曲酶活性和代謝物變化的影響機制

　　MatDq組液化力的增加可能是由于α-淀粉酶和糖原磷酸化酶基因豐度的增加，這主要源于曲霉屬、籃狀菌屬和芽孢桿菌屬的富集。

　　羧酸酯酶主要由葡萄球菌屬和芽孢桿菌屬等細 菌產生，在酯化力中起主要作用，FerDq組通過葡萄球菌屬和芽孢桿菌屬顯著提高羧酸酯酶的基因豐度，進而提高大曲酯化力。

　　四甲基吡嗪合成代謝途徑中，宏基因組結果顯示，芽孢桿菌屬、葡萄球菌屬和類芽孢桿菌屬（Paenibacillus）有利于吡嗪類化合物的生物合成，FerDq兩組中這些微生物相對豐度較高，促進其吡嗪類化合物的大量積累。同樣地，MatDq兩組也能提升大曲吡嗪類物質含量，但其效果弱于FerDq。

　　多年來，瀘州老窖依托國家固態釀造工程技術研究中心、博士后科研工作站及四川省固態釀造技術創新中心等科技平臺，不斷加強產學研深度融合，與國內外知名高校及科研機構的開展緊密合作，與許正宏教授團隊在《AppliedEnvironmental Microbiology》《Food Microbiology》《Food Research International》《International Journal of Food Microbiology》《微生物學報》《生物工程學報》等國內外知名學術期刊上發表多篇論文，形成了行業領 先系列成果。2021年12月，雙方合作完成的“大曲微生物群落功能強化關鍵技術與應用”項目，經中國輕工業聯合會鑒定，達到國際領 先水平。

　　未來，瀘州老窖將繼續依托創新平臺的強大載體優勢，不斷攻克行業關鍵共性技術難題，孵化轉化重大創新成果，以新質生產力為引擎，推動固態釀造行業技術水平再上新臺階。（瀘州老窖企業文化中心）