近期,江南大學生物工程學院許正宏教授團隊在發(fā)酵溫度差異造成高溫大曲微生物組和代謝組異質性方面取得進展,研究成果“Spatial heterogeneity of the microbiome and metabolome profiles of high-temperature Daqu in the same workshop”正式發(fā)表于Food Research International (https://doi.org/10.1016/j.foodres.2022.111298)。
大曲中有種類豐富的酶類、微生物和風味物質,是我國傳統(tǒng)白酒釀造中常用的糖化劑、發(fā)酵劑和生香劑,對產(chǎn)品風味品質有著重要作用。釀酒行業(yè)素有“曲為酒之骨”、“看酒先看曲”的說法。高溫大曲是醬香型白酒釀造的重要原料,是醬香風味形成的關鍵因素之一。傳統(tǒng)高溫大曲生產(chǎn)在開放的環(huán)境下進行,曲房不同位置環(huán)境條件的差異造成了發(fā)酵過程曲培溫度、水分等變化規(guī)律不同,最終形成白色、黃褐色和黑色三種外觀的成品曲。目前黑白黃大曲主要是從表觀顏色進行區(qū)分,且在醬酒生產(chǎn)中對三種大曲的使用多依靠經(jīng)驗。本研究旨在闡明不同類型高溫大曲的菌群結構和理化性質特征,以期為大曲質量評價以及生產(chǎn)用曲工藝提供理論參考。
許正宏教授團隊聯(lián)合瀘州老窖沈才洪教授級高工團隊,系統(tǒng)分析了白曲、黃曲和黑曲的酶學性質、揮發(fā)性物質和菌群結構及其功能。研究表明,發(fā)酵溫度是影響大曲微生物群落形成與功能,造成大曲品質差異的關鍵因素。白曲具有較高的液化力和糖化力,黑曲的中性蛋白酶和纖維素酶酶活力較高,而黃曲的多種酶活力適中,是醬酒生產(chǎn)中用量最多的大曲,通常占總量的80%以上。非靶代謝組分析表明三種類型大曲的揮發(fā)性物質組成差異顯著,黃曲和黑曲中揮發(fā)性物質總量及吡嗪類物質的相對含量高于白曲,提示了它們在釀造中對醬酒風味的重要貢獻。高通量測序分析表明三類大曲的微生物群落結構差異顯著,且細菌和真菌群落分別受確定性和隨機性裝配過程的控制,共現(xiàn)網(wǎng)絡分析顯示細菌類群之間的相互作用可能更強,這表明高溫大曲中細菌群落可能比真菌更易受非生物環(huán)境因素和物種相互作用的影響。研究結果揭示了發(fā)酵溫度對高溫大曲的影響,三類大曲對醬香型白酒產(chǎn)量和風味品質的影響有待進一步研究。
江南大學生物工程學院2019級博士生時偉為論文第一作者,許正宏教授為通訊作者。上述研究工作得到了國家自然科學基金項目(31901117)和四川省固態(tài)釀造技術創(chuàng)新中心建設項目(2021ZYD0102)的資助。