北工商孙宝国院士团队李秀婷教授课题组：酿酒酵母接种对梭菌属共发酵的影响：一种用于控酸增香的浓香型白酒发酵策略

 2025年3月，北京工商大学孙宝国院士团队李秀婷教授课题组在国际食品Top期刊《International Journal of Food Microbiology》（Q1，IF: 5.0）发表题为“Effect of Saccharomyces cerevisiae inoculation on the co-fermentation of Clostridium kluyveri and Clostridium tyrobutyricum: A strategy for controlling acidity and enhancing aroma in strong-flavor Baijiu”的研究性论文。北京工商大学2022级硕士研究生邱方航和北京工商大学李微微副教授为共同第一作者，通讯作者为北京工商大学老年营养与健康教育部重点实验室李秀婷教授。该研究得到国家重点研发计划（2022YFD2101401）的资助。

浓香型白酒是我国传统发酵白酒典型代表，其窖香浓郁、香味协调，深受消费者喜爱，产品市场占有率较高。目前，由于传统酿造工艺过程中影响白酒品质的重要微生物以及关键风味物质形成之间的内在关系尚未明晰，浓香型白酒生产很多环节仍延用粗放经验模式，效率低且批次稳定性差，品质提升难以实现，标准化工业化进展缓慢。研究证实，由于在酿造过程中经微生物源酯合成酶催化酸醇酯化反应而生成的酯类物质决定着浓香型白酒的风格与品质，许多研究者提出通过添加酒醅微生物和窖泥微生物共强化进而调控发酵过程的微生物群落演替以及代谢产物形成实现提升产品品质的策略。然而，浓香型白酒酿造过程由微生物代谢生成的乳酸、乙酸等营造的高酸性发酵环境，致使大多数产酯功能微生物因适应性差而难以生存，己酸乙酯等重要风味物质的合成受抑制，多种微生物协同发酵调节白酒风味品质效果并不显著。研究发现，群体微生物代谢存在一定的时序性规律，科氏梭菌是一种以醇（乙醇、丙醇）和酸（乙酸、丁酸、琥珀酸）为底物进行丁酸、戊酸和已酸等短中链脂肪酸合成的链延伸微生物。本研究创造性地设计了一种适用于浓香型白酒酒醅降酸增香的链延伸微生物组合接种策略，在固态模拟发酵中应用了由酒醅源耐酸酿酒酵母（乙醇合成）、酪丁酸梭菌（丁酸合成）和窖泥源科氏梭菌（己酸合成）组成的链延伸微生物组合，它们能有效影响浓香型白酒的发酵过程，最终扰动微生物群落并且提高关键风味化合物。

微生物协同发酵在中国传统白酒发酵行业的智能酿造和产业升级中起着至关重要的作用。在本研究中，将由酪丁酸梭菌和科氏梭菌以及不同比例的酿酒酵母组成的链延伸微生物组合应用于固态模拟发酵系统，以验证其在浓香白酒发酵过程中的功能。与梭菌生物强化相比，酿酒酵母的添加促进了酒醅的水解并降低了酸度（CFE 组）。高比例添加酿酒酵母（SFB 组）实现了对挥发性风味物质的最显着增强，其中己酸乙酯、苯乙醇和乙醇的产量分别提高了 191.2 %、109.8 % 和 59.7 %。OPLS-DA 模型 （R2X = 0.976，Q2 = 0.992） 鉴定出 7 种挥发性风味物质，有效区分了不同的发酵酒醅 （VIP > 1，P < 0.05）。酿酒酵母加速了 Lentilactobacillus、Lactiplantibacillus、Loigolactobacillus 和 Clostridium_sensu_stricto_12 的富集。代谢途径和相关分析表明，酿酒酵母为链延伸微生物提供内源性乙醇，这种真菌-细菌协同发酵增强了反向β-氧化途径，最终促进了挥发性风味物质的产生。总体而言，链延伸微生物组合的微生物组装模式将通过增加白酒固态发酵系统中风味乙酯和乙醇的含量，有助于实现品质提升和智能控制，为制定有效策略调控白酒酿造微生态系统提高发酵批次稳定性提供方法参考。