安徽口子酒业股份有限公司联合合肥工业大学李兴江教授团队，围绕“兼香型白酒-口子窖的风味形成及机理研究”取得系列成果

近期，安徽口子酒业股份有限公司联合合肥工业大学李兴江教授团队，围绕“兼香型白酒-口子窖的风味形成及机理研究”取得了系列成果。该团队的最新研究成果以“metatranscriptomic Insights into the Mechanism of “Multiple Qu” Utilization in Jian-Flavor Baijiu Fermentation”为题，发表于Food Research International（Q1, IF = 7.0）。研究系统地揭示了兼香型白酒发酵过程中特征风味物质的形成代谢机制。此前，团队在兼香型白酒发酵过程中微生物来源与特征代谢已形成系列成果：已在Food chemistry（Q1, IF = 8.5）上发表了题为“Deciphering layer formation in Red Heart Qu: A comprehensive study of metabolite profile and microbial community influenced by raw materials and environmental factors”的研究论文，详细描绘了微生物从环境定殖于表面并逐步向内迁徙的动态过程，成功识别出各层独特的微生物群落及其代谢途径与标志性代谢物；并在LWT（Q1, IF = 6.0）上发表了“Environmental microbiota and its influence on microbial succession and metabolic profiles in baijiu fermentation across three distinct-age workshops”为题的研究，揭示了兼香型白酒糟醅发酵过程中微生物来源及其代谢差异。此外，团队还在Food Research International （Q1, IF = 7.0）上发表了“Effect of Caproicibacteriumlactatifermentansinoculation on the microbial succession and flavor formation of pit mud used in Chinese Baijiu fermentation”，研究揭示了微生物强化接种对兼香型白酒窖泥原核群落的影响。该系列研究以一步法酿造工艺下的兼香型白酒-口子窖为研究对象，从环境微生态-多曲并用-核心菌群结构-兼香风味因子几者之间的因果关系出发，系统地研究了兼香型白酒发酵过程中的微生物来源、代谢规律及风味物质的形成机制。研究为兼香型白酒的智能化生产与精准调控提供了理论依据，对传统白酒产业的现代化转型和可持续发展具有重要意义。

兼香型白酒是中国十二大白酒香型之一，其复杂的环境微生态系统和独特的“多曲并用”酿造工艺赋予了其“浓酱兼香，一酒两味”的典型风味特征。兼香型白酒的酿造在强调中温大曲和高温大曲协同使用的基础上，经历传统的大曲发酵和糟醅发酵两个阶段。同时，长期的生产实践使得环境中的微生物在发酵过程中不断富集与驯化，最终形成了独特且稳定的微生物群落。这些群落不仅对大曲和糟醅的发酵过程起着深远的影响，也决定了最终产品的风味特征。

基于此，该团队开展了一系列研究，旨在系统揭示“一步法”兼香型白酒生产过程中微生物的来源、发酵过程中微生物群落的动态演替以及其与风味物质生成的关系，研究结果对于理解兼香型白酒的风味形成机制、优化发酵工艺具有重要的理论和实践意义。研究首先以兼香型白酒厂区环境和发酵糟醅为研究对象，结合高通量测序技术与风味分析，全面解析了三个厂区环境微生态结构及糟醅发酵过程中微生物的动态演替和代谢差异，并通过溯源技术定量分析了发酵过程中关键风味微生物的来源及其代谢差异的形成；其次，以兼香型白酒生产中独特的中温大曲-菊花红心曲的分层形成过程为研究对象，采用扩增子测序和溯源分析技术，探讨了发酵过程中环境微生物如何从环境定殖到表面，并逐步向大曲内部演替，结合代谢学技术全面解析了该分层形成过程中微生物的迁徙路径及其分层代谢机制；接着，研究进一步深入单曲和多曲发酵两种模式下的糟醅微生物群落结构与风味物质生成差异，采用高通量测序与风味分析技术，并通过宏转录组学技术全面揭示了发酵过程中活性微生物的转录特征，从而深入解密了兼香型白酒特征风味的形成机理；最后，在窖泥研究方面，通过扩增子测序解析了不同窖泥中原核群落的演变规律，找出了促使群落演替的关键因素，并探讨了微生物接种对窖泥代谢能力的影响及其作用机制。
原文链接https://doi.org/10.1016/j.lwt.2024.116262

（2）Deciphering layer formation in Red Heart Qu: A comprehensive study of metabolite profile and microbial community influenced by raw materials and environmental factors.本研究深入解析了兼香型白酒所特有的中温大曲-菊花红心曲在分层过程中微生物群落演替和代谢规律，并通过溯源分析描绘了微生物的迁徙路径及分层代谢形成机制。结果表明，随着大曲发酵的进行，环境中的微生物逐渐向大曲内部迁移，并在不同层中定殖，显著影响各层代谢物的生成。尤其在发酵第7至18天，大曲微生物群落和代谢特征发生显著变化，大曲皮张-火圈层和瓤-红心层的挥发性代谢物和非挥发代谢物轮廓发生明显分化。进一步研究表明，火圈层在皮张层的基础上进一步形成，主要受酪氨酸-黑色素代谢途径增强的影响，同时伴随着美拉德反应产物（MRPs）的显著增加；而红心层是由瓤层演变而来，其形成与苯丙氨酸-香豆素代谢途径及醌类化合物（QCs）的生成密切相关。这项研究丰富了对菊花红心曲发酵过程中微生物多样性和代谢动态的理解，为提高菊花红心曲的质量和应用提供了有价值的理论指导。
原文链接https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.139377

（3）metatranscriptomic Insights into the Mechanism of “Multiple Qu” Utilization in Jian-Flavor Baijiu Fermentation. 本研究对比单曲发酵（SF）和多曲发酵（MF）两种发酵方式，全面揭示了兼香型白酒糟醅发酵过程中的活性微生物群落的演替过程及风味形成机制。结果表明，Acetilactobacillus、Lactobacillus、Lentilactobacillus、Limosilactobacillus、Kazachstania、Naumovozyma和Saccharomyces是兼香型白酒发酵糟醅中的重要活性微生物。一方面，高温大曲的加入抑制了Lactobacillus的生长和转录，限制了L-乳酸的生成，使乳酸乙酯的浓度从19.32 µg/L降低至7.33 µg/L；与此同时，高温大曲的加入促进了Acetilactobacillus、Saccharomyces和Kazachstania等微生物的转录水平，这些微生物通过调控多种酶的表达，使乙酸酯的浓度从15.77 µg/L提升至28.50 µg/L，中链脂肪酸乙酯的浓度从148.73 µg/L提高至195.84 µg/L。“多曲并用”显著提升了兼香型白酒的风味复杂性，最终形成了其独特的特征风味。这项研究揭示的兼香型白酒中乙酸酯与中链脂肪酸乙酯双通路协同增强机制，为智能化配曲、风味定向强化及兼香型白酒数字孪生发酵模型的构建奠定了理论和数据基础。
原文链接https://doi.org/10.1016/j.foodres.2023.113730