研究釀造環境內微生物群落的結構、功能和調控，是在生態系統水平闡明瀘型酒風味物質形成機制、揭示『老窖出好酒』內在奧秘的重要途徑之一，也是創新傳統釀造工藝的基礎。
丁酸及其酯化物丁酸乙酯是瀘型酒的主要風味物質，亦是其它風味物質的前體，在適當濃度范圍能夠賦予白酒獨特的窖泥香、水果香。
江南大學生物工程學院許正宏教授團隊與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聯合對瀘型酒百年窖池群中產丁酸微生物群落的發酵變化規律進行了跟蹤研究，明確了梭菌《Clostridia》在酒醅和窖泥中均是產生丁酸的主要種群，同時發現在窖泥中棲息著大量獨特的梭菌物種，相關結果有助於解析濃香泥窖中丁酸的微生物合成機理，解釋『泥窖生香』的科學內涵。
系統掃描菌群信息，明確酒窖丁酸菌組成。
雙方課題組采用宏基因組學技術分析了發酵過程中酒醅與窖泥的丁酸菌群結構，發現其主要由梭菌組成，其次為桿菌《Bacilli》和擬桿菌《Bacteroidia》。
這些細菌在窖池中可以通過丁酸激酶《buk》和丁酰輔酶A:乙酰輔酶A轉移酶《but》兩條途徑共同完成丁酸的合成，並且以buk途徑為主《圖1》。
針對酒醅細菌群落中桿菌多、梭菌少的情況，課題組采用特異性引物對梭菌菌群進行深入分析，進一步發現了酒醅中的梭菌主要為梭菌屬《Clostridium》和沉積微生物屬《Sedimentibacter》，而窖泥中的梭菌主要為氫孢菌屬《Hydrogenispora》、Sedimentibacter和Clostridium三個屬，它們在發酵過程中呈現不同的變化趨勢，且本研究首次發現氫孢菌屬也是窖泥中的優勢梭菌《圖2》。
通過對比，發現窖泥和酒醅相同的梭菌有11個科，而窖泥中存在著Clostridiales Incertae Sedis、Heliobacteriaceae等4個特有的梭菌科，上述結果說明濃香泥窖的窖泥中存在著獨特的梭菌，可能對白酒丁酸等風味物質形成具有重要作用。
個性定制培養條件，定向分離關鍵功能菌株。
為了分離獲得各種梭菌菌株，課題組在傳統微生物分離培養技術的基礎上，利用高通量測序所獲得的梭菌基因序列在數據庫進行進化關系比對分析，預測了不同梭菌的培養條件，提高不同梭菌的定向分離效果。
共有15種梭菌首次從濃香型白酒釀造環境中分離獲得，包括高產丁酸的Clostridium homopropionicum、C. acetireducens、C. acetireducens等，也有同時產生己酸等其它有機酸類風味物質的梭菌菌種。
該策略的應用大大推進了瀘型酒微生物純菌株的分離效率，有助於推進瀘型酒微生物資源的收集與菌種庫的構建。
上述研究成果一方面闡明了瀘型酒重要風味化合物丁酸的微生物形成機理，用科學的語言助力瀘州老窖實現『讓白酒品質看得見』的行業標桿理念；另一方面為復雜釀造群落中功能微生物的定向分離提供了新策略《圖3》，有助於加強對瀘型酒釀造微生物釀造功能的深入了解。
近期，相關內容雙方已聯合發表在《Frontiers in Food Microbiology》和《International Journal of Food Microbiology》雜志。
圖1 基於功能基因解析瀘型酒酒醅與窖泥中丁酸菌群的物種多樣性
圖2瀘型酒酒醅和窖泥中梭菌菌群的發酵演替規律。
《A》丁酸代謝途徑；《B》酒醅梭菌；《C-E》窖泥梭菌
圖3釀造菌群中產丁酸微生物菌株的定向分離策略
若覺得本文不錯，請點 右上角 分享到 朋友圈 ！
喜歡更多白酒行業快訊、知識、內幕，歡迎關注公眾號；臺源酒招商部