近日,我国传统发酵食品基础研究领域取得一项重要突破。由四川大学吴重德教授团队联合国家固态酿造工程技术研究中心共同完成的一项研究,首次系统深入地揭示了浓香型大曲在储存过程中,其复杂微生物群落是如何通过精密的代谢互动实现有序演替,并最终决定大曲功能与白酒风味的。该项研究成果已发表于国际权威期刊《journal of advanced research》。
浓香型大曲,作为浓香型白酒的“糖化发酵剂”和“动力引擎”,其品质优劣直接决定了白酒的最终风味与等级。大曲的制备需经过制曲、发酵、储存等多个阶段,其中储存阶段被认为是微生物群落演替、酶系成熟及风味前体物质形成的关键时期。然而,长期以来,对于这一阶段中成千上万种微生物如何相互作用、共同塑造大曲品质的内在生态学机制,科学界仍缺乏清晰认知。
吴重德教授团队的研究恰恰聚焦于这一“黑箱”过程。研究人员运用高通量测序、代谢组学以及生物信息学等多种先进技术,对浓香型大曲在整个储存阶段的微生物群落动态和代谢物变化进行了全景式扫描与深度关联分析。
研究发现,大曲的微生物世界并非杂乱无章,而是存在着一种高度有序的“接力”模式。在储存初期,主要由乳酸菌等细菌占据主导,它们快速消耗环境中的简单糖类,产生乳酸等有机酸,造成微环境ph值下降。这种酸度的变化并非破坏性的,反而为后续微生物的定植创造了选择性压力。随着储存的进行,耐酸的酵母菌和霉菌开始逐渐成为优势菌群。
更为关键的是,研究揭示了微生物之间存在着复杂的“代谢互作”网络。例如,一些霉菌能够分泌强大的酶系,将原料中的淀粉、蛋白质等大分子物质降解为易于利用的小分子,这一过程如同为其他微生物“准备饭菜”;而酵母菌等则利用这些小分子进行生长和代谢,产生丰富的香气成分。这种“分工协作”与“资源竞争”并存的相互作用,如同微观世界的“合纵连横”,共同驱动了整个群落向着有利于风味物质积累的方向有序演替,最终实现了大曲功能的成熟表达。
该项研究不仅从生态学角度阐明了传统大曲品质形成的科学内涵,为优化大曲储存工艺参数(如温度、湿度、时长)提供了精确的理论指引,从而有望稳定并提升白酒品质。更重要的是,该研究构建的微生物互作网络模型,为未来人工设计和构建功能可控的合成微生物菌群(syncoms),用于标准化、高品质的发酵食品生产提供了可借鉴的生态学框架,对我国乃至全球传统发酵食品产业的现代化发展具有深远的参考价值。





