近期，江南大學(xué)生物工程學(xué)院許正宏教授團(tuán)隊(duì)在濃香型白酒窖泥微生物群落結(jié)構(gòu)與功能演化驅(qū)動(dòng)力方面取得重要進(jìn)展，研究成果“Mining the Factors Driving the Evolution of the Pit Mud Microbiome under the Impact of Long-Term Production of Strong-Flavor Baijiu”正式發(fā)表于Applied and Environmental Microbiology （IF=4.792） （原文鏈接：https://doi.org/10.1128/AEM.00885-21），并被評(píng)選為當(dāng)期封面論文。

 

　　泥窖池為濃香型白酒的發(fā)酵創(chuàng)造了獨(dú)特的微環(huán)境，近年來的研究和長期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)共同表明棲息于窖泥中的微生物在濃香型白酒獨(dú)特風(fēng)味形成中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。白酒界常說“窖齡老，酒才好”、“千年老窖萬年糟，酒好全憑窖齡老”，那么，在人類數(shù)百年釀酒生產(chǎn)影響下，窖泥微生物群落發(fā)生著怎樣的變化？這種變化的驅(qū)動(dòng)因素是什么？它又會(huì)對(duì)白酒品質(zhì)產(chǎn)生怎樣的影響？

 

　　為解答上述問題，本文研究了不同窖齡窖泥微生物群和微生物主要代謝產(chǎn)物的差異，推斷了窖泥微生物群落的主要功能種群，并探討了窖泥微生物群落演化的選擇壓力。研究發(fā)現(xiàn)窖泥中乳酸、己酸、乙酸、丁酸等四大酸含量隨窖齡增加而增加，酯類物質(zhì)占揮發(fā)性化合物的50.3%-64.5%。窖泥菌群以細(xì)菌和古菌為主，梭菌綱（Clostridia）占總細(xì)菌豐度的39.7%-81.2%，甲烷微菌綱（Methanomicrobia）占總古菌的32.8%-92.9%。在屬水平，豐度占比最高的細(xì)菌和古菌類群分別為產(chǎn)己酸菌屬（Caproiciproducens）和甲烷八疊球菌屬（Methanosarcina），隨著窖齡增加，兩者的相對(duì)和絕對(duì)豐度都呈上升趨勢(shì)，相關(guān)性分析表明，兩個(gè)屬與大部分代謝物呈顯著正相關(guān)關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探究了厭氧培養(yǎng)條件下乙酸和乳酸為碳源對(duì)新泥菌群演變的影響，結(jié)果顯示兩種碳源都有利于梭菌綱的富集，且乳酸效果較優(yōu)，我們進(jìn)而分析了乳酸連續(xù)補(bǔ)料的作用，在培養(yǎng)15天后，產(chǎn)己酸菌屬相對(duì)豐度從初始的0.22%提升至40.9%，顯著改善了新泥的菌群結(jié)構(gòu)。本研究闡釋了在幾十年甚至幾百年的連續(xù)釀酒活動(dòng)的影響下，窖泥微生物群落呈現(xiàn)出規(guī)律性和方向性的變化，初步揭示了窖泥微生物群落定向演化的影響因素，并為促進(jìn)功能微生物的富集提供了一種新的途徑。

 

　　許正宏教授為論文通訊作者，柴麗娟副研究員為第一作者。上述研究工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2018YFC1603800）、國家自然科學(xué)基金（31901658）、中國博士后科學(xué)基金（2020M671407）和輕工業(yè)技術(shù)與工程國家級(jí)一級(jí)學(xué)科項(xiàng)目（LITE2018-11）的資助。