近日，江南大學(xué)生物工程學(xué)院徐巖教授團隊在白酒釀造窖泥己酸菌生態(tài)學(xué)研究方面取得突破，研究成果“Adaptability of a caproate-producing bacterium contributes to its dominance in an anaerobic fermentation system”正式發(fā)表于《Applied and Environmental Microbiology》雜志（Volume 87，issue 20, e01203-21，https://doi.org/10.1128/AEM.01203-21）。

 

　　中國白酒有十二大香型，其中八種香型的釀造都離不開(kāi)窖泥，尤以濃香型白酒與窖泥微生物關(guān)系最為密切。窖泥微生物貢獻了以己酸最為主的短中鏈脂肪酸，成為濃香型白酒最重要的呈味物質(zhì)和呈香物質(zhì)前體，故優(yōu)質(zhì)窖泥是釀造優(yōu)質(zhì)濃香型白酒的關(guān)鍵決定性因素，也是優(yōu)質(zhì)白酒生產(chǎn)的關(guān)鍵性?shī)W秘。自上世紀60年代至今，長(cháng)期以來(lái)我國白酒科研工作者致力于己酸菌的研究，但由于技術(shù)手段限制，窖泥主體己酸菌的種類(lèi)至今尚未得到剖析。近十年來(lái)，徐巖教授團隊專(zhuān)注與濃香型代表性的宜賓五糧液股份有限公司、安徽古井貢酒股份有限公司和江蘇洋河酒廠(chǎng)股份有限公司等多家白酒龍頭企業(yè)合作，對我國優(yōu)質(zhì)白酒生產(chǎn)的四川、江蘇、安徽等主要濃香型白酒產(chǎn)區的窖泥主體己酸菌進(jìn)行微生物生態(tài)學(xué)和比較基因組學(xué)研究。通過(guò)在種水平對窖泥微生物進(jìn)行分析，確定了窖泥中至少存在四種不同類(lèi)型的己酸菌，占全球已報道己酸菌種類(lèi)的40%左右。這四種己酸菌中，一種尚未被正式命名的己酸菌新種在不同產(chǎn)區窖泥中分布廣泛且豐度較高（平均相對豐度11.4%，分布頻度97.5%），被鑒定為濃香型白酒釀造的主體己酸菌。聯(lián)合研究團隊建立起窖泥產(chǎn)酸菌群培養技術(shù)，優(yōu)化了窖泥厭氧菌分離培養條件，分離到多個(gè)未命名新種，其中從四川和安徽分離得到兩株主體己酸菌，被命名為Caproicibacterium sp. JNU-WLY1368及Caproicibacterium sp. LBM19010，己酸合成能力8.1 g/L。比較基因組學(xué)分析表明，該菌是目前底物利用譜最為廣泛的己酸菌，能夠利用淀粉、麥芽糖、葡萄糖和乳酸等多種碳源，其中乳酸與糖類(lèi)的同步利用能力對于該菌在窖泥中的穩態(tài)維持具有重要作用；該菌為小基因組微生物（基因組大小：1.88~2.07 Mb），其生長(cháng)和代謝依賴(lài)于酒醅發(fā)酵產(chǎn)生的豐富氨基酸和微量營(yíng)養素。本研究解析出了新型己酸菌的底物利用譜與釀造系統中碳源種類(lèi)高度匹配，表明濃香型白酒釀造系統，對主體己酸菌具有良好的選擇性作用。此外，主體己酸菌相比其他低豐度己酸菌具有更低的最適pH范圍，這體現了它對這種高酸度釀造系統具有更好的適應性，進(jìn)一步增強了其生存優(yōu)勢。

　　Caproicibacterium sp. JNU-WLY1368/LBM19010 產(chǎn)酸代謝途徑

 

　　本項研究從不同區域濃香型白酒釀造窖泥的廣度和優(yōu)質(zhì)窖泥微生態(tài)的深度上解析了我國多糧濃香型白酒釀造系統的己酸菌類(lèi)型，揭示了濃香型白酒主要呈味和呈香物質(zhì)的微生物代謝奧秘，回答了困擾我國白酒釀造行業(yè)半個(gè)多世紀來(lái)關(guān)于己酸菌類(lèi)型及其發(fā)酵特征的謎題。同時(shí)，形成的系列應用技術(shù)不僅有力推動(dòng)了我國濃香型白酒品質(zhì)的不斷提升，而且對包括醬香在內的七個(gè)香型的白酒生產(chǎn)也具有積極指導意義。

 

　　徐巖教授和任聰副研究員為論文的通訊作者，我校2017級博士生王慧琳為第一作者。上述研究工作得到了國家自然科學(xué)（重點(diǎn)）基金（21706097, 31530055）、中國酒業(yè)協(xié)會(huì )白酒技術(shù)創(chuàng )新戰略發(fā)展委員會(huì )和江蘇省研究生培養創(chuàng )新工程（KYCX18_1795）等項目的資助。

 

　　多年來(lái)，徐巖教授團隊圍繞白酒釀造窖泥厭氧菌的生態(tài)學(xué)功能和產(chǎn)風(fēng)味特征，建立起難培養厭氧菌的可培養化技術(shù)體系，逐步推動(dòng)優(yōu)質(zhì)窖泥菌（群）選育與產(chǎn)業(yè)化應用，相關(guān)研究成果先后獲得中國輕工業(yè)聯(lián)合會(huì )科技進(jìn)步一等獎（2019）、中國酒業(yè)協(xié)會(huì )科技進(jìn)步一等獎（2020）等獎勵。