多组学解析低温大曲源橙色嗜热子囊菌QH-1产酯特性及其在白酒风味形成中的关键作用

本研究通过基因组学、蛋白质组学和代谢组学（Multi-omics）技术，系统揭示了源自清香型白酒低温大曲的橙色嗜热子囊菌（Thermoascus aurantiacus）QH-1的产酯代谢潜力。研究鉴定到58个酯代谢相关基因、23种酯代谢酶蛋白及56种挥发性酯类风味物质，明确其最适酯酶活性条件为50°C、pH 5，为白酒风味微生物功能解析提供了关键理论依据。

　　

Highlights

菌株与培养

橙色嗜热子囊菌（Thermoascus aurantiacus）QH-1分离自清香型白酒酿造用的红心曲中心部位，该菌因产生红色色素而形成红心曲的典型特征。菌株保存于山西师范大学特色酿造食品实验室，接种于添加18 g/L蛋白胨和3 g/L KH?PO?的马铃薯葡萄糖固体培养基进行培养。

基因组学预测橙色嗜热子囊菌QH-1的酯代谢相关基因

基于QH-1的基因组框架（SRP563931），通过NR（非冗余蛋白数据库）、GO（基因本体论）、KEGG（京都基因与基因组百科全书）、COG（蛋白直系同源簇）和Swissprot数据库比对，共发现58个参与酯代谢的酶编码基因，包括酯酶（EC 3.1.1.1）、脂肪酶（EC 3.1.1.3）和乙酰酯酶（EC 3.1.1.6）等。这些酶广泛分布于糖酯酶、磷酸酯酶和羧酸酯酶等功能类别中。

讨论

橙色嗜热子囊菌作为一种广泛分布于土壤和堆肥环境中的嗜热真菌，已知可产生淀粉酶、内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等多种生物大分子降解酶。近年来其在白酒大曲样本中被频繁发现，但其在酯类生物合成（白酒风味的核心特征）中的分子机制尚未明确。本研究通过多组学技术揭示了该菌通过基因组潜力和蛋白表达协同驱动酯类风味化合物合成的生物学基础。

结论

本研究通过多组学技术系统阐明了分离自红心曲的橙色嗜热子囊菌QH-1的产酯潜力。基因组分析鉴定到58个酯代谢相关基因，蛋白质组学检测到23种酯代谢酶（涵盖10类酶），代谢组学从菌体培养物中检测到56种挥发性酯类化合物（包括24种乙酯）。粗酯酶的最适作用条件为50°C和pH 5，乙酸可显著增强酶活。这些结果确立了该菌作为大曲风味物质形成的关键功能微生物的地位。