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在白酒生产中，大曲发酵受水分影响却缺乏理论指导。研究人员探究水分对大曲发酵微生物群落及功能的影响。发现水分驱动微生物群落演替，不同微生物影响大曲糖化、发酵等能力。为优化发酵工艺提供理论依据。
白酒，作为中国传统饮品，在全球都颇具声誉。其中，浓香型白酒销量领先，而中高温大曲则是浓香型白酒酿造的关键发酵剂。大曲发酵过程就像一个微观的 “战场”，微生物在其中活跃生长，它们的 “一举一动” 都影响着白酒的品质。然而，这个 “战场” 的环境因素复杂多变，尤其是水分，它虽然对微生物生长、传热和底物水解至关重要，却难以直接控制。目前，水分控制主要依赖熟练工人的经验，缺乏可靠的理论支撑，这就好比在黑暗中摸索，难以精准把握大曲发酵的质量。为了解开这些谜团，江苏唐沟粮香河酒业有限公司参与研究的科研人员开展了一系列研究，试图弄清楚水分究竟如何影响大曲发酵过程中的微生物群落变化以及发酵功能的表达，该研究成果发表在《Food Bioscience》上。
在研究方法上，研究人员首先收集江苏唐沟粮香河酒业有限公司生产的中高温大曲样本，在发酵过程的 7 个时间点，从发酵室的 3 个不同位置采样。同时，开发了室内环境监测系统收集实时环境参数。借助高通量测序技术，分析微生物群落的变化。运用结构方程模型（SEM）研究水分与微生物群落及发酵质量之间的关系，还通过宏转录组学分析关键代谢途径、酶活性及微生物的贡献。
研究人员在研究过程中发现，大曲发酵时环境参数波动明显。温度呈现先升、达到峰值后再下降的趋势，最高温度约 50°C 出现在发酵中期（13 - 17 天）。湿度初期较低，随着发酵进行，水分蒸发，需要通风调控。
微生物群落方面，研究表明水分是微生物群落演替的关键驱动因素（p = 0.001）。通过分析，确定了包括 Lichtheimia、Lactiplantibacillus、Pichia、Aspergillus 和 Proteus 等特征微生物。结构方程模型分析显示，微生物 α - 多样性与水分呈显著正相关（p < 0.01）。微生物 α - 多样性的增加抑制了 Lichtheimia 和 Aspergillus 的生长（p < 0.05），却显著促进了 Lactiplantibacillus、Pichia 和 Proteus 的增殖（p < 0.01）。
在微生物与发酵能力的关系上，研究也有重要发现。Lichtheimia 与糖化力（p < 0.05）和酯化力（p < 0.01）呈正相关；Aspergillus 的生长显著增强大曲的糖化力和液化力（p < 0.01）；Lactiplantibacillus、Pichia 和 Proteus 则明显提高发酵力（p < 0.01） 。宏转录组学分析揭示了关键功能酶的表达及其微生物来源，Lactiplantibacillus、Pichia 和 Wickerhamomyces 都对糖化、液化、发酵和酯化有贡献。
综合来看，这项研究意义重大。它明确了水分在大曲发酵过程中的关键作用，找到了参与大曲发酵的关键微生物属。这些发现为优化大曲发酵工艺提供了理论依据，有助于提升白酒生产的质量和效率。科研人员通过多种技术手段，深入剖析了大曲发酵过程中水分与微生物之间的复杂关系，为白酒酿造行业点亮了一盏明灯，指引着行业朝着更加科学、高效的方向发展。
