玫瑰自然发酵过程中微生物群落动态与功能潜能的宏基因组及挥发性化合物解析

本研究针对玫瑰自然发酵过程中微生物群落动态与风味形成机制不明的问题，通过宏基因组测序和HS-SPME-GC-MS技术，揭示了以Klebsiella、Acetobacter等为核心的微生物演替规律，发现糖基转移酶GT1/GT2家族主导碳水化合物代谢，并鉴定出苯乙酸乙酯等关键风味物质与微生物的关联性，为玫瑰发酵产品工艺优化提供理论依据。

　　

玫瑰作为兼具观赏与药用价值的植物，其发酵产品如玫瑰醋、玫瑰酒等因独特风味和健康功效备受青睐。然而，传统研究多聚焦于理化性质，对微生物驱动发酵的机制认识不足。现有技术如16S/ITS测序难以全面解析功能基因与风味物质的关联，导致工艺优化缺乏理论支撑。齐鲁工业大学（山东省科学院）的研究团队通过整合宏基因组与气相色谱-质谱技术，首次系统揭示了玫瑰自然发酵的微生物动态与代谢网络。

研究采用宏基因组测序分析山东平阴玫瑰发酵早（7天）、中（21天）、晚（42天）三期样本，结合HS-SPME-GC-MS检测挥发性成分。关键发现包括：

微生物群落演替
早期以Klebsiella（克雷伯菌属）和Pichia（毕赤酵母属）为主，中后期Acetobacter（醋酸杆菌属）和Cyberlindnera（赛伯林德纳酵母属）占比显著提升，反映微生物对发酵环境的适应性进化。

功能基因特征
糖基转移酶GT家族（尤其是GT1/GT2）基因丰度最高，主导碳水化合物代谢；氨基酸代谢相关基因同步活跃，为风味前体合成提供基础。

挥发性物质关联
苯乙酸乙酯（phenethyl acetate）和(S,S)-2,3-丁二醇等关键风味物质的积累与Acetobacter丰度呈正相关，证实微生物-代谢物互作网络的存在。

该研究突破传统发酵微生物研究的局限性，通过多组学联用技术阐明玫瑰发酵的分子机制，为定向调控风味品质和开发功能性发酵产品奠定基础。论文发表于《Enzyme and Microbial Technology》，其方法论对传统发酵食品研究具有普适性参考价值。