酱香型麸曲微生物组与挥发组特征跨等级和轮次的异质性解析及其品质形成机制

为解决酱香型白酒高温大曲（HTD）品质形成机制不明的问题，研究人员通过多相检测技术探究了不同等级（YX/CYX/BYX）和轮次（Xiasha/Zaosha/第一轮）酱香型麸曲（Muqu）的微生物组（microbiome）与挥发组（volatilome）特征。研究发现：等级显著影响生化活性和风味物质（如三甲基吡嗪、2,3-丁二醇），轮次调控水分和脂肪含量；细菌/真菌多样性分别受等级和轮次调控，且共现网络呈现差异化互作模式；酸度和氨基酸氮是驱动群落组装的关键因子，Virgibacillus、Aspergillus等被鉴定为核心风味生产者。该研究为通过麸曲分级策略提升HTD品质提供了科学依据。

　　

酱香型白酒作为中国传统蒸馏酒的代表，其独特的“四高两长”工艺中，高温大曲（HTD）的质量直接决定了酒体风味。然而，作为HTD接种剂的麸曲（Muqu），其品质形成机制长期模糊不清。传统分级依赖主观感官评价，缺乏客观微生物学依据，且轮次间环境波动可能导致HTD特性不稳定。尤其首轮酿造中麸曲质量对后续发酵的级联影响尚未阐明。为此，茅台学院联合四川省固态发酵资源利用重点实验室的研究团队，在《Food Chemistry》发表论文，首次系统解析了等级与轮次对酱香型麸曲微生物-挥发分子网络的调控机制。

研究采用多组学联用技术：通过高通量测序分析微生物群落结构，GC-MS检测挥发性有机物（VOCs），结合理化指标测定（酸度、氨基酸氮等）和分子生态网络构建（MENs），并利用PICRUSt2和LEfSe进行功能预测及生物标志物筛选。样本来自贵州仁怀某酒厂的Xiasha、Zaosha和首轮生产的三个等级（YX/CYX/BYX）麸曲。

Sample collection
研究选取酱香型白酒年度酿造周期中三个关键轮次（Xiasha起始轮、Zaosha投料轮和首轮）的麸曲，按酒厂传统标准分为优质（YX）、中等（CYX）和普通（BYX）三级，所有样本均经40天固态发酵和6个月干仓储存。

Variation in physicochemical properties
理化分析显示，等级与轮次对麸曲特性存在差异化调控：优质麸曲（YX）普遍具有更高发酵（淀粉水解活力达4.82 U/g）和酯化活性（酯化力1.84 U/g），但首轮BYX组水分（12.3%）和脂肪（2.1%）含量显著高于其他组。酸度（pH 5.2-6.1）和氨基酸氮（0.14-0.23 g/100g）被确定为驱动微生物群落组装的核心环境因子。

微生物-挥发组交互机制
等级主导挥发组变异：三甲基吡嗪（trimethylpyrazine）、2,3-丁二醇和己酸甲酯（methyl hexanoate）在YX组含量较BYX组提升3.1-5.8倍，与感官评价等级正相关。微生物分析揭示细菌α多样性受等级调控（ANOVA P<0.01），而真菌多样性更易受轮次影响。共现网络显示YX组微生物互作节点数（187个）显著多于BYX组（92个），且关键菌属（Virgibacillus、Thermoactinomyces和Aspergillus）占据核心生态位。

功能预测与品质关联
PICRUSt2预测表明细菌群落主导风味合成（如乙酯代谢通路富集度达1.7倍），真菌则偏好碳水化合物代谢（CAZymes基因丰度占比61%）。研究鉴定出5类核心风味生产者：Virgibacillus（产吡嗪类）、Kroppenstedtia（产酯类）、Aspergillus（产香兰素）等，其丰度与23种差异VOCs显著相关（Mantel test R>0.42）。

Conclusion
该研究首次证实麸曲感官等级能客观反映其生化活性和风味潜力，优质麸曲通过富集功能菌群和增强网络稳定性提升HTD品质。提出的“酸度-氨基酸氮驱动群落组装”模型，为基于生态位调控的麸曲定向驯化提供了理论依据。研究成果对实现酱香型白酒标准化生产具有重要实践价值，分级策略可推广至其他发酵食品的品质控制领域。