后火大曲核心与皮层微生物组-理化-风味互作机制解析及其品质调控新策略

针对后火大曲(HHD)核心与皮层微生态及风味差异机制不明的科学问题，山西轻工团队整合宏基因组测序与电子感官技术，揭示两区域微生物群落结构、酶活性和风味物质分布的显著差异，首次提出氨基酸氮通过调控微生物群落间接影响酶活性的关键路径，为优化大曲生产工艺提供理论依据。

　　

在中国白酒市场三分天下的格局中，清香型白酒以其独特的花果香气备受青睐，其品质核心在于低温大曲(LTD)的质量。后火大曲(HHD)作为LTD中发酵温度最高(47-48°C)的品类，在制作过程中通过严格的"提温保火"工艺形成明显的核心-皮层分层结构。然而，这种肉眼可见的物理分层背后，隐藏着怎样的微生物王国密码？两区域如何通过微生态互作影响风味物质合成？这些问题的解答对实现大曲精准化应用至关重要。

湖北高校优秀中青年科技创新团队联合贵州省级重点实验室的研究人员，在《Food Research International》发表的研究中，创新性地采用多组学联用策略：通过宏基因组测序解析微生物群落结构，结合电子舌/鼻技术量化风味特征，并运用结构方程模型(SEM)揭示环境因子-微生物-代谢产物的级联调控网络。研究以山西太原某酒厂的10批次陈放3个月的HHD为样本，严格分离核心与皮层进行对比分析。

微生物群落与多样性
宏基因组数据显示，虽然两区域细菌相对丰度均超90%，但核心层细菌占比(99.21%)显著高于皮层(96.81%)，而皮层真菌含量(3.16%)是核心层(0.76%)的4倍。物种层面，核心层富集Bacillus licheniformis等芽孢杆菌属，其中B. licheniformis与乙酸生物合成通路显著相关；皮层则特异性富集Streptomyces sp. NHF165等放线菌和Lactiplantibacillus plantarum等乳酸菌。α多样性指数表明皮层微生物丰富度(Chao1指数=385.7)显著高于核心层(279.4)。

风味物质特征
电子感官分析揭示两区域均富含吡嗪类物质，这是构成HHD标志性香气的重要组分。但核心层挥发性风味物质总量较皮层高17.8%，其中2,5-二甲基吡嗪等杂环化合物含量差异显著。通过Spearman相关性分析发现，Bacillus与吡嗪类物质呈强正相关(r>0.72)，而Lactiplantibacillus与酯类物质合成相关。

环境因子调控机制
结构方程模型显示，氨基酸氮对酶活性存在双重调控：既直接促进淀粉酶等水解酶活性(路径系数=0.43)，又通过塑造微生物群落结构产生间接影响。回归分析进一步表明，淀粉和灰分含量会调节氨基酸氮对风味物质的影响强度，其中淀粉含量与核心层风味物质相关性达0.81(P<0.01)。

这项研究首次系统阐明了HHD分层异质性的分子基础，创新性地提出"氨基酸氮-微生物群落-酶活性"三级调控网络。实践层面，研究建议通过调控原料配比(如豌豆添加量)改变氨基酸氮水平，从而定向富集功能微生物。理论上，该成果为理解固态发酵的空间异质性提供了新视角，对实现传统发酵食品的精准化生产具有范式意义。值得注意的是，研究中发现的B. licheniformis与乙酸合成通路的关联性，为后续开发功能菌株组合提供了重要靶点。