非酿酒酵母在工业化小曲清香型白酒生产中对产量与风味的协同优化机制研究

本研究针对小曲清香型白酒工业化生产中风味物质单一、产量受限等问题，通过引入Saccharomycopsis fibuligera（SF）和Pichia kudriavzevii（PK）两种非酿酒酵母，系统解析其对微生物群落动态及风味物质合成的调控作用。研究发现SF和PK分别提升基酒产量4.08%和4.26%，显著提高乙酸乙酯含量并降低乳酸乙酯，为白酒品质升级提供新策略。

　　

在传统白酒酿造领域，小曲清香型白酒凭借其清爽口感和较短发酵周期（约15天）占据大众消费市场。然而，单一依赖酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的发酵体系导致基酒风味层次不足，且产量提升遭遇瓶颈。更棘手的是，工业化生产中复杂微生物互作机制不明确，使得风味调控犹如"黑箱操作"。如何通过微生物组工程实现产量与风味的双赢，成为行业亟待突破的难题。

针对这一挑战，湖北工业大学农业微生物国家重点实验室的研究团队在《Food Research International》发表重要成果。研究人员创新性地将两种非酿酒酵母——Saccharomycopsis fibuligera（SF）和Pichia kudriavzevii（PK）引入工业化酿造体系，通过多组学联用技术揭示了其对发酵微生态的调控规律。研究发现，这两种"风味工程师"不仅能重构微生物群落结构，更可精准优化酯类物质合成通路，为白酒品质升级提供了微生物组解决方案。

研究采用三大关键技术：1）耐受性测试（模拟发酵环境酸碱/乙醇胁迫）；2）宏基因组测序（解析微生物群落动态）；3）气相色谱-电子舌联用（定量风味物质与感官评价）。实验样本来自劲牌有限公司枫林酒厂工业化生产线的酒醅（zaopei）和基酒。

【主要发现】

1. 菌株性能评估：耐受性实验显示PK在80 g/L乳酸和10%乙醇条件下仍保持活性，SF则表现出更强的β-葡萄糖苷酶活性（关键风味前体转化酶）。

2. 发酵过程监控：PK组酒醅温度变化速率较对照组（CK）快12%，但风味物质合成滞后24小时，揭示非酿酒酵母存在"代谢时差效应"。

3. 微生物群落分析：宏基因组数据显示SF/PK添加使根霉（Rhizopus）在糖化期丰度提升35%，而酿酒酵母占比下降18%，形成"此消彼长"的生态位竞争。

4. 风味物质解析：SF组β-苯乙醇（β-phenethyl alcohol）含量达68.2 mg/L，PK组异戊醇（isoamyl alcohol）增加42%，电子舌评价显示两组鲜味响应值提升15%。

【机制阐释】
研究提出"双阶段调控"模型：在糖化期，非酿酒酵母通过分泌淀粉酶和蛋白酶促进底物转化，同时抑制酿酒酵母过度繁殖；在发酵后期，其产生的酯化酶系（如酯酶和β-葡萄糖苷酶）将醇类前体转化为乙酸乙酯等风味物质。特别值得注意的是，PK通过代谢乳酸降低环境酸度，间接提升酿酒酵母存活率，实现"敌为我用"的微生态调控。

该研究首次在工业化尺度证实非酿酒酵母的"产量-风味"协同增益效应。SF和PK的引入不仅打破传统发酵的"酿酒酵母中心论"，更开创了通过微生物组工程精准调控白酒风味的先河。对于推动小曲清香型白酒从"大众消费品"向"高品质民酒"转型具有重要实践意义，为其他发酵食品的品质升级提供了可借鉴的技术范式。