多组学解析嘉宝果酒自然发酵过程中微生物群落与风味物质的协同演化机制

推荐：本研究通过代谢组学和宏基因组学技术，揭示了嘉宝果酒(JW)自发发酵过程中微生物群落动态演替与69种挥发性化合物（含15种关键香气成分）的关联规律。研究发现Hanseniaspora和Pichia等非酿酒酵母主导早期发酵，而Saccharomyces和Schizosaccharomyces在乙醇合成阶段占据优势，首次构建了微生物-风味代谢网络，为特色果酒品质调控提供理论依据。

　　

嘉宝果（Myciaria cauliflora）作为一种热带特色水果，其深紫色果实富含多酚类物质和氨基酸，但极不耐储存。将嘉宝果酿造成酒不仅可延长保存期，还能开发具有独特风味的果酒产品。然而，传统自然发酵过程中微生物群落与风味形成的机制尚不明确，这限制了工艺优化和品质控制。福建师范大学生命科学学院的研究团队在《LWT》发表研究，首次采用多组学联用技术解析了这一复杂过程。

研究主要运用HS-SPME-GC-MS（顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用）分析挥发性成分，HPLC（高效液相色谱）检测游离氨基酸，结合宏基因组测序和CoverM等生物信息学工具，对发酵0-72天的样品进行动态监测。

微生物群落动态演替方面，研究揭示Ascomycota（子囊菌门）相对丰度从初期53.1%升至73.4%，其中Saccharomyces（酿酒酵母）从0.01%增长至33.93%，与乙醇含量呈正相关。非酿酒酵母Hanseniaspora和Pichia在早期阶段分别占6.83%和42.86%，贡献了初始风味前体。

风味物质分析显示，69种挥发性成分中15种OAV（气味活性值）>1的关键物质包括phenethyl acetate（苯乙酯，玫瑰香）和ethyl hexanoate（己酸乙酯，果香）。游离氨基酸总量下降9.6倍，其中Pro（脯氨酸）从207.64 mg/100g降至18.49 mg/100g，成为风味前体重要来源。

通过KEGG通路注释构建的代谢网络显示，82种酶参与淀粉降解和风味形成。α-amylase（EC 3.2.1.1）和alcohol dehydrogenase（EC 1.1.1.1）等关键酶由Saccharomyces和Schizosaccharomyces等菌株编码，驱动乙醇和酯类合成。Spearman相关性分析表明，Pseudomicrostroma与phenylethyl alcohol（苯乙醇）显著正相关（r>0.7）。

该研究首次系统阐明了嘉宝果酒自然发酵中微生物-代谢物的互作网络，发现Schizosaccharomyces等非传统酵母的功能贡献，为定向选育发酵菌种和风味调控提供了分子靶点。建立的multi-omics分析框架可推广至其他特色发酵食品研究，对传统酿造工艺的现代化改造具有示范意义。