《Food Bioscience》：Comparative Analysis of Microbial Community Succession and Flavor Formation in Strong-Flavor Baijiu Fermented Grains under Traditional Brewing Processes
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酿酒过程重塑了浓香型白酒发酵中的微生物生态。
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窖内转移酿酒增强了微生物多样性和代谢活性
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酿酒过程重塑了浓香型白酒发酵中的微生物生态。
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窖内转移酿酒增强了微生物多样性和代谢活性。
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功能性微生物促进了特征性酯类化合物的积累。
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多组学研究揭示了风味形成的微生物机制。
引言
白酒根据其风味特征可以分为十二种香气类型（Jiang等人，2016年）。其中，浓香型白酒占了中国白酒市场的最大比例，年产量超过了总量的70%（Ren等人，2024年）。与其他香气类型相比，浓香型白酒以其独特的窖香为特点，这种窖香来源于泥窖发酵（Mu等人，2023年；Qiao等人，2023年）。
发酵后的谷物（酒胚）是白酒生产中的核心发酵底物和微生物载体（Zhang等人，2021年）。在发酵过程中，来自窖泥的微生物会迁移到发酵谷物中，并参与形成关键的风味化合物，包括有机酸、酒精和酯类（Hu等人，2021年），从而显著提升浓香型白酒的品质。现有的关于白酒微生物生态学的时间序列研究揭示了第一轮、第四轮和第七轮发酵过程中微生物群落、生态网络以及风味化合物的演变模式（Ma等人，2026年）。其他研究还阐明了核心白酒微生物的分离方法、耐受机制和调控策略（Wu等人，2026年）。同时，相关综述指出机械化改造会破坏发酵谷物的原有微生态系统（Yan等人，2026年）。
然而，大多数研究仅分析了单一酿酒工艺下的发酵谷物微生物群及其对风味的影响。不同类型的浓香型白酒采用不同的酿造技术，但对不同传统工艺下微生物群落、生态相互作用及风味代谢的系统性比较研究仍缺乏。特别是在相同的生产环境和原材料条件下，工艺变化如何重塑微生物生态并进而调控微生物演替和风味形成的机制仍不甚明了。这一知识空白限制了浓香型白酒酿造技术的进一步优化和品质提升。
目前，浓香型白酒的生产主要采用两种酿造工艺：原窖分层堆叠工艺（以下简称YJ工艺）和窖内转移分层蒸馏工艺（以下简称PJ工艺）。YJ工艺是一个闭环发酵系统，蒸馏后将发酵谷物返回原窖继续发酵（图1A）。这种稳定的窖环境有助于形成相对均匀且占主导地位的微生物群落，从而确保产品风味的一致性。然而，该系统的封闭性限制了微生物的交流，可能会降低群落多样性和整体代谢活性。
相比之下，PJ工艺是一种开放式发酵模式，蒸馏后将发酵谷物转移到空窖中繼續發酵（图1B）。这一工艺显著增强了发酵谷物与窖泥之间的微生物和代谢物交换，提高了发酵系统的生态复杂性，促进了功能性微生物的富集和增殖，以及有机酸、酯类和芳香化合物的合成与积累。
基于上述研究背景，我们提出以下假设：与YJ工艺相比，PJ工艺增强了窖泥与发酵谷物之间的微生物和代谢物交换，进一步提高了微生物群落的多样性和均衡性，并促进了更多风味化合物的积累。因此，本研究收集了YJ工艺和PJ工艺在发酵开始和结束阶段的发酵谷物样本。这两种工艺已在工业规模化生产中连续运行了40多年，通过长期循环操作形成了独特的发酵特性。本研究结合了理化分析、高通量测序、挥发性风味分析和代谢组学方法，比较了两种酿造工艺下的微生物群落、代谢特征和风味形成模式。旨在阐明工艺变化对浓香型白酒发酵中微生物生态和风味形成的影响机制，为传统白酒生产中的质量控制和工艺优化提供理论依据。这些发现还有助于合理调控微生物生态，并为白酒酿造中的合成微生物群策略的未来发展提供借鉴（Yan等人，2026年）。
章节片段
样品采集
本研究中使用的发酵谷物（酒胚）样本来自中国四川省成都市的一家商业浓香型白酒酒厂。为了尽量减少环境和原材料变化对实验结果的影响，原窖分层堆叠工艺（以下简称YJ工艺）和窖内转移分层蒸馏工艺（以下简称PJ工艺）均采用了相同的单粒原料系统。
发酵谷物理化性质的变化
理化性质是反映白酒发酵过程中微生物代谢活动的重要指标，在风味形成和质量发展中起着关键作用（Wang等人，2024年）。如图3所示，两种酿造工艺下的发酵谷物在水分含量、酸度、pH值、淀粉含量和还原糖含量等方面均发生了显著变化。EA样本和EB样本之间的理化差异源于长期...
结论
本研究系统比较了原窖（YJ）工艺和窖内转移（PJ）工艺对浓香型白酒发酵过程中发酵谷物理化性质、微生物演替、风味形成和代谢特征的影响。PJ工艺可能有利于增加微生物的丰富度和多样性，并与某些微生物（如乳酸菌、念珠菌、毛孢菌和酿酒酵母）的代谢谱差异相关，同时增强了代谢活性。
CRediT作者贡献声明
刘颖：验证、监督、调查、正式分析。 田磊：监督、调查、正式分析。 吕楚琳：数据可视化、调查、正式分析。 隋正浩：写作 - 审稿与编辑、原始草案撰写、软件使用、方法学设计、数据管理。 关同伟：写作 - 审稿与编辑、监督、项目管理、资金争取、概念构思。 邱贤平：概念构思。 袁小 Die：调查、正式分析。 蒲英杰：
Chen等人，2025；Chen等人，2024；Du等人，2020；Hong等人，2023；Huang等人，2024；Li等人，2022；Li等人，2022；Li等人，2022；Li等人，2024；Liu等人，2023；Ma等人，2026；Shen等人，2022；Wang等人，2025；Wang等人，2024a；Wang等人，2024b；Wang等人，2024c；Xu等人，2026；Xu等人，2023；Yan等人，2015；Zhang等人，2025；Zhang等人，2020；Zheng和Han，2016。
利益冲突声明
我们声明没有任何已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。
致谢
我们声明没有任何已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。
本研究得到了成都市科技项目（项目编号2025-YF05-00485-SN）、四川省自然科学基金（项目编号2024NSFSC2068）以及四川省国际合作创新项目（项目编号2025YFHZ0117）的支持。
隋正浩|袁小 Die|邱贤平|吕楚琳|田磊|蒲英杰|郭云峰|刘颖|关同伟
