《Food Bioscience》：Identification and formation mechanism of key aroma compounds in Huangjiu fermented by co-culture of
Monascus purpureus Y146 and
Saccharomyces cerevisiae
编辑推荐：
•共发酵提高了黄酒的发酵效率和香气品质。•辛酸乙酯被鉴定为关键的差异性香气化合物。•共发酵增强了辛酸和乙醇的可用性。•共发酵上调了FAS1、FAA1、EEB1基因，促进了辛酸乙酯的生物合成。引言黄酒是一种传统的发酵酒类，历史悠久，以其独特的酿造工艺和风味特征而闻名（Gao等，
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共发酵提高了黄酒的发酵效率和香气品质。
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辛酸乙酯被鉴定为关键的差异性香气化合物。
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共发酵增强了辛酸和乙醇的可用性。
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共发酵上调了FAS1、FAA1、EEB1基因，促进了辛酸乙酯的生物合成。
引言
黄酒是一种传统的发酵酒类，历史悠久，以其独特的酿造工艺和风味特征而闻名（Gao等，2024）。黄酒的特征香气主要由挥发性化合物决定，包括酯类、醇类、醛类、酸类、酮类和酚类，它们之间的协同作用共同赋予黄酒典型的花香、果香和醇和的感官特征（Zhou等，2024）。这些挥发性化合物主要通过微生物在发酵过程中对糖类、氨基酸和脂质等前体物质的代谢生成。不同微生物的代谢活动及其相互作用深刻影响着挥发性化合物的组成和积累（Cheng等，2026；Yu等，2024）。因此，调控发酵微生物群落的组成已成为调节挥发性化合物形成、提升黄酒风味品质的有效策略。
多种功能微生物，包括酵母菌、霉菌和细菌，参与黄酒的发酵过程，其代谢活动对挥发性化合物的形成具有关键作用（Peng、Zheng、Zhou等，2024）。例如，乳酸菌促进中、长链脂肪酸乙酯的形成，从而增强黄酒的果香和谷物香气（Song等，2026）。据报道，接种Bacillus subtilis（枯草芽孢杆菌）可提高多种关键挥发性化合物的含量，促进花香和果香的形成（Peng、Zheng、Li等，2024）。此外，S. cerevisiae（酿酒酵母）可通过调控Ehrlich途径减少高级醇的积累并促进酯类的生物合成（Ma等，2025）。然而，这些方法主要依赖于单一微生物对特定代谢途径的调控。由于单一微生物代谢能力的固有局限性，它们往往难以实现多种香气化合物的协调生产（Ma等，2025；Peng、Zheng、Li等，2024；Song等，2026）。因此，利用不同功能微生物之间代谢互补性和协同作用进行共发酵的策略，作为提升黄酒风味品质的有效途径，受到了越来越多的关注。
共发酵已被广泛研究作为调节酒类饮料发酵性能和风味形成的策略，包括葡萄酒、啤酒和黄酒（Hu等，2024；Yang等，2026；Yang等，2024）。先前的研究表明，将具有不同代谢能力的微生物组合使用可以改变底物利用和挥发性化合物的形成，从而影响发酵饮料的香气特征（Duan等，2026；Zhu等，2026）。据报道，乳酸菌与S. cerevisiae的共发酵可以改变黄酒中高级醇和酯类的形成，包括己酸乙酯和辛酸乙酯的增加（Yang等，2024）。类似地，依次接种Wickerhamomyces anomalus JQY23和S. cerevisiae被证明可以改变小米黄酒中高级醇和乙酸酯的积累（Li等，2025）。此外，Yarrowia lipolytica（产脂耶氏酵母）与S. cerevisiae的共发酵也与黄酒中与酯类、醇类和氨基酸代谢相关的代谢途径变化有关（Li等，2025）。总体而言，这些研究表明共发酵可以显著改变黄酒的挥发性化合物和感官特征。然而，区分不同发酵模式的具体香气活性化合物以及与这些化合物积累相关的代谢特征仍不太清楚。
然而，目前关于黄酒共发酵的研究主要集中在细菌-酵母或酵母-酵母组合，而霉菌-酵母共发酵体系则相对较少受到关注。作为一种在传统发酵食品中重要的功能微生物，M. purpureus（紫米曲霉）表现出较强的糖化、蛋白水解和脂肪酸代谢能力，有可能为风味形成提供碳水化合物、氨基酸和脂肪酸衍生的前体物质（Lee等，2024）。相比之下，S. cerevisiae具有较高的产乙醇能力，是酒精发酵过程中酯类和高级醇形成的重要贡献者（Cheng等，2026）。因此，这两种微生物不同的代谢能力提供了一个有用的体系，用于研究它们的组合如何影响黄酒发酵过程中特定香气活性化合物的形成。然而，在黄酒发酵过程中将M. purpureus与S. cerevisiae组合使用的风味后果仍未得到充分的表征。特别是，哪些香气活性化合物最能区分由此产生的发酵特征，以及哪些代谢变化与这些化合物的积累相关，仍不清楚。
本研究建立了一个使用M. purpureus Y146和S. cerevisiae的共发酵体系，以单菌株发酵作为对照。首先评价了不同发酵模式下所产黄酒的发酵动力学和挥发性风味特征。随后，利用气味活性值（OAV）分析结合主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA），鉴定出区分不同发酵模式的香气活性化合物。最后，通过将辛酸乙酯潜在前体的动态变化与脂肪酸代谢和酯化相关选定基因的表达谱相结合，探讨了与辛酸乙酯积累相关的代谢特征。本研究为M. purpureus-S. cerevisiae共发酵过程中与辛酸乙酯形成相关的香气活性和代谢特征提供了见解，并有助于更好地理解黄酒风味分化的代谢基础。
章节摘要
材料与微生物
糯米购自中国辽宁省沈阳市当地超市。M. purpureus Y146（CCTCC M20242077）最初分离自从当地一户人家获得的自制红曲样品。具体方法为：将红曲样品制成悬浮液，进行系列稀释并涂布于马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）平板上，然后在30°C下培养7天。通过反复系列稀释和涂布PDA平板对分离菌株进行纯化。该分离菌株被鉴定为M. purpureus Y146。
发酵性能和理化特性的提升
黄酒发酵过程中理化性质的变化如图1所示。三个发酵组之间在理化性质上存在明显差异。如图1A所示，所有组别的酒精度在整个发酵过程中逐步升高。在三组中，MYCF组乙醇生产速度最快，第7天达到10.55%（v/v），最终稳定在12.19%（v/v），明显高于YF组。
结论
M. purpureus与S. cerevisiae的共发酵改变了黄酒的发酵性能和感官特征，形成了独特的挥发性和口感特征。动态分析表明，MYCF中辛酸乙酯的积累与辛酸和乙醇水平的时间变化有关，同时与涉及脂肪酸代谢和酯化的选定S. cerevisiae来源基因的差异表达相关。发酵过程中协调的变化。
CRediT作者贡献声明
Lin Sixu：监督，资源。Zhang Yuning：验证，方法学。Yang Xue：写作——初稿，资源，形式分析，数据整理，概念化。Yan Xuerui：写作——审阅与编辑，可视化，验证，监督，资源，项目管理，资金获取。
未引用参考文献
共培养发酵高酸果酒的风味代谢物表征，2026年；Chen等，2023年；Gao等，2024年；Li等，2025年；Li等，2025年；Peng等，2024年；Yang等，2024年。
利益冲突声明
作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所报道的工作。
致谢
本工作由辽宁省重点研究与开发计划资助（2025080280-JH2/1013）。
杨雪|林思旭|张雨宁|颜雪瑞
