《Food Research International》:Fungal community and abiotic factors drive quality divergence of medium-temperature
Daqu across distinct workshop microecologies
编辑推荐:
•新车间的中温大曲(MT-大曲)酶活性较低,微生物网络也更简单。•真菌群落在新车间和老车间之间表现出显著的空间变化。•气源微生物对老车间中MT-大曲真菌组成的贡献更大。•温度、水分和pH值是微生物演替的关键驱动因素。•真菌和非生物因素在不同车间微生态下影响MT-大曲质量。引言
- •
新车间的中温大曲(MT-大曲)酶活性较低,微生物网络也更简单。
- •
真菌群落在新车间和老车间之间表现出显著的空间变化。
- •
气源微生物对老车间中MT-大曲真菌组成的贡献更大。
- •
温度、水分和pH值是微生物演替的关键驱动因素。
- •
真菌和非生物因素在不同车间微生态下影响MT-大曲质量。
引言
中国白酒是中国饮食文化的重要代表之一,以其丰富的风味和独特的口感闻名于世(Tu等,2022)。作为中国白酒的主要香型,浓香型白酒占据了国内市场份额的50%以上,其特点在于富含酯类物质。其中,己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸乙酯和乙酸乙酯是主要的酯类化合物,赋予了浓香型白酒浓郁的香气和醇美的口感(Xu等,2023)。中国浓香型白酒通过其独特的固态自然发酵体系进行生产,主要涉及两个关键过程:大曲制作和窖池发酵(Jin等,2017)。大曲作为中国白酒中不可或缺的发酵和糖化启动剂,在白酒的质量和风味方面起着关键作用,它为酒窖中的酒精发酵和风味发酵提供了关键的微生物、酶和风味物质(Liu等,2023;Zhang等,2025)。
用于生产中国浓香型白酒的大曲也称为中温大曲(MT-大曲),这是根据发酵过程中大曲内部最高温度来命名的(Han等,2024;Huang等,2024)。在传统生产工艺中,MT-大曲以小麦为主要原料,在开放环境中通过自然发酵生产约30天。在发酵过程中,第6天和第12天会进行翻曲操作。这一操作重新排列了MT-大曲砖的位置,以提高发酵一致性和成熟度(Zhu、Zheng等,2022;Wen等,2025)。大曲的质量在很大程度上取决于发酵过程中的微生物组成和活性(Cao等,2024)。在这一开放式发酵周期中,MT-大曲能够从周围环境中采集和富集功能微生物,尤其是来自空气中的微生物。这些来自环境的微生物构成了微生物多样性的一部分,并对发酵过程中MT-大曲的微生物组装做出贡献(Pan等,2023)。因此,工作环境中微生物群落的波动会直接或间接地影响MT-大曲的微生物组成和质量。
在中国白酒行业中,生产历史悠久的车间通常被观察到能够生产出质量更高的发酵产品。先前的研究表明,不同生产历史的车间中发酵粮糟的微生物群落存在显著差异,发酵粮糟中特殊微生物类群的富集可能使老车间的原酒比新车间具有更丰富的风味组成(Wang等,2024;Xu等,2024)。这种现象可以用环境微生态的差异来解释。具体来说,生产历史悠久的车间中的环境微生物能有效促进发酵食品的微生物演替和风味生成(Xu等,2024)。同样,由于车间空间异质性的影响,老车间生产的中温大曲质量高于新车间(Ban等,2025;Zou等,2026)。然而,微生态如何塑造不同生产历史车间中MT-大曲的微生物群落和质量仍然知之甚少。
本研究利用高通量测序技术,研究了翻曲操作下MT-大曲微生物群落的时空变化,并进一步探索了在新车间和老车间中使用相同生产工艺生产的MT-大曲样本的微生物空间异质性。此外,我们探讨了驱动微生物动态和组装的外部因素,并评估了发酵过程中气源微生物对MT-大曲微生物组的贡献。我们的目的是表征不同生产历史车间之间MT-大曲在微生物群落组成和质量上的差异。这项工作将增进我们对中温大曲生产中微生物机制的理解,并为优化中温大曲生产工艺参数以进行质量调控提供依据。
各节摘要
样本采集
中温大曲样本采集自位于中国四川省宜宾市的三个大曲生产车间:生产历史5年的N车间、生产历史21年的C车间和生产历史22年的J车间。三个车间的发酵房均为塔式建筑,设有中央敞开式中庭。每个房间通过一扇木质前门和一扇木质后窗进行自然通风。发酵期间,红砖…
MT-大曲发酵过程中理化性质和关键酶活的变化
在此,我们在中温大曲发酵过程的四个关键时间点检测了理化性质(图1A–F)。新车间和老车间的中温大曲在第12天时温度升至56.5–60.4 °C,然后在发酵结束时降至31.2–36.1 °C。新车间MT-大曲的峰值温度显著高于老车间(p < 0.05)。新车间和老车间的中温大曲水分呈现出相似的下降趋势…
讨论
中温大曲的质量在很大程度上取决于其微生物组成和酶活性,而这些又受到车间发酵微生态的影响。先前的研究表明,发酵环境中的微生态与车间年龄密切相关(Zou等,2026)。然而,目前的研究局限于对由不同生产年龄的车间生产的中温大曲质量差异背后的微生物机制的理解。因此,本研究…
结论
总之,我们的研究表明,新车间的中温大曲酶活性较低,其真菌组成与老车间相比存在显著差异。此外,真菌群落与酶活性之间的显著相关性表明,真菌对发酵过程中中温大曲的酶活性有重要贡献。老车间具有更高的气源微生物生物量且群落组成不同,这些车间的气源微生物…
CRediT作者贡献声明
林 斌:撰写初稿、可视化、方法学、调查、正式分析。唐 杰:调查、正式分析、数据整理。郭正香:资源、调查。朱丽萍:可视化、资源。李 群:资源、调查。姜 伟:正式分析、数据整理。柯寒冰:资源、调查。李隆祥:资源、正式分析。李维兴:正式分析。何朝久:监督、资源。杨圣志:监督、资助…
未引用参考文献
Gong等,2025
Mu等,2023
Zhu等,2026
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文工作的已知财务利益冲突或个人关系。
致谢
本项目由湖北省自然科学基金(项目编号2025AFD022和2026AFC0017)资助。
林 斌|唐 杰|郭正香|朱丽萍|李 群|姜 伟|柯寒冰|李隆祥|李维兴|何朝久|杨圣志|杨 强|胡源良|陈神西