《Food Research International》：Contrasting stage-associated succession and ecological assembly of bacterial and fungal communities during industrial sauce-flavor Baijiu heap fermentation
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•真菌基线对比超过了细菌的基线对比，且未伴随更多的选择分配。•阶段相关的变异对温度和发酵时间敏感。•Cycle II 显示出探索性的组装–注释关联。•未确立任何与实测挥发物概况的一般性组装关联。引言酱香型白酒通过反复轮次生产，每一轮次均包括开放堆发酵和随后厌氧窖池发酵。在这些
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真菌基线对比超过了细菌的基线对比，且未伴随更多的选择分配。
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阶段相关的变异对温度和发酵时间敏感。
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Cycle II 显示出探索性的组装–注释关联。
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未确立任何与实测挥发物概况的一般性组装关联。
引言
酱香型白酒通过反复轮次生产，每一轮次均包括开放堆发酵和随后厌氧窖池发酵。在这些阶段中，复杂的微生物群落参与了底物转化和发酵衍生产物代谢物的形成（Wu 等，2021；Wu 等，2026）。冷却并与大曲混合后，发酵粮醅（酒醅）被堆积成开放堆，支持微生物富集、群落演替以及粮质基质的生化转化（Zhang 等，2021）。与均匀混合或环境受控的发酵不同，工业堆在温度、底物可用性、水分、酸度和氧气暴露同时变化的过程中形成了空间异质性微生境（Yang 等，2023；Zhang、Li 等，2026）。翻醅重新分配了发酵粮醅并改变了堆体结构（Chen 等，2022），而每次记录的翻醅事件都作为翻醅前和翻醅后样本之间反复出现的阶段边界。因此，堆发酵构成了更大生产过程中一个独特、按阶段解析的生态子系统，其中阶段相关的微生物演替可以与同期理化性质和发酵粮醅实测挥发物概况共同考察。
此前的研究已经表征了酱香型白酒堆发酵不同空间位置和阶段中的细菌和真菌演替（Chen 等，2022；Duan 等，2023；Zhang、Lin 等，2026）。这些调查的时间覆盖范围已延伸至全部八个堆酵轮次（Wan、Ma 等，2026），而另一些研究则联合考察了堆发酵及其后续窖池发酵（Ma 等，2026；Yang 等，2025）。在白酒发酵系统中，生态组装推断也已与理化及挥发物概况分析、宏转录组学以及靶向培养或合成群落实验相结合，以探究环境条件、微生物群落与代谢变异之间的关系（Ma 等，2026；Tong 等，2026；Wei 等，2023；Yuan 等，2023）。在此基础上，本研究针对反复堆发酵中的一个具体问题展开研究：推断的组装过程类别是否与样本对层面的注释概况和实测挥发物概况差异相对应，以及这种对应关系是否在不同生产周期中反复出现。这种比较将每对样本的推断组装分配与基于同一两个样本计算出的概况差异进行匹配。
本研究通过分离三个分析层面来回答这一问题：阶段相关的群落组成、推断的组装过程类别，以及注释概况或实测挥发物概况的差异度。βNTI–RCbray 框架将成对周转相对于零模型期望进行分类（Stegen 等，2013；Vellend，2016）。对于配对对齐模型，其五个类别被归为选择、扩散和未主导，统称为过程族类（ProcessFamily）。每个合格样本对的过程族类与同一两个样本之间的差异度相关联，模型按生产周期、微生物界和响应类别分别指定。这使得可以直接评估在组装分配所定义的单元层面的对应关系。PICRUSt2 推导的细菌 MetaCyc 概况和 FUNGuild 推导的真菌群落概况分别代表预测的代谢潜力和分类群功能型注释（Douglas 等，2020；Nguyen 等，2016）。将两者与独立测量的挥发物层进行比较，可以区分群落衍生表征之间的对应关系与化学测量之间的对应关系。
本研究在反复的 R3–R7 堆发酵窗口内考察了两个连续生产周期，采用共同的翻醅前/翻醅后定义和五个采样位置。研究结合了细菌和真菌群落概况、组装推断、注释概况和 GC–MS 测量，并以理化测量和匹配的温度记录提供环境背景。其贡献基于三个相关发现。第一，真菌阶段相关的组成分化在基线和温度调整模型中更强，但并未伴随推断的选择相关分配比例的增大。这一组成结果对轮次内发酵时间的调整敏感，尽管在所有留一轮次外的比较中，基线和温度调整模型中真菌–细菌的顺序保持不变。第二，探索性的配对对齐分析在 Cycle II 中识别出注释概况的关联，供进一步验证，但未建立跨周期可重复性。第三，相应的分析未建立与实测挥发物概况差异度的一般性关联。综上所述，这些发现区分了群落衍生生态和注释摘要之间的对应关系与独立测量的化学概况之间的对应关系，为选择在需要进一步验证后才能指导发酵管理的关系提供了依据。
各章节摘要
工业堆发酵、采样设计和分析样本集
本研究在中国四川泸州对工业酱香型白酒堆发酵进行了调查，时间为 2024 年和 2025 年（Cycle I 和 Cycle II）。从生产序列 XS、CS 和 R2–R7 中前瞻性地选择了 R3–R7 轮次，以提供共同的反复发酵窗口，排除了工艺背景和底物历史不同的早期轮次（Chen 等，2025；Zou 等，2024）。
发酵粮醅经冷却后与大曲混合，进行自然发酵（Duan 等，2023；
细菌和真菌群落的阶段结构化演替
温度监测记录了两个生产周期和 R3–R7 轮次的时间及空间变异（图 S4）。与微生物采样对应的五个位置的每小时平均温度范围为 16.9 至 48.7 °C，而等权五个位置每小时平均值的阶段均值为 22.86 至 38.14 °C（表 S8）。翻醅后阶段均值并非在所有轮次中均高于翻醅前均值。
Shannon 多样性在翻醅后描述性更低
结论
在反复的 R3–R7 堆发酵中，调整轮次和位置后，阶段解释了细菌群落变异的较小份额（1.85–2.01%）和真菌群落较大的份额（12.69–14.24%）。真菌–细菌的顺序在温度调整和相应的留一轮次外比较中得以保持，但在调整轮次特异性时间趋势后阶段份额明显下降。更强的真菌分化并未与更频繁的选择相关
CRediT 作者贡献声明
Ning Zhang：撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 初稿，数据整理。Xiaowei Huang：监督，方法学，资金获取，概念构思。Suyi Zhang：撰写 – 审阅与编辑。Caihong Shen：方法学。Songtao Wang：验证。Jian Li：调查，形式分析。Zhihua Li：撰写 – 审阅与编辑，资金获取。Xiaobo Zou：资金获取。
利益冲突声明
作者声明，他们没有任何已知的竞争性经济利益或个人关系，这些可能对本论文报告的工作产生影响。
致谢
本工作得到国家自然科学基金（32272407、32372465）、江苏省自然科学基金（BZ2024029）、泸州老窖股份有限公司与江苏大学合作项目（编号：2024HX23）、江苏省研究生科研与实践创新计划（KYCX23_3633）的资助。
Ning Zhang|Xiaowei Huang|Suyi Zhang|Caihong Shen|Songtao Wang|Jian Li|Zhihua Li|Xiaobo Zou
