《Current Research in Microbial Sciences》：Multi-omics analysis-based insights into the microbial community composition and flavor development potentiality of different varieties of sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) fermented into Sesame flavor Baijiu
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高粱是芝麻香型白酒（Sesame-flavor Baijiu, SFB）发酵的关键原料。然而，关于高粱品种对SFB发酵过程中微生物及代谢动态影响的研究仍有限。本研究分析比较了三个高粱品种（红缨子、黑萼和山东高粱）在SFB发酵过程中的微生物及风味差异。结果表明，
高粱是芝麻香型白酒（Sesame-flavor Baijiu, SFB）发酵的关键原料。然而，关于高粱品种对SFB发酵过程中微生物及代谢动态影响的研究仍有限。本研究分析比较了三个高粱品种（红缨子、黑萼和山东高粱）在SFB发酵过程中的微生物及风味差异。结果表明，高粱的理化因子对细菌群落的影响大于真菌群落，这与细菌在塑造不同高粱品种发酵过程中微生物群落结构差异方面起主导作用的发现一致。此外，不同高粱品种间的微生物互作及其与挥发性化合物的关系也存在差异。同时，驱动微生物演替的理化因子在这些高粱品种间也有所不同。这些变异共同导致了观察到的发酵结果和产品质量差异。上述发现为理解原料在固态发酵中的作用提供了见解，具体揭示了微生物动态和理化条件如何影响SFB生产的稳定性和质量。
基于高粱品种的芝麻香型白酒发酵微生物群落及风味潜力多组学分析解读
芝麻香型白酒（Sesame-flavor Baijiu, SFB）作为中国白酒的重要香型之一，其独特的风味品质深受市场青睐。高粱作为SFB生产的主要原料，其品种特性（如淀粉组成、单宁含量）通过影响发酵过程中的微生物群落组装与代谢活动，最终决定白酒的风味轮廓。然而，在实际生产中，尽管主要使用糯高粱，但该亚组内不同品种间的细微差异对微生物动态及风味形成的影响机制尚未明确，这限制了通过原料筛选实现产品质量标准化与提升的精准控制。为此，Jiang等研究人员在《Current Research in Microbial Sciences》上发表了题为“Multi-omics analysis-based insights into the microbial community composition and flavor development potentiality of different varieties of sorghum fermented into Sesame flavor Baijiu”的研究论文，通过多组学技术揭示了不同糯高粱品种驱动SFB发酵的微生物生态机制。
研究背景与意义
白酒（Baijiu）是世界最古老的蒸馏酒之一，其品质主要由仅占约2%的微量风味化合物决定。SFB以其独特的烘烤芝麻香和醇厚口感著称，其风味形成依赖于原料固有特性与发酵微生物代谢的协同作用。虽然已知原料理化性质（如蛋白质、单宁）显著影响微生物功能动态，但高粱品种性状如何调控微生物群落组装并协调风味生物合成的具体机制仍未完全解析。此前研究多关注粳糯高粱大类差异，忽视了糯高粱品种间的细微变异。本研究聚焦于三种糯高粱（红缨子Hongyingzi、黑萼Hei’e、山东Shandong），旨在阐明品种驱动的微生物演替规律及其对SFB风味发展的潜在影响，为原料战略选择提供科学依据。
关键技术方法概述
研究在山东潍坊某传统酒厂进行实地固态发酵，选用10年窖龄的9个窖池（每品种3个重复），发酵周期113天。在发酵第0、15、50、113天采集酒醅样本。主要技术路径包括：利用快速粘度分析仪（RVA）测定高粱淀粉糊化特性，并检测水分、pH、还原糖等9项理化指标；采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC-MS）分析挥发性风味化合物；通过16S rRNA（V5-V7区）和ITS测序解析细菌与真菌群落结构；结合冗余分析（RDA）和Spearman相关性网络揭示环境因子-微生物-风味三者间的关联。
研究结果与发现
3.1 高粱原料的理化特性差异
三种高粱的总淀粉含量均约为70%，无显著差异，但淀粉结构与单宁含量存在品种特异性。红缨子和黑萼高粱的崩解值（分别为972.40 cP和774.20 cP）显著高于山东高粱（213.00 cP），表明前两者的淀粉颗粒更易被微生物利用；而山东高粱的回生值（1414.60 cP）最高，暗示其老化趋势更强。在组分上，山东高粱的直链淀粉占比最高（32.36%），且单宁含量极低（0.05 g/100 g）；红缨子和黑萼则富含支链淀粉（>74%）和较高单宁（约1.20 g/100 g）。这些差异为后续发酵代谢的分化奠定了物质基础。
3.2 发酵过程中酒醅理化环境的动态演变
发酵环境监测显示，所有组别酒醅水分均升至58 g/100 g以上，为微生物生长提供了必要的水活度。代谢活跃期（第50天）所有组别的乳酸和乙酸含量达到峰值，随后略有下降。值得注意的是，红缨子酒醅的还原糖消耗最彻底（终点0.82 g/100 g），而黑萼组的淀粉降解最为剧烈；山东高粱酒醅因pH较低，可能抑制了淀粉酶活性，导致淀粉残留较多。这表明高单宁、低直链淀粉的品种（红缨子、黑萼）更利于糖化发酵进程。
3.3 微生物群落结构与多样性响应
细菌群落（而非真菌）是区分不同高粱品种发酵进程的关键生物标志。理化因子对细菌群落变异的解释力度大于真菌，证实原料性质主要通过调控细菌来影响发酵体系。α多样性分析表明，发酵初期微生物多样性较高，随发酵进行（尤其是第50天后），群落趋于专业化，优势菌群（如乳酸菌）占据主导。网络分析进一步显示，不同高粱品种体系内的微生物互作（协同与竞争）模式存在显著差异，这直接关联到后续风味化合物的积累路径。
3.4 风味化合物与微生物-环境关联
GC-MS分析鉴定出多种酯类、酸类和吡嗪类风味物质。通过RDA和相关性热图构建的关联网络表明，特定的细菌属（如乳酸杆菌属Lactobacillus）与关键风味化合物（如乙酸乙酯、乳酸乙酯）的形成呈显著正相关。红缨子和黑萼高粱发酵体系表现出更复杂、更积极的风味关联网络，而山东高粱体系的风味代谢路径相对简单。研究明确，高粱品种通过改变淀粉可利用性（崩解值）和单宁含量等核心参数，定向筛选了功能微生物，最终塑造了SFB的风味剖面。
讨论与结论
本研究通过多组学整合分析，系统揭示了不同糯高粱品种在SFB发酵中对微生物群落构建及风味发展的潜在影响机制。主要结论如下：
- 1.
原料主导性：高粱的理化特性（特别是淀粉糊化特性与单宁）对细菌群落的影响大于真菌，细菌在塑造不同品种发酵差异中起主导作用。
- 2.
品种特异性机制：不同高粱品种间的微生物相互作用及其与挥发性化合物的关系存在显著差异，驱动微生物演替的关键环境因子也因品种而异。
- 3.
风味调控路径：原料的初始性质通过调控微生物演替（特别是细菌群落）来影响代谢通量，最终导致发酵结果和产品质量的差异。
该研究从微生物生态学角度深化了对“原料-工艺-风味”关联的理解，为芝麻香型白酒通过优选高粱品种实现风味标准化与品质提升提供了理论依据和数据支撑。
