近日，江南大學生物工程學院徐巖教授團隊在白酒釀造窖泥己酸菌生態學研究方面取得突破，研究成果“Adaptability of a caproate-producing bacterium contributes to its dominance in an anaerobic fermentation system”正式發表于《Applied and Environmental Microbiology》雜志（Volume 87，issue 20, e01203-21，https://doi.org/10.1128/AEM.01203-21）。
中國白酒有十二大香型，其中八種香型的釀造都離不開窖泥，尤以濃香型白酒與窖泥微生物關系最為密切。窖泥微生物貢獻了以己酸最為主的短中鏈脂肪酸，成為濃香型白酒最重要的呈味物質和呈香物質前體，故優質窖泥是釀造優質濃香型白酒的關鍵決定性因素，也是優質白酒生產的關鍵性奧秘。自上世紀60年代至今，長期以來我國白酒科研工作者致力于己酸菌的研究，但由于技術手段限制，窖泥主體己酸菌的種類至今尚未得到剖析。近十年來，徐巖教授團隊專注與濃香型代表性的宜賓五糧液股份有限公司、安徽古井貢酒股份有限公司和江蘇洋河酒廠股份有限公司等多家白酒龍頭企業合作，對我國優質白酒生產的四川、江蘇、安徽等主要濃香型白酒產區的窖泥主體己酸菌進行微生物生態學和比較基因組學研究。通過在種水平對窖泥微生物進行分析，確定了窖泥中至少存在四種不同類型的己酸菌，占全球已報道己酸菌種類的40%左右。這四種己酸菌中，一種尚未被正式命名的己酸菌新種在不同產區窖泥中分布廣泛且豐度較高（平均相對豐度11.4%，分布頻度97.5%），被鑒定為濃香型白酒釀造的主體己酸菌。聯合研究團隊建立起窖泥產酸菌群培養技術，優化了窖泥厭氧菌分離培養條件，分離到多個未命名新種，其中從四川和安徽分離得到兩株主體己酸菌，被命名為Caproicibacterium sp. JNU-WLY1368及Caproicibacterium sp. LBM19010，己酸合成能力8.1 g/L。比較基因組學分析表明，該菌是目前底物利用譜最為廣泛的己酸菌，能夠利用淀粉、麥芽糖、葡萄糖和乳酸等多種碳源，其中乳酸與糖類的同步利用能力對于該菌在窖泥中的穩態維持具有重要作用；該菌為小基因組微生物（基因組大小：1.88~2.07 Mb），其生長和代謝依賴于酒醅發酵產生的豐富氨基酸和微量營養素。本研究解析出了新型己酸菌的底物利用譜與釀造系統中碳源種類高度匹配，表明濃香型白酒釀造系統，對主體己酸菌具有良好的選擇性作用。此外，主體己酸菌相比其他低豐度己酸菌具有更低的最適pH范圍，這體現了它對這種高酸度釀造系統具有更好的適應性，進一步增強了其生存優勢。
Caproicibacterium sp. JNU-WLY1368/LBM19010 產酸代謝途徑
本項研究從不同區域濃香型白酒釀造窖泥的廣度和優質窖泥微生態的深度上解析了我國多糧濃香型白酒釀造系統的己酸菌類型，揭示了濃香型白酒主要呈味和呈香物質的微生物代謝奧秘，回答了困擾我國白酒釀造行業半個多世紀來關于己酸菌類型及其發酵特征的謎題。同時，形成的系列應用技術不僅有力推動了我國濃香型白酒品質的不斷提升，而且對包括醬香在內的七個香型的白酒生產也具有積極指導意義。
徐巖教授和任聰副研究員為論文的通訊作者，我校2017級博士生王慧琳為第一作者。上述研究工作得到了國家自然科學（重點）基金（21706097, 31530055）、中國酒業協會白酒技術創新戰略發展委員會和江蘇省研究生培養創新工程（KYCX18_1795）等項目的資助。
多年來，徐巖教授團隊圍繞白酒釀造窖泥厭氧菌的生態學功能和產風味特征，建立起難培養厭氧菌的可培養化技術體系，逐步推動優質窖泥菌（群）選育與產業化應用，相關研究成果先后獲得中國輕工業聯合會科技進步一等獎（2019）、中國酒業協會科技進步一等獎（2020）等獎勵。
日期：2021-10-09
中國白酒有十二大香型，其中八種香型的釀造都離不開窖泥，尤以濃香型白酒與窖泥微生物關系最為密切。窖泥微生物貢獻了以己酸最為主的短中鏈脂肪酸，成為濃香型白酒最重要的呈味物質和呈香物質前體，故優質窖泥是釀造優質濃香型白酒的關鍵決定性因素，也是優質白酒生產的關鍵性奧秘。自上世紀60年代至今，長期以來我國白酒科研工作者致力于己酸菌的研究，但由于技術手段限制，窖泥主體己酸菌的種類至今尚未得到剖析。近十年來，徐巖教授團隊專注與濃香型代表性的宜賓五糧液股份有限公司、安徽古井貢酒股份有限公司和江蘇洋河酒廠股份有限公司等多家白酒龍頭企業合作，對我國優質白酒生產的四川、江蘇、安徽等主要濃香型白酒產區的窖泥主體己酸菌進行微生物生態學和比較基因組學研究。通過在種水平對窖泥微生物進行分析，確定了窖泥中至少存在四種不同類型的己酸菌，占全球已報道己酸菌種類的40%左右。這四種己酸菌中，一種尚未被正式命名的己酸菌新種在不同產區窖泥中分布廣泛且豐度較高（平均相對豐度11.4%，分布頻度97.5%），被鑒定為濃香型白酒釀造的主體己酸菌。聯合研究團隊建立起窖泥產酸菌群培養技術，優化了窖泥厭氧菌分離培養條件，分離到多個未命名新種，其中從四川和安徽分離得到兩株主體己酸菌，被命名為Caproicibacterium sp. JNU-WLY1368及Caproicibacterium sp. LBM19010，己酸合成能力8.1 g/L。比較基因組學分析表明，該菌是目前底物利用譜最為廣泛的己酸菌，能夠利用淀粉、麥芽糖、葡萄糖和乳酸等多種碳源，其中乳酸與糖類的同步利用能力對于該菌在窖泥中的穩態維持具有重要作用；該菌為小基因組微生物（基因組大小：1.88~2.07 Mb），其生長和代謝依賴于酒醅發酵產生的豐富氨基酸和微量營養素。本研究解析出了新型己酸菌的底物利用譜與釀造系統中碳源種類高度匹配，表明濃香型白酒釀造系統，對主體己酸菌具有良好的選擇性作用。此外，主體己酸菌相比其他低豐度己酸菌具有更低的最適pH范圍，這體現了它對這種高酸度釀造系統具有更好的適應性，進一步增強了其生存優勢。
Caproicibacterium sp. JNU-WLY1368/LBM19010 產酸代謝途徑
本項研究從不同區域濃香型白酒釀造窖泥的廣度和優質窖泥微生態的深度上解析了我國多糧濃香型白酒釀造系統的己酸菌類型，揭示了濃香型白酒主要呈味和呈香物質的微生物代謝奧秘，回答了困擾我國白酒釀造行業半個多世紀來關于己酸菌類型及其發酵特征的謎題。同時，形成的系列應用技術不僅有力推動了我國濃香型白酒品質的不斷提升，而且對包括醬香在內的七個香型的白酒生產也具有積極指導意義。
徐巖教授和任聰副研究員為論文的通訊作者，我校2017級博士生王慧琳為第一作者。上述研究工作得到了國家自然科學（重點）基金（21706097, 31530055）、中國酒業協會白酒技術創新戰略發展委員會和江蘇省研究生培養創新工程（KYCX18_1795）等項目的資助。
多年來，徐巖教授團隊圍繞白酒釀造窖泥厭氧菌的生態學功能和產風味特征，建立起難培養厭氧菌的可培養化技術體系，逐步推動優質窖泥菌（群）選育與產業化應用，相關研究成果先后獲得中國輕工業聯合會科技進步一等獎（2019）、中國酒業協會科技進步一等獎（2020）等獎勵。
日期：2021-10-09
