濃香型白酒釀造用窖泥微生物群落研究

濃香型白酒窖泥中棲息著大量可培養(yǎng)及不可培養(yǎng)的微生物，而這些微生物群落組成及多樣性反映了窖泥質(zhì)量，并在很大程度上決定了濃香型白酒品質(zhì)。全面剖析窖泥中功能微生物菌群組成及多樣性、窖泥質(zhì)量與微生物群落之間的關(guān)聯(lián)性為深入認(rèn)識(shí)濃香型白酒生產(chǎn)機(jī)制，從根本上提升濃香型白酒品質(zhì)提供理論依據(jù)。

近年來，眾多研究人員，如江南大學(xué)生物工程學(xué)院徐巖教授研究團(tuán)隊(duì)，以濃香型白酒釀造用窖泥為研究對(duì)象，圍繞目前白酒微生物學(xué)研究的核心問題——窖泥微生物群落組成及多樣性解析、微生物之間相關(guān)性和功能微生物確定開展了大量研究。任聰?shù)龋?018）研究了基于新老窖泥的微生物菌群結(jié)構(gòu)判定濃香型白酒生產(chǎn)中的主體己酸菌，對(duì)新、老窖泥的微生物菌群結(jié)構(gòu)和進(jìn)化關(guān)系，及其與酒醅發(fā)酵過程中己酸、丁酸產(chǎn)生的相關(guān)性進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)窖泥中主體己酸菌為梭菌綱下的己酸菌屬微生物，該屬下的3種己酸菌在窖泥中均有發(fā)現(xiàn)，且以乳酸利用型己酸菌為主體，而通常被認(rèn)為是窖泥中主體己酸菌的梭菌綱梭菌屬微生物克氏梭菌在新老窖泥中的豐度均較低。胡曉龍(2015)開展了濃香型白酒窖泥中梭菌群落多樣性與窖泥質(zhì)量關(guān)聯(lián)性研究，針對(duì)16S r RNA基因V4可變區(qū)，采用Illumina Miseq高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)不同質(zhì)量窖泥樣品中原核微生物群落多樣性進(jìn)行解析。在不同分類水平中共檢測(cè)到33個(gè)門、145個(gè)目及225個(gè)屬的原核微生物。劉博等（2017）基于高通量測(cè)序技術(shù)解析濃香型白酒中窖泥臭味物質(zhì)4-甲基苯酚的來源，結(jié)論：4-甲基苯酚主要來源于窖泥，窖泥微生物可代謝產(chǎn)生4-甲基苯酚。窖泥菌群結(jié)構(gòu)復(fù)雜，窖池不同深度的菌群結(jié)構(gòu)并不一致，其中Clostridia及Clostridium與4-甲基苯酚的變化規(guī)律相似，含量隨深度增加而升高。從窖泥中篩選得到3株產(chǎn)4-甲基苯酚的菌株，3株菌都屬于Clostridium，Clostridium在窖泥中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到4.89%，其中篩選得到的3株菌在窖泥中的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)接近1%，綜上得出Clostridium是4-甲基苯酚的主要微生物來源。胡曉龍(2014)等基于數(shù)據(jù)庫(kù)中165個(gè)rRNA基因序列設(shè)計(jì)了梭菌綱微生物特異性引物SJ-F與SJ-R，并成功進(jìn)行了理論與實(shí)驗(yàn)上的驗(yàn)證。該引物相比細(xì)菌通用引物P2/P3可以多檢測(cè)到5個(gè)屬的微生物，包括羅斯氏屬、泰式菌屬、Sporanaerobacter屬、Alkalibacter屬和嗜熱鹽絲菌屬。彭兵等（2016）研究了窖泥高產(chǎn)己酸菌分離鑒定及培養(yǎng)條件優(yōu)化。該研究從優(yōu)質(zhì)窖泥中分離獲得了高產(chǎn)己酸菌株，命名為JZZ，該菌是革蘭氏陽(yáng)性桿菌，經(jīng)形態(tài)學(xué)和16S rDNA序列鑒定，屬于克氏梭菌(Closttridium kluyveri)。通過培養(yǎng)條件考察，該己酸菌最適培養(yǎng)條件為接種量5%，裝樣量90%，培養(yǎng)溫度37℃，pH值為6.5，在最適培養(yǎng)條件下，菌株JZZ的己酸產(chǎn)量均可達(dá)到4.36 mg/mL。李芳莉（2017）以河南省宋河酒業(yè)股份有限公司不同窖齡的窖底泥為研究對(duì)象，通過傳統(tǒng)的微生物分離培養(yǎng)技術(shù)獲得不同窖齡窖泥可培養(yǎng)的好氧和厭氧細(xì)菌；基于16S rRNA高通量測(cè)序技術(shù)研究在窖泥老熟過程中整體原核微生物的群落結(jié)構(gòu)變化規(guī)律；采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)分析不同窖齡窖池原酒及不同菌株發(fā)酵液的風(fēng)味物質(zhì)構(gòu)成，進(jìn)而在窖泥微生物與原酒風(fēng)味物質(zhì)之間建立聯(lián)系。熊亞（2014）利用PCR-DGGE技術(shù)、16S rDNA克隆文庫(kù)構(gòu)建技術(shù)及高通量測(cè)序技術(shù)，分析了不同窖齡窖泥中細(xì)菌及古菌群落結(jié)構(gòu)及多樣性，并利用PCR-DGGE對(duì)產(chǎn)甲烷菌、乳酸菌、己酸菌、甲烷氧化菌等功能菌的多樣性進(jìn)行了分析。魏娜（2015）以濃香型白酒窖泥為研究對(duì)象，綜合利用宏基因組學(xué)、16S rDNA高通量測(cè)序技術(shù)，更加準(zhǔn)確的揭示窖泥微生物多樣性，探究了不同窖池的微生物群落結(jié)構(gòu)及菌群活性差異。此外，利用熒光定量PCR(qPCR)技術(shù)對(duì)窖泥微生物中古菌、總細(xì)菌、主要優(yōu)勢(shì)菌群瘤胃菌、毛螺旋菌、乳桿菌進(jìn)行熒光定量PCR(qPCR)研究，并結(jié)合窖泥理化性質(zhì)探究微生物菌群變化與環(huán)境因子的關(guān)系。

窖泥微生物群落不僅影響白酒生產(chǎn)的效率高低，也決定了白酒產(chǎn)品的質(zhì)量及風(fēng)味，研究濃香型白酒釀造用窖泥的微生物群落結(jié)構(gòu)及多樣性具有重要意義，同時(shí)也是濃香型白酒傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)升級(jí)及實(shí)現(xiàn)濃香型白酒可持續(xù)發(fā)展的必要環(huán)節(jié)。