导读

  江南大学徐岩教授团队于2023年11月在国际期刊Food Chemistry（Q1,Top，IF: 8.8）发表题为“Qu-omics elucidates the formation and spatio-temporal differentiation mechanism underlying the microecology of high temperature Daqu”的研究性论文。研究获国家自然科学基金（32160553）、贵州省科技计划基础研究项目（黔科合基础-ZK[2021]一般093）等项目资助。

  徐岩教授、范文来研究员为此文章通讯作者，博士生杨亮为第一作者。

  高温大曲是酱香型白酒的糖化发酵生香剂。即使在同一曲仓内发酵，高温大曲也会形成多种微生态。针对高温大曲微生态形成及分化机制不清晰的问题，本研究采用曲组学技术，解析了不同曲层高温大曲的表型特征，包括435个微生物属、1541个微生物源蛋白质及1588种化合物。在制曲过程中不同曲层内种群生态位逐步分化，表现出Bacillus、Saccharopolyspora、Weissella、Kroppenstedtia、Thermoascus、Thermomyces、Saccharomycopsis、Rasamsonia等优势微生物的含量差异，以及Aspergillus、Symbiobacterium、Oceanobacillus、Neurospora等微生物功能表达的差异。中层大曲内群落的高紧密型及生态位多样性促进了群落对底物的利用，但在制曲过程的前期，上层大曲内的群落更为活跃，而在中后期，真菌和细菌分别在中层和下层有较多的功能表达。群落组装过程中，上、中和下层调控群落的关键环境因子依次为pH、温度、水分和酸度，且真菌更偏向于确定性组装。环境及微生物间互作引起的五元杂环氨基酸代谢差异最终引起了大曲代谢表型的多样性。

研究亮点

-提出了曲组学的概念，并用此方法对高温大曲微生态的形成机制进行了研究。

-解析了曲仓内不同时空位点的大曲微生态。

-明确了高温大曲微生态分化的关键功能微生物、代谢路径及驱动因子

-阐明了不同曲层大曲内微生物群落的构建机制

图文赏析

图1 在曲仓内发酵过程中高温大曲微生物群落演替及互作

图2 仓内发酵过程中不同曲层大曲内的微生物源蛋白质组

图3 不同曲层的大曲微生物群落基本生态位和相应的功能微生物

图4 大曲内的化合物及代谢路径富集

图5 大曲内的微生物组装过程

图6 环境因子与大曲内微生物结构RDA分析

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.137988

通讯作者简介：

  徐岩

  徐岩，教授、博士生导师、江南大学原副校长，美国化学学会(ACS)农业与食品化学部Fellow、教育部长江学者与创新团队的发展计划团队带头人、首批教育部新世纪优秀人才、全国优秀教师、享受国务院政府特殊津贴。徐岩教授目前担任江南大学酿酒科学与酶技术中心主任、中国酒业协会副理事长，中国酿酒工业协会白酒技术委员会副主任，中国蒸馏酒产业技术创新战略委员会理事长。担任Systems Microbiology and Biomanufacturing期刊主编，Bioresouce and Bioprocess、微生物学报、食品生物技术等多本学术期刊编委。

  徐岩教授主要从事酿造科学与工业酶学领域科学研究，通过在酿造发酵过程中群体微生物结构与功能、微生物及其代谢机理、微生物新酶及其分子改造等研究工作，从基因组学、蛋白组学和代谢组学的水平上，解析微生物发酵机制、探索微生物酶蛋白的结构与催化功能的相互关系，提升和改造传统发酵工艺，采用发酵技术和酶技术发掘和延展新的生物制造过程，满足工业生物制造的需求。

  徐岩教授先后主持国家十三五重点研发计划项目、“973计划”、“863 计划”、国家科技支撑计划、国家自然科学基金（重点项目）等国家级重大科研项目18项。发表高水平SCI论文270余篇（TOP级期刊论文82篇），申请国家发明专利150余项（其中国际专利11项），授权90余项（其中国际专利9项）。在传统发酵工程领域，针对中国传统酿造等相关产业的技术水平，形成的风味导向学术思想，成果辐射全国，推动了产业的改造。在包括茅台、五粮液、洋河等40余家全国知名白酒企业实现科技成果转化。在食品生物技术领域，开发的高效安全焙烤专用脂肪酶打破国际垄断，实现在3家企业产业化规模发酵制备与应用效果显著。研究成果以第一完成人荣获国家技术发明二等奖，中国专利银奖、中国轻工业联合会技术进步奖一等奖，中国商业联合会科学技术奖特等奖等国家级及省部级奖励13项。

通讯作者简介：

  范文来

  范文来，男，江南大学研究员，饮料酒现代风味化学创始人，百度H指数45，G指数73，国家发明二等奖主要获得者， 美国俄勒冈州立大学作访问学者，中国化学会高级会员，中国微生物学会永久会员，美国化学会（ACS）会员，全国酿酒标准化委员会委员，中国酿酒原料及品质安全研究院副院长，江苏洋河酒厂股份有限公司原副总工程师。

  长期致力于酿酒工程、酒类风味化学、饮料酒品质与安全、副产物高值化利用等研究，发表各类论文200余篇，其中在国际知名杂志如 Compr. Rev. Food Sci. Safe（食品科学与食品安全综述）、JAFC（美国农化）、Food Chem.（欧洲食品化学）等发表SCI论文50余篇，单篇引用超过400 次（google 学术），出版中文专著3 部（《酒类风味化学》主编、《白酒生态发酵与智能化酿造》、《白酒品评与勾兑》副主编），十三五规划教材2 部（《酒类风味化学》主编、《酿酒分析与检测》副主编），译著1 部（《风味，香气和气味分析》）。

  近年来主持或参与完成十三五国家重大专项、国家863计划、国家自然科学基金/重点基金、十一五/十二五国家科技支撑计划等项目7 项；获授权发明专利近30 项，30 项科研成果被鉴定达到“国际先进”或“领先水平”；1 项科研成果获得国家技术发明二等奖、1 项成果获全国商业科技进步特等奖、4 项科研成果获省部级科技进步一等奖、多项成果获省部级二、三等奖。

第一作者简介：

  杨亮，江南大学发酵工程博士生，茅台学院酿酒工程系副教授、国家一级品酒师，长期从事酿造微生物及白酒风味相关研究。主持国家自然科学基金、江苏省（博士）研究生科研创新计划、贵州省科技计划基础研究项目、贵州省教育厅科技拔尖人才等基金项目8项，以第一作者在Compr. Rev. Food Sci. Safe、Food Chem., Food Microbiol、Food Res. Int.、Front. Microbiol.、LWT-Food Sci. Technol.等SCI及核心期刊发表论文十余篇，累计IF 65+。研究成果以第一完成人荣获中国贵州茅台酒厂（集团）有限责任公司科技创新成果奖二等奖。