近日，贵州理工学院食品研究团队联合劲牌有限公司、劲牌茅台镇酒业有限公司，在国际食品科学领域 TOP 期刊《Food Research International》在线发表研究论文“Temporal dynamics and metabolic potential of microbial dark matter during dry storage of hightemperature Daqu revealed by metagenomeassembled genomes”该论文由贵州理工学院食品药品制造工程学院于志海副教授、黄名正教授担任共同通讯作者。
成果介绍
高温大曲是酱香型白酒生产的核心糖化发酵剂，大曲内部的微生物群落，直接决定发酵体系酶学特性与风味物质生成。干仓储藏作为大曲功能成熟的关键工序，深刻影响大曲酿造性能与成品酒感官品质。过往大曲研究大多聚焦可培养、分类明确的微生物类群，大曲生态系统中大量存在的未培养微生物，也就是“微生物暗物质”，它们的基因组特征、代谢能力以及仓储阶段的动态变化，一直缺少基因组层面的系统解析。
本研究以经历6个月干仓储藏的酱香高温大曲为研究对象，运用宏基因组组装基因组（MAG）技术开展系统解析。研究共重建得到52个中高质量宏基因组组装基因组，鉴定出5个全新的微生物暗物质谱系，包含4个厚壁菌门细菌谱系与 1个古菌类群。
比较基因组分析发现，这类未培养微生物和大曲常见可培养菌群存在显著功能差异：其基因组富集碳水化合物转运、发酵产酸相关基因，拥有较强底物利用与产酸潜力；次级代谢合成基因簇数量不多，但序列新颖度高。时序动态分析显示，不同仓储微生境下，微生物暗物质群落演替表现出明显分化；常规大曲理化指标很难解释该类群的群落变化，仅糖化酶活性呈现微弱相关趋势。
该研究拓展了大曲成熟过程微生物机制研究的新方向，丰富传统固态发酵微生物基因组资源库，也为大曲生产工艺优化、品质精准调控提供理论支撑。研究现有结论均来自宏基因组预测分析，后续团队将结合多组学、靶向分离培养技术，进一步验证该类微生物的生理功能与产业应用价值。
本研究依托宏基因组组装基因组技术，系统解析酱香高温大曲6个月干仓储藏期间，微生物暗物质的类群组成、代谢潜能与时序演替规律，揭示未培养微生物在大曲陈化过程中的独特生态位，为大曲品质调控提供全新基因组学视角。
此项研究在贵州省特色食品功能因子挖掘与功效评价科学家工作站下属功能酵母实验室完成，是贵州省科技专员政策引导下，高校与行业头部企业深化产学研协同、推进产教融合的代表性成果。研究过程落实卓越工程师人才培养要求，把产业真实科研课题融入教学实践，学生全程参与现场采样、实验分析与科研攻关，在产业一线锤炼工程实践能力。相关研究工作得到贵州省科技厅、仁怀市工业和能源科学技术局多项科研项目经费支持。
