酱香型茅台酒酿造特征功能微生物酿造代谢机制的研究

酱香型茅台酒是中国最著名的白酒之一，它独特的香型风格与其独特的酿造微生物及其发酵工艺过程紧密相关。科学地认识和理解酱香型茅台酒酿造过程机制，并应用现代生物技术对其酿造工艺进行技术创新，对茅台酒的技术发展和进步具有重要的现实意义。本项目以解决茅台酒酿造机制的关键问题，揭示酱香特征微生物的功能及其代谢机制为目的，以风味为导向，筛选获得产酱香特征风味的茅台酒酿造特征微生物；通过对特征功能菌株进行全基因组表达谱分析、全局代谢网络构建及同位素示踪分析等研究，获得菌株产酱香关键功能基因及代谢机制；并对产酱香功能菌株进行改造，强化酱香风味物质合成；最后，模拟茅台酒酿造过程，采用固态发酵技术，以功能菌株特征为基础，对发酵过程进行调控优化，并应用于茅台酒的酿造生产中。本研究不但对于解决酱香型茅台酒生产过程中的关键基础理论问题具有重要的作用，对于酱香型白酒酿造的标准化和现代化也具有重要的实际价值。

本项目以解决茅台酒酿造机制的关键问题，揭示酱香特征微生物的功能及其代谢机制为目的，以风味为导向，筛选获得产酱香特征风味的茅台酒酿造特征微生物；采用基因组学、转录组学、代谢组学等现代生物学技术手段对功能细菌发酵机制及风味代谢特征进行研究；调控与优化功能细菌固态发酵过程，并应用于酱香与芝麻香型白酒生产中。.（1）获得3株高产酱香风味的地衣芽孢杆菌（CGMCC3962，CGMCC3963，CGMCC3964），测定CGMCC3963的基因组序列，大小为4.52Mb，与模式株相比共有257个独有基因，包括与耐盐相关的钾离子外排基因，移动元件，芽孢调控基因等；.（2）通过差异温度条件下的比较转录组学分析，发现在55℃培养下，667个差异基因表达提高，7个代谢途径发生改变；其中硫代谢途径明细增强，半胱氨酸可能是酱香的前体或合成酱香的促进剂，对酱香合成具有一定的作用；.（3）研究了功能细菌发酵特征及酱香产生的重要影响因素。原料可能为酱香的产生提供了重要的风味前体物质，只有在55 ℃高温培养、有氧的条件下才能产生酱香，推测功能菌株通过胞内的生物作用代谢生成生物前体，前体在高温作用下通过非酶促反应转化生成酱香风味物质；.（4）将产酱香功能细菌在酱香型与芝麻香型白酒生产中进行应用与工艺调控优化，酒体特征香及协调性都得到了明显提高，且白酒中酯类，芳香族类，苯酚类物质在总含量上得到了较大的提高。. 本研究不但对于解决酱香型茅台酒生产过程中的关键基础理论问题具有重要的作用，对于酱香型白酒酿造的标准化和现代化也具有重要的实际价值。