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传统山西老陈醋酿造工艺是以高粱为主料,在进入醋酸发酵后加入麸皮、稻壳和谷糠。本文以山西老陈醋醋酸发酵第二天的醋醅为研究对象,利用宏基因组测序技术对其菌群及功能进行分析,构建山西老陈醋微生物与风味物质代谢网络,为实现山西老陈醋醋酸发酵过程优化提供理论基础。结果如下:（1）预测基因注释到非冗余蛋白数据库（Non-Redundant Protein Database,NR数据库）的共有73906个,占51.65%,预测基因被分到不同的门和属。醋醅微生物群落中真菌和细菌的相对丰度分别为2.33%和49.20%。共注释到48个细菌门,其中丰度大于0.05%的有8个,厚壁菌门（49.48%）和变形菌门（45.49%）是主要的细菌菌群;共注释到8个真菌门,其中毛霉门（38.59%）和担子菌门（38.17%）是真菌中丰度最高的微生物。在属水平上共注释到了328个真菌属,其中柄锈菌属（34.54%）、根霉菌属（17.37%）、横梗霉菌属（11.82%）、曲霉菌属（6.80%）、罗森氏菌属（4.63%）丰度较高。共注释到了688个细菌属,其中乳杆菌属（42.19%）、醋杆菌属（19.74%）、不动杆菌属（4.76%）、克雷伯氏菌属（4.19%）、气球菌属（2.57%）。（2）通过对山西老陈醋醋醅进行功能分析:共有27141个基因被注释到KEGG,其中属于代谢过程的基因最多,占到15.31%;属于遗传信息处理的基因数目次之,占到2.83%;属于环境信息处理和细胞过程的基因较少,分别占到1.62%和0.51%。山西老陈醋醋醅在egg NOG功能数据库注释出信息存储与处理（Information storage and processing,12.17%）、代谢过程（Metabolism,10.74%）、功能不明（Poorly characterized,10.53%）和细胞过程与信号（Cellular processes and signaling,6.65%）4大功能分类,进一步细分为25个egg NOG功能分类,其中复制、重组和修复（L,8.40%）、功能未知（S,7.33%）、仅通用函数预测（R,3.20%）、碳水化合物转运和代谢（G,2.37%）,细胞壁/膜/包膜生物发生（M,2.35%）丰度较高。山西老陈醋醋醅碳水化合物酶（CAZy）共注释到6大类,其中糖基转移酶（0.55%）、糖苷水解酶（0.28%）、碳水化合物结合模块（0.14%）丰度较高。（3）山西老陈醋醋酸发酵阶段原料为高粱、麸皮、稻壳、谷糠、酒,其中乙醇是生产醋香精的主要基质。此外,己糖、葡萄糖以及微生物从麸皮和稻壳中的淀粉和纤维素降解的单糖和低聚糖是生产苯丙氨酸、酪氨酸、苯乙醇、苯甲酸盐和木糖的替代碳源。其中葡萄糖转化成预苯酸后,在酶的催化下生成苯丙氨酸和酪氨酸,苯丙氨酸经酶的催化作用生成苯甲酸、苯乙酸和苯乙醇,苯乙醇进一步形成苯乙醛。乙酰辅酶A和丙酮酸是醋微生物群代谢网络中的中心化合物。乙酰辅酶A参与TCA循环、己酸形成和壬内酯的生物合成。通过TCA循环生成了山西老陈醋中主要的有机酸:柠檬酸、琥珀酸、苹果酸、酒石酸和草酸,以及2-酮戊二酸和草酰乙酸等多种有机酸,2-酮戊二酸进一步转化为谷氨酸、脯氨酸和精氨酸;草酰乙酸进一步转化为天冬氨酸;琥珀酸进一步转化成丁二酸二乙酯。乙酰辅酶A参与己酸和壬内酯的形成,乙酰辅酶A在酶的催化下可转化成苹果酸异丙酯,并进一步生成亮氨酸。丙酮酸在酶的催化下生成乙酸和乳酸,并进一步形成山西老陈醋风味物质乙酸乙酯和乳酸乙酯。同时,丙酮酸也是形成丙氨酸、缬氨酸和2-乙酰乳酸的重要中间体。2-乙酰乳酸参与了两种代谢途径,一是二乙酰-乙偶姻-2,3-丁二醇组途径,并最终生成山西老陈醋杂环类风味物质川芎嗪（四甲基吡嗪）;2-乙酰乳酸参与的第二种代谢途径为缬氨酸、亮氨酸合成途径,生成亮氨酸的同时伴随有3-甲基丁醇和3-甲基丁酸的产生。（4）对参与风味物质形成的功能微生物进行分析,发现其在山西老陈醋中的丰度与各催化酶的绝对丰度有关。各物种中催化酶的绝对丰度与气泡图直径成正比。根据催化酶的预测结果,发现对于作用同一催化反应的酶,多注释到具有广泛底物特异性的酶类,较少注释到底物专一的酶类。从预测的催化酶和功能微生物的数目上,发现注释到风味形成的相关酶数量最多的10个物种为Acetobacter、Pantoea、Lactobacillus、Bacillus、Enterobacter、Rhizopus、Lichtheimia、Staphylococcus、Wickerhamomyces、Parasitella。同时,Lactobacillus、Acetobacter、Pantoea、Enterobacter也是山西老陈醋中物种相对丰度较高的4个属。64类催化酶中注释到的微生物数量最多的10个酶分别为EC:1.1.1.1、EC:2.2.1.6、EC:1.2.1.16、EC:1.2.1.3、EC:1.1.1.-、EC:6.2.1.5、EC:4.2.1.9、EC:4.2.1.33、EC:2.6.1.9和EC:3.2.1.4,其中EC:1.1.1.1注释到的微生物数量最多,共注释到24个属的微生物,这10种催化酶主要是与氨基酸类物质及醇类物质代谢相关的催化酶。