酱香型白酒独一无二的酒体风格主要源于复杂的酿造工艺和微生物群落结构,高温堆积发酵是酱香型白酒特殊的工艺之一,可网罗大量的微生物,增加风味物质的种类及含量,对酱香白酒的风格形成具有重要作用。研究酱香型白酒堆积发酵过程中的微生物菌群结构是解析酱香型白酒发酵机制和风味形成的基础,单一方法研究取得的成果有限。微生物组学因其融合微生物学、功能基因组学、代谢组学等多学科,可多角度揭示自然发酵过程网罗的微生物菌群结构的变化及其对酒体风味的影响。本课题以微生物组学为导向,运用高通量测序技术耦联可培养手段对酱香型白酒三、四、五轮次堆积发酵酒醅中微生物群落结构进行研究,并对产香细菌及其组合的风味特征进行初步探究,获得如下成果:(1)利用高通量测序技术,在酱香型白酒三、四、五轮次堆积发酵酒醅中共检出17个细菌门、5个真菌门。其中,优势细菌门为Firmicutes(厚壁菌门),真菌门为Ascomycota(子囊菌门)。属水平上,共获得237个细菌属,230个真菌属。其中,有14个细菌属是酱香型白酒三、四、五轮次堆积发酵酒醅中重要的细菌菌属,且Acetobacter(丙酸杆菌)和Staphylococcus(葡萄球菌)在该系统中主要呈现负相关,而其他的12个细菌属呈现正相关;16个真菌属是重要的真菌属,其在发酵过程起均呈现正相关。(2)利用可培养手段,在酱香型白酒三、四、五轮次堆积发酵酒醅中共分离出细菌221株,酵母155株,霉菌81株;经分子鉴定、同源性分析,共获得24种细菌,13种酵母,20种霉菌。不同细菌归属于11个属,其中,Bacillus(芽孢杆菌属)、Brevundimonas(短波单胞菌属)、Micrococcus(微球菌属)是其主要细菌属。不同酵母归属于8个属,且Saccharomyces(酵母属)和Pichia(毕赤酵母属)是主要酵母属。霉菌分别归属于15个属,其中,Aspergillus(曲霉属)和Penicillium(青霉属)是主要霉菌属。(3)通过细菌固态发酵的感官评定,所选菌株固态发酵时主要呈现发酵香、原料香、典型香和异香,原料香随着发酵时间的延长而减弱,发酵香、陈酿香、植物香和焦香在发酵过程中呈香强度变化不大。不同菌株的风味轮廓有差异也有相似之处,其中15株细菌可呈现典型酱香,4株细菌主要呈现异香,而5株细菌不呈香。(4)根据呈香特性,运用HS-SPME联合GC-MS对20株细菌发酵代谢产物进行测定,共检测出风味物质253种,其中芳香族化合物71种,烷烃类41种,醛酮类49种,萜烯类2种,含氮类16种,醇类21种,呋喃类2种,含硫化合物2种,酯类31种,酸类5种,其他13种。不同菌株生成的挥发性风味化合物在分类上差异不大,主要为芳香族化合物、烷烃类、醛酮类、含氮类、醇类和酯类;不同菌株代谢产物化学分类的平均含量中,含氮类化合物最高,其次是烷烃类、醛酮类和呋喃类,萜烯类和硫化物的含量最低。此外,4-乙基愈创木酚是短小芽孢杆菌的特征性发酵产物。(5)根据微生物进化关系和呈香特征,将3个属,10株菌建立5个细菌组合,其固态发酵主要呈现原料香、典型香和异香。不同细菌组中风味物质种类较多的是芳香族、其次是烷烃类、醛酮类和醇类化合物。与组合前的单菌株相比,5个组在风味物质的种类上无较大变化,但在含量上存在明显差异。