项目文章（食品一区）丨黄酒香气的核心密码：这些微生物才是萜类化合物的"幕后推手"！

黄酒作为中国传统米酒，其独特风味依赖于发酵过程中产生的复杂代谢产物，尤其是萜类化合物。但传统黄酒中产生萜类化合物的微生物（TPM）的溯源和系统评价不足，其形成机制也不明确。

2025年1月，Food Bioscience 在线发表了题为“Analysis, traceability, and screening of terpenoid-producing microorganisms in traditional Chinese Huangjiu”的论文，文章以发酵末的黄酒醪为研究对象，对传统黄酒中TPM进行了分析、跟踪和筛选，结果显示黄酒中检测到 8-12 种萜类，其中链霉菌（Streptomyces）、芽孢杆菌（Bacillus）和酵母菌（Saccharomyces）是与萜类合成最相关的微生物属；进一步筛选出链霉菌 LM2、酵母菌 CYY-661和芽孢杆菌 YB4等高产菌株，证实链霉菌主要通过 MEP 通路产土臭素和 β- 桉叶醇，酵母菌依赖 MVA 通路合成芳樟醇等单萜，芽孢杆菌兼具两条通路代谢能力。

基于宏基因组，从门、属、种三个层级解析了三种黄酒（MQHJ、SMHJ、SSHJ）发酵醪液的微生物群落分布：门水平以子囊菌门、厚壁菌门和放线菌门为主（合计超 95%），其中 MQHJ 的子囊菌门占比最高，SMHJ 和 SSHJ 的黏菌门等相对丰度略有差异；属水平上酵母菌和乳杆菌为共优势属，MQHJ 的芽孢杆菌和葡萄球菌丰度较高，SMHJ 和 SSHJ 的糖多孢菌显著增加；种水平以酿酒酵母和耐酸乳杆菌为主导，SMHJ 和 SSHJ 中山东糖多孢菌等功能菌丰度上升，且链霉菌、芽孢杆菌等与萜类合成相关的菌种分布差异显著，揭示了麦曲类型对微生物群落结构的塑造及其与萜类化合物形成的潜在关联。

研究结果显示萜类合成依赖甲羟戊酸（MVA）和甲基赤藓糖醇磷酸（MEP）两条核心通路，其中酵母菌（Saccharomyces）和乳杆菌（Lactobacillus）主要与 MVA 通路相关，酵母菌具备该通路全部关键酶基因（如 HMGR、MVK），而乳杆菌的 HMGR 基因丰度较低可能限制产萜能力；链霉菌（Streptomyces）、芽孢杆菌（Bacillus）和泛菌（Pantoea）则与 MEP 通路密切相关，链霉菌和芽孢杆菌均完整表达 MEP 通路酶基因（如 DXS、DXR、CMK），且芽孢杆菌还含有 IPP 异构酶（IDI）以增强前体转化效率。此外，MEP 通路的中间产物 IPP/DMAPP 是合成单萜、倍半萜和二萜的基础，其合成效率直接影响萜类产量，该部分从基因层面揭示了不同微生物的产萜潜力及代谢通路差异。

对样品中前26个微生物属的相对丰度与黄酒醪中优势萜类进行了相关分析，结果显示酵母菌（Saccharomyces）、芽孢杆菌（Bacillus）、链霉菌（Streptomyces）、分枝杆菌（Mycobacterium）等与萜类呈显著正相关；其中，酵母菌与法尼醇、β- 蒎烯等 5 种萜类正相关，芽孢杆菌与法尼醇、β- 法尼烯等 3 种萜类正相关，链霉菌与法尼醇、α- 佛手柑烯等 4 种萜类正相关，乳杆菌（Lactobacillus）与 β- 蒎烯正相关，曲霉（Aspergillus）和弧菌（Vibrio）与 α- 佛手柑烯正相关。此外，分析还发现不同萜类的微生物来源存在差异，如土臭素仅与链霉菌相关，而单萜和倍半萜的合成则涉及多属微生物的协同作用。

通过干热和湿热处理富集耐热菌，结合 LB 和 ISP2 培养基分离纯化，从黄酒醪中筛选出5株TPM菌株，包括 4 株芽孢杆菌（YB1-YB4）和 1 株链霉菌（LM1），通过菌落形态观察（如芽孢杆菌菌落呈白色、表面粗糙；链霉菌菌落呈乳白色、气生菌丝丰富）及分子鉴定（16S rRNA 测序、系统发育树分析），确定 YB1 为萎缩芽孢杆菌（B. atrophaeus）、YB4 为枯草芽孢杆菌（B. subtilis）、LM1 为白色链霉菌（Streptomyces albus）。

研究采用GC × GC- TOF MS对发酵黄酒醪中的萜类化合物进行定性和定量分析,利用宏基因组测序结果并利用相关性分析来确定TPM，随后分离、纯化这些微生物，并通过液体发酵进行验证，结果显示酵母菌（Saccharomyces）、芽孢杆菌（Bacillus）和链霉菌（Streptomyces）是与萜类合成最密切相关的微生物属，分别通过甲羟戊酸（MVA）和甲基赤藓糖醇磷酸（MEP）通路贡献单萜和倍半萜 / 二萜的合成。通过分离筛选和功能验证，获得三株高产菌株（链霉菌 LM2、酵母菌 CYY-661和芽孢杆菌 YB4）；此外，研究首次建立了黄酒萜类化合物的微生物溯源体系，为通过菌株筛选、代谢工程或微生物组调控优化黄酒风味（如增强芳香萜类、减少土臭素等不良风味）提供了理论依据和技术支持，助力传统黄酒的品质提升与商业化发展。