窖泥微生物研究的方向与现状

进入21世纪，白酒产业经历了被誉为“黄金十年”的高速发展期。在此期间，窖泥微生物研究经历了学科的快速融合与生产实践的检验，取得了显著成绩。探讨已有成果及存在问题，明确未来研究方向对于指导我国酿酒微生物的研究和利用具有重要意义。

（一）系统开展窖泥微生物群落结构的差异化研究

研究显示，窖泥微生物具有丰富的遗传多样性，其群落结构可能因地域、企业、窖龄和质量等不同而存在差异。但由于相关研究大多缺乏窖泥样本的生物学重复，且采用的研究方法不同，本文难以总结出微生物群落差异的具体细节及形成机理。窖泥样本的采集常受客观因素影响。以高龄窖池为例，四川省50年以上窖池仅占窖池总量的5%～10%，且集中于大型名优企业，部分百年窖池如“1573 国宝窖池”还被列入国家级重点文物保护单位。此外，大规模采集窖泥样本是否会影响正常生产也是企业管理者担忧的问题。

然而，酿造工艺的技术创新需要行业参与者共同为之努力。为提高行业整体研究水平，使之成为高端生物技术产业。将来可由政府或名优酒企牵头，组织实施以全面解析基因及其功能多样性为目标的酿酒微生物基因组计划。该计划可针对我国各地具有代表性的名优酒企进行统一采样，系统分析，建立窖泥微生物基因库。通过比较群落的基因组，揭示不同来源窖泥微生物群落的差异及其形成机理。这有利于阐明窖泥微生物与窖泥质量及酿造酒质间的关系，为人工窖泥配方的优化改良、窖泥质量鉴定体系的完善提供依据，这也是进一步开发窖泥微生物资源的重要途径。

（二）进一步发掘窖泥微生物资源，提升功能微生物的应用潜力

近年研究报道了许多窖泥微生物新种分子生物学研究进一步揭示，窖泥存在大量未培养的微生物（Uncultured microorganisms），为开发新的生物资源奠定了基础。因此，不断分离高效功能菌是今后研究的重要方向。提高功能菌株分离效率的关键是尽量将培养条件模拟为自然状态，并特异添加生长必需的营养成分，前提是对菌株特性有所了解。随着生物信息学的发展，研究者可利用分子生物学技术获得窖泥微生物群落的基因序列，再通过比较基因组学的方法鉴定基因，得到微生物遗传发育和生理功能等信息，为准确设计培养条件提供基础。王保军等综述了近年出现的一些新颖独特的环境微生物培养技术和方法，为开发窖泥微生物资源提供了重要的参考资料。此外，改进选育方法构建或改良高效功能菌也是提升窖泥微生物应用前景的有效途径。近年来，我国学者在酿酒微生物诱变选育和基因改良方面取得了一定进展。如熊俐等通过紫外诱变使己酸菌GS：的己酸产量提高12%e Chen 等利用基因敲除技术构建酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae，该菌在液态和固态发酵中的己酸乙醇产量分别提高2.97 和2.80 倍，辛酸乙醇和癸酸乙醇含量明显增加。(www.xing528.com)

值得提出的是，分离选育是获得高效功能菌的主要手段，全面研究菌株代谢产物及其功效则是保证其科学应用的重要前提。研究揭示，菌株代谢产物对酿造生产的影响可能具有两面性。刘博等发现，除能产生醇类等酒体香味物质，氨基戊酸梭菌、突那梭菌和C.purinilyticum 的代谢产物4-甲基苯酚很可能导致窖泥发臭。这也提示选育改良应对菌株各种功效有所兼顾，全局优化。

（三）深入研究窖泥培养菌剂的作用机理，实现品质控制

目前，窖泥培养菌剂研究大多取得了良好的应用效果，但存在的普遍问题是缺乏对其作用机理的系统研究，对应用效果的解释仅限于概念性阐述。由于缺少强有力的理论证据支持菌剂质量鉴定标准的制定，常导致实际生产对培养原料的选用具有随机性。如在规模化生产中，很可能因为优质老窖泥不足而采用低龄窖泥作替代，为菌剂功效带来不确定性，严重阻碍产业化推广。长期以来，国内外复合菌剂研发面临相同的难点，即菌株在单独和混合培养条件下的各项参数最佳值均存在较大差异，并且在混合菌系中，微生物群落结构及相互作用易受环境因素影响，从而导致产品功效不稳定。相对而言，要实现窖泥培养菌剂的品质控制更为困难。除己酸菌外，菌剂配方还包括老窖泥、酒糟和曲药，此三者本就是庞大的酿酒微生物区系，其中还蕴藏很多未被发掘、未知功能的微生物。此外，不同来源窖泥、酒糟和曲药的微生物群落结构均存在差异，为菌剂功效的稳定性带来诸多不确定因素。

为构建高效、稳定的窖泥培养菌剂，将来应加强探索其作用机理，关键是明确维持菌剂生态平衡和功能效应的主要菌群。由于菌剂微生物主要源于原料，所以，品质控制的根本是制定原料质量的鉴定标准。因此，将来可首先从基因组和代谢组两个方面研究己酸菌、窖泥、酒糟和曲药等原料对菌剂菌群结构和代谢产物的影响，揭示出质量控制的关键指标，为进一步优化原料配方奠定基础。