在源远流长的酿酒历史长河中，酿酒师们凭借着经验与技艺，酿造出了无数令人陶醉的美酒佳酿。然而，在科技日新月异的今天，酿酒领域正迎来一场深刻的变革——多组学关联分析的应用，为我们揭开了酿酒发酵与酒品质之间神秘而复杂的关系。

酿酒发酵，这一神奇的过程，如同一场微观世界的盛大舞会。在酵母、细菌等微生物的辛勤劳作下，谷物等原料经历着化学变化，逐渐转化为芬芳迷人的美酒。而多组学关联分析就像是一盏明灯，照亮了这场舞会的每一个角落。

在科技飞速发展的今天，多组学研究正以前所未有的深度和广度，揭开酒类世界的神秘面纱。这一前沿领域的探索，不仅为我们带来了对美酒更深刻的理解，更为酒类行业的创新与发展注入了强大的动力。多组学研究，融合了微生物组学、基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等多个学科的先进技术和方法。多组学研究的综合运用，为酒类行业带来了一系列令人瞩目的突破。

多组学视角下的酿酒奥秘探索

多组学视角下的酿酒奥秘探索了从微生物组学到代谢组学等多个层面，如何共同作用于发酵过程，进而影响酒的品质。这一跨学科的研究方法不仅揭示了微生物群落的结构与功能，还深入理解了原料转化、风味形成及感官特性的分子基础。以下是从多组学角度对酿酒及酒品质关联的几个关键方面：

宏组学与微生物生态

• 微生物相互作用：在自然发酵或混合发酵中，不同微生物之间的相互作用对发酵过程及最终产品特性有重要影响。宏基因组学研究可以描绘出复杂的微生物生态系统，揭示微生物间的共生、竞争关系及其对酒质的贡献。

基因组学与转录组学

• 微生物种群解析：通过测序技术分析发酵过程中参与的微生物（如酵母菌、细菌）的全基因组，可以鉴定不同微生物的种类及其功能特性。转录组学则进一步揭示了这些微生物在不同发酵阶段的基因表达模式，了解哪些基因参与了酒精生成、酯类合成等关键代谢途径。

蛋白质组学

• 酶活性与代谢调控：蛋白质组学研究关注的是在发酵过程中表达的蛋白质及其活性，这对于理解代谢物的合成路径至关重要。例如，特定的醇脱氢酶或酯酶活性直接影响到酒精度数和风味化合物的产生，从而决定了酒的风格和质量。

代谢组学

• 风味与香气物质：代谢组学分析可以识别出发酵过程中产生的所有小分子代谢产物，包括酒精、酯类、酚类、糖类等，这些成分直接决定酒的口感、香气和色泽。通过比较不同发酵条件或原料来源下的代谢物谱，可以揭示影响酒品质的关键代谢变化。

整合多组学数据

• 系统生物学分析：将上述多组学数据整合分析，采用系统生物学方法，可以建立微生物、基因表达、代谢产物与酒品质之间的复杂网络关系。这种综合分析有助于发现新的生物标志物，优化发酵条件，甚至设计新的酿酒工艺，以提升酒的品质和创新酒的风味。

综上所述，多组学方法为解开酿酒奥秘提供了强有力的工具，它不仅帮助我们深入理解传统酿造工艺背后的科学原理，还为开发新型酿造技术、提高酒的品质和创新酒类产品提供了科学依据。通过精确调控发酵过程中的微生物活动和代谢路径，可以实现酒品质的精准控制与优化，达到发酵与酒品质的完美关联。

案例分享

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1、Microbiology Spectrum：微生物组+代谢组揭示两阶段固态发酵系统中微生物群落的演替和组装模式

本研究以小曲白酒酿造系统为实验模型，设计了一个现代酿酒厂的原位实验，探索其微生物群落的多阶段时序演替模式。采用两种不同的发酵剂进行了小曲酒的酿造试验（纯发酵剂：PS和传统发酵剂：TS）。通过扩增子测序研究酿造过程中微生物群落的组装和动态（酿造/糖化阶段：SAC [0、6、12、18和24 h]；发酵阶段：FER [0、3、6、9、12和15 d]）。通过BetaNTI分析，评价不同生态过程对群落组装的影响。此外，利用靶向代谢组学分析检测酿造过程中风味物质的动态变化。研究结果揭示了两阶段白酒酿造系统中微生物群落的动态组成和演替模式。其不仅为白酒酿造系统微生物群落的多阶段演替模式研究提供了思路，也为优化发酵产品质量提供了参考，有助于了解其他自然生态系统微生物群落演替模式。

2、Food Research International：微生物组+代谢组揭示传统工艺与机械工艺高温大曲发酵异质性机制

通过研究传统高温大曲（HTD-T）和机械高温大曲（HTD-M）在发酵参数、酶学特性、微生物组装和演替模式、代谢表型等方面的差异，结合相关性分析和功能预测，发现机械大曲峰温滞后影响了初期细菌群落组装模式，且HTD-T和HTD-M代谢通路不同，确定了造成HTD-T和HTD-M大曲代谢表型差异的核心物种，以及HTD特征风味微生物代谢的关键正向驱动因素，揭示了HTD-T和HTD-M之间发酵异质性机制，为优化和改进现代机械化HTD生产提供了新的思路。

3、Food Chemistry：微生物多样性+代谢组+定量qPCR探究酿酒品质与酵池微生物群落的关系

在传统白酒的酿造过程中，微生物对白酒的品质、风味都起着至关重要的作用。以往的相关研究，主要基于窖泥的表面微生物群落，而窖泥不同深度或不同水平部位的理化性质不同，这可能会使得微生物在窖泥中呈不均匀分布。因此，我们有必要从不同维度去研究窖泥中的微生物群落结构及其相应的理化性质，从而增强对酿酒酵池窖泥衰老过程的认识，并应用于生产实践中。本文结合了微生物组16S rRNA基因测序、定量qPCR和代谢组检测，全面分析了不同品质酿酒酵池的底部窖泥中，各部位微生物群落对于酿酒品质的潜在影响，其中老窖中的菌群结构在垂直深度上有差异，但在水平位置上没有明显差异，这表明，多年的循环发酵在老窖中形成了固定的菌群梯度结构；老窖表面0–1 cm处的微生物主要以Caproiciproducens（34.79%）为主；新窖0-7 cm处的quarter部位，微生物主要以Lactobacillus（12.80%–42.72%）为主，而底部中心的微生物群落则是以Caproiciproducens（17.85%–64.45%）为主；乳酸、pH与可溶性Ca2+是对窖泥微生物群落结构影响最显著的三个因子。