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人才强校 | 中国农大韩北忠教授团队在食品领域顶级期刊发表封面综述文章

2022年09月30日 浏览次数:

中国农大新闻网讯 9月28日,中国农大食品科学与营养工程学院韩北忠教授研究团队在食品领域顶级期刊《食品科学与食品安全综述》(Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety)发表题为“综合多组学方法了解混合发酵剂——酒曲中微生物的组装”(Integrated multi-omics approaches to understand microbiome assembly in Jiuqu, a mixed-culture starter)的封面综述文章,系统论述了中国酒曲微生物组组装机制、研究现状及发展方向。本综述是韩北忠教授团队继2012年和2016分别首次用英文发表大曲(Daqu)和白酒(Baijiu)专题综述之后,进一步对中国传统发酵剂——酒曲(Jiuqu),进行国际化宣传,改变海外人士对中国传统发酵食品的认知,有助于弘扬民族文化,并为我国传统发酵食品拓展国际化竞争空间。

酒曲作为传统的混合菌种发酵剂用于酿酒和制醋具有悠久的历史,其特点在于酒曲中蕴藏的丰富的发酵功能微生物在制曲环境因子的驱动作用下协同代谢而形成集“菌系”、“酶系”和“物系”为一体的酿造微生态。因此,在发酵食品行业高度工业化的今天,酒曲仍是无法替代的糖化和酒精发酵剂。由于开放式的自发培菌和贮藏方式使得富集于酒曲中的微生物易受环境因素的影响,加之交互错杂的物种间相互作用,导致酒曲品质较难控制。目前酒曲的生产均依赖于粗放的传统经验式和人工的质量分级操作,品质稳定性等问题也始终没有解决。该综述系统介绍了酒曲微生物组研究的现状、局限性和发展方向,并强调了整合多组学策略用于解密酒曲微生物组组装奥秘的优势和挑战。此外,该论文系统介绍了酒曲的种类、生产工艺以及影响酒曲微生物群落形成的因素。

图1 影响酒曲微生物组组装的因素

利用多重组学技术与合成微生物群落模型相结合的方法研究酒曲菌群的来源及组装,对于提高酒曲的质量和品质稳定性具有重要意义。研究的首要目标是制定针对性的筛选和转化策略,赋予酒曲中核心发酵功能菌株有效利用原料的能力、对风味代谢的适度自控能力以及对复杂的酿造环境的适应能力等。此外,采用快速、精确的活性微生物绝对定量技术将进一步明确酒曲中核心功能微生物与特征代谢物之间的潜在联系。在继承与发展传统酒曲制造工艺的同时,提倡现代智能制造流程的理念,对于实现酒曲的标准化和高效生产具有重要意义。目前,整合多组学数据集制定现代化发酵生产智能制造流程的建议还非常有限。如何利用大数据富含的宝贵信息,为酒曲生产流程的自动化、智能化、质量、安全控制和等方面的发展提供科学和理论依据,将成为传统发酵产业未来研究中的重大挑战。

图2 用于研究酒曲微生物组的整合策略

以上工作得到了国家自然科学基金(31972975)和中国酒业协会的支持。

论文链接:https://doi.org/10.1111/1541-4337.13025.

供稿:食品科学与营养工程学院

供图:食品科学与营养工程学院

编辑:马文哲

责编:于哲

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