酱香大曲作为酱香型白酒的糖化剂和发酵剂，其微生物群落结构与代谢功能直接决定酒体风味物质的形成与品质。在传统开放式制曲过程中，曲霉属（Aspergillus）、根霉属（Rhizopus）、毛霉属（Mucor）、篮状菌属（Talaromyces）以及毕赤酵母属（Pichia）、酵母属（Saccharomyces）和哈萨克斯坦酵母属（Kazachstania）是酱香大曲的优势真菌属。
大曲中微生物群落结构及代谢功能对酒体风味物质形成与品质的影响已成为白酒研究的重要方向。研究表明，大曲真菌群落呈现显著的时空异质性，群落多样性与大曲感官评分显著相关，群落稳定性是保障大曲品质的关键因素。在代谢功能层面，真菌群落通过复杂的酶系网络驱动大分子物质的分解转化：淀粉酶水解提供糖类，蛋白酶产生氨基酸等氮源并为美拉德反应提供底物，酯化酶则参与酯类的合成。不同真菌在代谢功能上呈现明显分工，曲霉主导淀粉和蛋白质水解，酵母则在醇类和酯类合成中发挥核心作用，协同形成大曲特有的酶活性和风味化合物谱。同时，真菌代谢与吡嗪类等典型酱香化合物的生物合成途径密切相关。然而，现有研究存在明显局限性，多集中于发酵终点的静态分析，缺乏对群落动态演替过程的连续监测；群落结构、代谢功能与最终品质间的因果关系尚未完全阐明。这些研究空白制约了大曲生产的标准化和精准化调控。
母曲通过定向接种功能性微生物群落保障工艺连续性和品质稳定性。基于发酵温度差异，大曲形成黑曲（＞64 ℃）、黄曲（62～64 ℃）和白曲（＜62 ℃）3 种类型。黑曲在碳代谢和多糖分解方面表现出显著潜力，但其风味特性相对较差，主要与特征微生物黑曲霉（Aspergillus niger）造成的高酸度和低氨基酸氮含量相关；黄曲具有较高的酯化力、糖化力和氨基酸氮含量，其微生物群落中米曲霉（A. oryzae）和酵母有助于形成酯类化合物；白曲表现出高微生物多样性和低酸度的特征，优势微生物毛霉和根霉等在底物分解、蛋白酶活性和风味前体合成方面具有显著优势。在代谢物和挥发性成分上3 种大曲也存在显著差异，黑曲以醛类、酮类和酚类为特征性成分，黄曲以吡嗪类物质为特征性成分，白曲以酯类为特征挥发性成分；非挥发性代谢物中，黑曲表现出丰富的有机酸、氨基酸衍生物等，而白曲富含核苷酸和小肽，黄曲以胺类和其他成分为主。因此，黑曲发酵所得酒体整体呈高酸低酯特征，白曲基酒特征则为高酯高产，黄曲基酒特征在各方面较为平衡稳健。然而，这3 类母曲在传代应用过程中如何影响新制大曲的真菌群落演替、功能基因表达和品质形成，目前尚缺乏深入的机理研究，制约了母曲的标准化应用。
针对上述问题，泸州品创科技有限公司（国家固态酿造工程技术研究中心）的石灏、魏阳*、王松涛* 等以加入典型黑、黄、白大曲作为母曲的新制大曲为研究对象，对其成曲过程进行监控采样，通过整合宏基因组学、理化参数和挥发性物质分析，系统探究在酱香大曲发酵过程中对真菌群落及功能基因的演替机制，旨在为优质酱香大曲的制备提供理论依据，并为优质母曲产量提升提供科学依据。
1 不同类型母曲对酱香大曲发酵过程理化指标的影响
如图1所示，接种不同类型母曲对成曲过程中的理化参数具有显著影响。发酵过程中，各组水分含量总体呈下降趋势，但在多个关键时间点存在显著差异（P＜0.05）。其在0～9 d下降速率较缓，该阶段是大曲发酵起始阶段，微生物丰度和温度逐步升高；而9～40 d微生物丰度和温度保持较高水平，水分含量快速下降（图1A）。其中MQ-YQ组水分下降速率较快，与母曲中带入的较高丰度产热微生物（如Bacillus、Aspergillus）存在关联，加速了水分扩散过程。
酸度呈现典型的大曲发酵变化模式，3 组不同类型母曲在初始阶段（0 d）平均酸度由（0.21±0.02）mmol/10 g快速上升至峰值（（1.93±0.10）mmol/10 g），主要源于微生物通过糖酵解途径产生的短链有机酸；中期（9～21 d）酸度维持波动；后期（40 d）酸度则显著回落至（1.17±0.15）mmol/10 g（图1B）。值得注意的是，MQ-YQ组和MQ-BQ组的下降趋势较为平缓，而MQ-WQ组的下降速率较快，可能归因于两方面的生物化学机制：1）有机酸作为前体物质参与酯化/酮化反应而被消耗；2）为蛋白酶系介导的氨基酸脱氨作用产生的碱性物质对有机酸产生了中和效应。
淀粉含量变化总体呈现下降趋势，且在发酵过程中（0～9、9～21 d）出现波动（图1C）。这一结果可能与大曲中微生物活动影响淀粉分解、微生物自身合成糖原等多糖以及发酵产生的还原剂（如美拉德反应产物、醛、酮）对测定方法的干扰和采样的异质性相关。但各组间淀粉含量呈现显著差异，21～40 d时MQ-BQ组和MQ-WQ组的降解速率显著低于MQ-YQ组，该差异可能与母曲来源的α-淀粉酶产生菌（如Aspergillus）的丰度差异存在直接关系。
还原糖作为核心碳源的代谢动态标志物，表现出显著的组间和时间差异。初期还原糖平均相对含量由（1.80±0.21）%快速累积至（2.54±0.20）%，主要归因于糖化酶系的激活；中后期呈现波动变化，可能与微生物群落演替引起的代谢途径转换有关；后期则因碳源消耗及代谢产物反馈抑制而持续下降（图1D）。MQ-YQ组在多数时间段的还原糖相对含量与其他组别差异显著，这一现象可能与菌群组成以及代谢酶活性有关。
如表1 所示，Y Q-4 0 d 表现出最高的糖化力（67 mg/（g·h））和酯化力（243 mg/（50 g·7 d）），表明其在淀粉降解与酯类风味物质合成方面功能突出；BQ-40 d发酵力较高（0.10 g/（0.5 g·72 h）），说明其在乙醇发酵阶段具有一定优势；而WQ-40 d在液化力（0.07 g/（g·h））方面略高于BQ-40 d，YQ-40 d液化力也最强（0.11 g/（g·h））。总体来看，YQ-40 d在多项活性指标中表现优异，表明黄曲处理可能更有利于大曲催化活性功能的全面提升。
2 不同类型母曲对大曲发酵中真菌群落组成与演替规律的影响
2.1 真菌群落的多样性分析
对15 个样品通过宏基因组测序获得了1 274 615 304 个reads，累计192.5 Gbp原始数据，通过质控后，获得98.4%的189.8 Gbp clean数据用于后续分析。如表2所示，在发酵初期（0 d）物种多样性最高（Shannon指数均值为4.39），发酵过程中呈现先下降后上升的波动变化，至发酵末期（40 d）其多样性降低（Simpson指数均值从0 d时的0.07升至0.27）。这一演化路径与大曲发酵初期表现出较高的微生物多样性，随着发酵进程和环境因子的变化物种多样性显著下降的群落更替一致。Chao1指数分析则同样表明，物种丰富度在发酵初期最高，随后在发酵过程中出现波动，至发酵末期丰富度最低。且MQ-YQ组的总体丰度最高（Chao1指数最高）、多样性最高（Shannon指数最高）。先前研究中发现物种丰富度指数Chao1从大到小为黑曲＞白曲＞黄曲。进一步通过种水平物种数量分析验证，各实验组分别检测到2 121（MQBQ）、2 221（MQ-YQ）个和2 193（MQ-WQ）个真菌物种（数据未列出），表明母曲类型对发酵体系的真菌物种组成存在一定影响，但其组间差异是否具备统计特异性仍需结合物种丰度及群落结构进一步分析。
如图2A所示，PC1解释了72.81%的差异，PC2解释了11.65%的差异。3 组样本（YQ、BQ、WQ）在坐标空间分布上存在一定的交叉与重叠，3 组间的群落结构差异不明显，这与以往研究结果一致，说明3 种大曲在感官和性质上虽然存在区别，但其真菌组成在种水平上受除温度外的相似环境因子影响，导致群落结构趋同。对不同发酵时间点的PCoA中，PC1和PC2分别解释了72.81%与11.65%的群落差异（图2B）。在母曲（MQ）与不同时间点（0、9、21、40 d）的样本中仅40 d和MQ样本存在重叠，其余样本间均有明显的分离。表明不同时间点的真菌群落结构具有显著差异，40 d样本与母曲具有相似的群落结构（r＝0.595 6，P＝0.002）。表明母曲作为微生物接种源，对大曲发酵终点真菌群落具有显著影响，可能在大曲生产工艺中起到维持微生物群落代际传承的关键作用。
2.2 真菌群落结构分析
基于系统分类学分析，本研究共鉴定出门（29 种）、属（997 种）、种（2 282 种）真菌。在所有样本中，子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）、毛霉门（Mucoromycota）、未分类真核生物（unclassified_d__Eukaryota）四大类群占据主导地位，累计相对丰度介于84.6%～99.8%之间（图3A）。其中，在发酵初期Basidiomycota和Ascomycota占比大于68%；发酵中期Ascomycota为优势门；而母曲和发酵末期中Ascomycota和Mucoromycota占比较大。
通过属水平群落结构动态分析发现，真菌群落呈现出清晰的阶段性演替特征（图3B）。发酵初始阶段（0 d），所有样品均以来源于原料的柄锈菌属（Puccinia）为共有优势菌属（相对丰度＞27.2%）。至第9 天，其丰度急剧下降至可忽略水平（相对丰度＜0.01%，P＜0.001），表明环境菌群被发酵功能菌群成功替代。此时，共有优势菌属演替为Aspergillus、拟青霉属（Paecilomyces）、Rasamsonia、Talaromyces及青霉属（Penicillium）等酿造核心功能属。第21天时，3 组中优势菌属组成与第9天相似，但各属比例发生显著变化：总体上Aspergillus、Paecilomyces及Penicillium的相对丰度分别升高至（19.5±3.8）%、（19.2±2.6）%和（4.8±0.3）%，而Talaromyces与Rasamsonia则下降至＜17%，反映出发酵中期群落功能的分化。发酵末期（40 d），群落结构再次发生转变，Mucor在MQ-BQ与MQ-WQ组中成为绝对主导菌属（相对丰度为63.9%～84.9%），与第21天相比丰度大幅升高。
结合属、种水平的群落结构分析发现，不同母曲类型显著影响了群落的演替路径和稳定性（图3B、C）。MQ-BQ组与MQ-YQ组均以Aspergillus、Paecilomyces、Rasamsonia、Talaromyces、Penicillium、Mucor及Trichomonascus为主要优势菌属，其中Paecilomyces variotii、Rasamsonia emersonii、Pichia kudriavzevii、Mucor ambiguus、Talaromyces proteolyticus、Talaromyces pinophilus及Aspergillus oryzae在种水平占据较高比例；而MQ-WQ组则呈以Mucor、Pichia、Ascoidea及威克汉姆酵母属（Wickerhamomyces）为主的真菌组成模式，其中Mucor ambiguus、Pichia kudriavzevii、Ascoidea rubescens具有较高丰度。在第9天，Mucor（16.1%）是MQ-BQ组的特异性菌属，该属包含Mucor ambiguus，而Pichia（23.1%）在MQ-WQ组中呈现显著富集，该属包含Pichia kudriavzevii，这为不同组别风味代谢产物的差异提供了微生物学依据。此外，各组群落稳定性存在显著差异：MQ-BQ组和MQ-WQ组的真菌群落结构经历了前、中、后3 个阶段的显著变化；相比之下，MQ-YQ组在整个发酵过程中（9～40 d）保持了更高的群落稳定性，其末期优势菌属仍以Aspergillus（20.2%）、Rasamsonia（20.1%）、Talaromyces（16.3%）等为主，未出现Mucor绝对主导的现象。如图3D所示，大曲发酵中真菌大多来自与母曲，并随着发酵进行来源于母曲中真菌占比增大；发酵终点（40 d）样品的真菌群落结构与其对应母曲的整体结构高度相似（MQ来源真菌＞79%），证明了母曲作为发酵剂对最终产品微生物体系具有决定性塑造作用。
为探究不同母曲发酵大曲的真菌群落组成差异，基于线性判别分析（linear discriminant analysis，LDA）Effect Size（LEfSe）（LDA得分＞2.5）（图3E、F），MQBQ、MQ-YQ和MQ-WQ组在属水平上呈现显著分化特征。MQ-YQ组的标识性真菌属为布氏白粉菌属（Blumeria）和小杯盘菌属（Lachnellula），Blumeria、Lachnellula一般来自于小麦，说明MQ-YQ组在一定程度上保留了原料的微生物特征，其真菌群落可能受到小麦和母曲为主导的影响；MQ-WQ组则是横梗霉属（Lichtheimia）、卷霉属（Circinella）及隔孢球属（Didymosphaeria），其中大多为毛霉目（Mucorales）菌株，这与WQ的已知特征一致；MQ-BQ组在属水平上无标识性真菌，说明其真菌群落与其他两组具有类似功能状态。这种差异真菌群落最终会导致不同母曲发酵大曲的理化性质和风味物质出现差异，直接决定大曲的品质和风格。
Aspergillus尤其是Aspergillus oryzae能分泌丰富的糖化酶、酸性蛋白酶和谷氨酰胺酶等，参与大曲中醇类和酯类的合成，同时对大曲中其他微生物具有协同作用。Paecilomyces（以Paecilomyces variotii为代表）和Talaromyces（以Talaromyces proteolyticus、Talaromyces pinophilus为主）同样是糖化酶的产生菌，还是具有耐热性能的真菌，能够在高温大曲中（60～65 ℃）保持生物活性。Penicillium也是大曲中常见的糖化酶产生菌，但因为产生霉味、苦味和抗生素对于大曲发酵过程具有两面性。Rasamsonia属中Rasamsonia emersonii是典型的纤维素酶、半纤维素酶和淀粉酶产生菌，同时也是脂肪酶产生菌，能够为白酒中风味物质提供关键的脂肪酸前体。Pichia kudriavzevii通常作为主要的产酯酵母，能够产生乙酸乙酯、乙酸甲酯、异戊醇、苯乙醇等物质，同时也能够参与乙醇的副发酵。因此，不同母曲类型通过调控真菌群落结构进而影响功能表达和挥发物合成，最终体现为大曲品质的差异。
3 大曲发酵中真菌功能基因的母曲类型依赖性
基于碳水化合物活性酶（CAZy）数据库的功能注释分析表明，大曲发酵体系中CAZy的功能受接种母曲类型影响（表3）。糖苷水解酶（GH）基因家族是在所有样本中均被检测到且丰度最高的编码基因，其中MQ-YQ组表现出高于其他组别的GH基因数量和reads。GH基因的高丰度不仅保证了淀粉等储存多糖的高效水解，同时为植物纤维、细胞壁的降解提供酶学基础。
属水平贡献度分析揭示，不同发酵阶段的CAZy来源存在差异（图4A～F）：在MQ-YQ组、MQ-BQ组及MQ-WQ组的发酵中后期（9～40 d），Paecilomyces、Aspergillus、Talaromyces及Rasamsonia是GH、糖基转移酶（GT）、碳水化合物酯酶（CE）及辅助活性酶（AA）的主要贡献菌属；而MQ-WQ组中的上述酶类还主要来源于Pichia及Ascoidea。据报道，在大曲发酵过程中，Ascoidea不仅能产生酯类物质，还参与了糖化作用，但因其来源于作物，无法耐受较高的温度，这与本研究中其功能多在白曲中发挥结果相对应。多糖裂解酶（PL）的编码基因在MQ-YQ组和MQ-BQ组的特定阶段主要由Aspergillus贡献（4.3%～100%），这一现象与Aspergillus oryzae菌株的基因组特征相符，但在其他时期则由低丰度真菌类群（相对丰度排名前10）提供。碳水化合物结合模块（CBM）的编码基因在多数样本中主要来源于Paecilomyces。Paecilomyces在大曲中是纤维素酶和几丁质酶的来源，这与本研究中CBM主要来源于Paecilomyces一致。而少数样本显示该功能由低丰度真菌群落承担。这些结果表明，母曲类型通过调控功能菌属的演替模式，进而影响大曲发酵过程中碳水化合物代谢功能。
为深入解析接种母曲类型对大曲功能代谢的影响机制，本研究对糖化关键酶的微生物来源进行分析（图4G～I）。首先，α-葡萄糖苷酶（EC：3.2.1.3）作为关键的糖化酶，其主要编码基因来源于Paecilomyces和Pichia。值得注意的是，MQ-BQ组在母曲阶段（0 d）该酶编码基因主要来源于Trichomonascus（24.5%）。其次，糖原磷酸化酶（EC：2.4.1.1）是催化糖原分解的限速酶，其编码基因来源随时间动态演替，整体而言，其主要贡献菌属为Trichomonascus、Ascoidea、Aspergillus及Pichia。再次，α-淀粉酶（EC：3.2.1.1）的编码基因主要来源于Rasamsonia、Paecilomyces、Aspergillus和Penicillium，其菌属演替模式与前述两种酶具有显著同步性。Aspergillus、Trichomonascus和Paecilomyces已在利用宏蛋白组学解析酱香大曲糖化酶的研究中证实其对糖化作用的贡献。
大曲中的挥发性物质是白酒中风味化合物的主要来源之一，其中挥发性物质的含量与微生物密切相关。苯乙醇作为酱香大曲含量较高的高级醇之一，具有重要的花果香气，有助于提升酒体协调性，被广泛应用于大曲挥发物研究，也是本研究中占比最大的挥发性醇类物质（总含量为6.76 mg/kg，数据未列出），其合成主要通过Ehrlich途径（图5A）。通过功能注释发现大曲中真菌群落参与了苯乙醛转化为苯乙醇过程，其中包括醇脱氢酶（EC：1.1.1.2）和甲醛脱氢酶（EC：1.2.1.46和EC：1.1.1.284）。如图5B所示，与其他两种类型大曲相比，MQ-WQ组的醇脱氢酶编码基因微生物来源呈现显著差异，其主要来源菌属包括Paecilomyces、Aspergillus、Pichia等。与之形成对比的是，MQ-YQ和MQ-BQ组的贡献菌属组成在发酵后期（21～40 d）趋于稳定，且与母曲菌群结构高度相似。其次，甲醛脱氢酶（EC：1.2.1.46）的编码基因几乎完全由Paecilomyces贡献，但在MQ-WQ组发酵初期（0～9 d）缺失。而甲醛脱氢酶（EC：1.1.1.284）的微生物来源则表现出母曲差异性，MQ-YQ组主要来源于Pichia、Talaromyces及Rasamsonia；MQ-BQ组以Trichomonascus和Talaromyces为主；MQ-WQ组则由Aspergillus和Pichia主导。Trichomonascus已被证实与水分含量、酚类、甲酚、苯乙酮、香兰素等关键香气物质均呈显著正相关，提示其通过促进特定香气化合物形成而塑造大曲独特风味。
吡嗪类物质作为酱酒中的标志性风味成分，相较于其他香型大曲，酱香大曲吡嗪相关化合物的含量最高，其中以四甲基吡嗪含量最高，能够提供典型的坚果烘烤香味。通过功能注释发现大曲中真菌群落参与由吡嗪到四甲基吡嗪合成途径的酶主要有乙酰乳酸合酶（EC：2.2.1.6）、(R)-乙酰脱氢酶（EC：1.1.1.303）和(S)-乙酰脱氢酶（EC：1.1.1.304）（图5C）。如图5D所示，乙酰乳酸合酶（EC：2.2.1.6）的编码基因在MQ-WQ组中主要来源于Ascoidea和Talaromyces，与MQ-YQ组的Rasamsonia及MQ-BQ组的Paecilomyces形成显著差异。两种乙酰脱氢酶异构体（EC：1.1.1.303和EC：1.1.1.304）的微生物来源均呈现时间-空间双重差异，(R)型在发酵初期（0～9 d）的组间差异高于中后期，而(S)型则在发酵中期（9～21 d）呈现菌属趋同现象，主要贡献菌属为Talaromyces和Aspergillus。尽管在酱香大曲中吡嗪类物质的合成主要是由细菌参与，但是真菌在其中也不可或缺，同时具有多维度作用。在直接作用上，真菌也能够作为吡嗪合成关键酶的来源；间接作用中，真菌通过糖化和蛋白质分解为吡嗪合成提供丰富的前体物质，同时真菌菌丝体生长构建的微环境为合成反应提供了有利场所。
4 挥发性成分、理化性质与大曲中真菌的相关性分析
为进一步探究大曲微生物群落与酶活性驱动挥发性物质的合成，本研究通过GC-MS测定不同类型母曲发酵大曲的挥发性成分。不同大曲样品中初步鉴定出95 种风味物质，其中酯类19 种、醇类17 种、酸类2 种、吡嗪类15 种、醛类17 种、酮类11 种、酚类4 种、其他类10 种。如图6A所示，接种不同类型母曲的大曲，其成曲过程中的挥发性成分谱存在差异，且这种差异在不同发酵时间点均有所体现。其中吡嗪类、醇类、酮类物质占比较大。为了进一步揭示不同大曲在分子水平上的差异，使用OPLS-DA建立模型识别大曲中关键挥发物。根据OPLS-DA评分图，可以有效区分不同发酵时间段的大曲样品挥发物的差异。其中0 d与9、21 d位于不同的象限（图6B），表明翻曲期间挥发物的合成代谢处于高峰。此外，还进行了排列检验（n＝200）以评估判别模型的质量。结果表明，由所有蓝点Q2组成的回归线在负半轴上与Y轴相交，证明模型无过拟合（图6C）。通过VIP分析筛选出VIP＞1的挥发物，VIP值排名前5的挥发物分别为2-辛酮、苯甲醛、苯乙醇、甲基吡嗪、3-甲基丁醇。其中苯乙醇和吡嗪类物质的合成代谢途径等已在上述结果中有详细描述；2-辛酮能够呈现果香和坚果香味特征，对整体香气的平衡和复杂性有重要贡献；苯甲醛具有杏仁和焦糖香气能够增加香气的层次感。3-甲基丁醇作为高级醇，在白酒中具有很高的风味稀释因子，呈现出果香。
为探究微生物与风味物质的相关性，本研究根据KEGG化合物分类将检测到的风味物质归为酸、醇、酯、醛、酚、酮、吡嗪、呋喃和其他共9 类。如图7A所示，Spearman相关性分析发现Mucor、Trichomonascus与吡嗪、酚类、呋喃和酮类呈正相关，与醛、酸和酯类呈显著负相关（P＜0.05），这一结果与引入高产吡嗪菌株强化大曲后风味物质的变化一致，这主要源于其丰富的蛋白酶体系能通过Strecker降解途径将氨基酸转化为吡嗪等风味化合物；Ascoidea、Morchella及Pichia与醛和酯类呈显著正相关（P＜0.05），与其特有的酯酶和乙醇脱氢酶活性密切相关。理化性质-真菌群落相关性分析表明，酸度是影响真菌群落结构的关键理化性质，优势菌属（Aspergillus、Pichia、Penicillium、Talaromyces、Rasamsonia）丰度变化与酸度变化呈显著正相关（P＜0.05、0.01）（图7B），这可能与Aspergillus、Pichia的产酸代谢特征和耐酸的适应性及真菌间的协同促进作用有关。水分与索氏菌属（Chorda）及Puccinia呈极显著正相关（P＜0.01），但与Mucor呈现显著负相关（P＜0.05），这可能因为较高的水分含量导致大曲基质孔隙被水膜填充，阻碍氧气扩散，使其孢子萌发和菌丝生长受抑制。特别值得注意的是，Trichomonascus的相对丰度与淀粉含量呈极显著正相关（P＜0.01），其可能通过α-1,4-糖苷键水解作用参与淀粉水解。
群落均质化分析可用于评估不同样品间微生物群落组成的相似性。本研究通过分析不同母曲及发酵时间真菌群落的均质性发现，母曲类型对大曲真菌群落均质性的影响不显著（图8A、B），表明不同母曲来源并未导致最终群落结构产生明显分化。相比之下，发酵时间则是显著影响群落均质性的关键因素，具体表现为0 d与MQ之间、21 d与0 d及9 d之间的均质性均存在显著差异。此外，MQ-WQ组其群落均质性变化幅度最小，说明该组在发酵过程中保持了较高的真菌群落结构稳定性，可能与其中优势真菌类群的组成和动态变化相对保守有关。真菌群落均质性和理化性质的相关性结果显示，水分与真菌群落均质性呈显著正相关，酸度与真菌群落均质性呈负相关但不显著，而真菌群落均质性与淀粉浓度和还原糖含量相关性较弱（图8C）。已有研究证实，水分对大曲中微生物群落组装具有直接影响，说明水分可能是影响大曲中真菌群落组装的因素。
为进一步揭示调控群落均质性的环境驱动因子，进行了随机森林分析。水分被确定为影响真菌群落均质性的最关键理化因子（图8D），两者呈现显著正相关，表明适宜的水分条件可能通过维持微环境稳态、促进菌丝网络扩展或减弱资源竞争，从而增强了真菌群落的均质性和稳定性。相比之下，酸度等因素的影响则相对有限。更重要的是，群落结构的变化最终指向了风味代谢的差异。通过路径分析解析了理化因子、优势真菌属与风味物质之间的因果路径（图8E）。结果显示，酸度是促进高级醇合成的直接驱动力（r＝0.803，P＜0.001），这很可能与酸性环境下酵母菌的活跃代谢有关。水分则显著抑制了吡嗪类物质的积累（r＝-0.688，P＜0.05），这可能是由于较低的水分条件下加速了美拉德反应。优势真菌属的丰度对两类风味物质均呈现负效应（高级醇r为-0.404；吡嗪r为-0.466）。说明风味的形成并非由绝大多数的优势菌属主导，而是依赖于特定功能微生物或是细菌的代谢活动。
结 论
本研究通过解析母曲类型（黑曲、黄曲、白曲）对酱香大曲发酵过程中真菌群落、功能基因演替的影响，以及探讨其与挥发性成分和理化性质相互作用机制，结果发现，不同母曲对成曲过程中理化参数具有显著调控作用。大曲真菌群落结构演替、CAZy基因、苯乙醇和吡嗪合成功能基因表达依赖母曲类型；MQ-YQ能有效维持以曲霉属、Rasamsonia和篮状菌属为核心的稳定真菌群落，为其较高糖化力和酯化力奠定了基础。相比之下，MQ-BQ和MQ-WQ则导致群落结构在发酵中后期发生剧烈更替。这种群落差异直接驱动了功能基因的表达和风味代谢的分化：MQ-YQ组的苯乙醇合成基因主要源于曲霉属，而白曲母曲组的四甲基吡嗪合成基因则主要源于毕赤酵母属和毛霉属。通过随机森林模型预测水分可能是对真菌群落具有关键影响的理化因素，利用路径分析阐明了主要真菌群落和关键理化因素和挥发性物质间的关系，进一步证实了接种不同母曲对酱香大曲成曲过程的调控作用，从而为优化大曲发酵工艺和优质母曲选育提供了理论依据。
引文格式：
石灏, 李姝, 杨阳, 等. 添加不同母曲对酱香大曲发酵过程中真菌群落及功能基因演替机制的影响[J]. 食品科学, 2025, 46(24): 147-161. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250610-066.
SHI Hao, LI Shu, YANG Yang, et al. Effect of supplementing different types of mother Daqu on fungal community and functional gene succession during fermentation of Jiang-flavor Daqu[J]. Food Science, 2025, 46(24): 147-161. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250610-066.
实习编辑：林安琪；责任编辑：张睿梅。点击下方 阅读原文 即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
为汇聚全球智慧共探产业变革方向，搭建跨学科、跨国界的协同创新平台，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，西南大学、 重庆市农业科学院、 重庆市农产品加工业技术创新联盟、重庆工商大学、 重庆三峡科技大学 、西华大学、成都大学、四川旅游学院、北京联合大学、 中国-匈牙利食品科学“一带一路”联合实验室（筹） 共同主办 的“ 第三届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会 ”， 将于2026年4月25-26日 （4月24日全天报到） 在中国 重庆召开。
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为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力，加速科技成果向现实生产力转化，推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级，由北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，合肥工业大学、安徽农业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、安徽省农科院农产品加工研究所、安徽科技学院、皖西学院、黄山学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“第六届食品科学与人类健康国际研讨会”，将于 2026年8月15-16日（8月14日全天报到）在中国 安徽 合肥召开。
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