上海科学家发现有机酸可促进黄酒发酵中酵母的生长和乙醇的产出

上海微生物研究所的研究人员发表了关于有机酸如何影响中国传统米酒黄酒发酵过程中微生物群落的新发现。这项发表在《食品科学》（npj Science of Food）上的研究采用了风味组学和转录组学等先进技术，分析了影响发酵过程的44种化合物。

黄酒由糯米发酵而成，其品质在很大程度上取决于各种微生物的活性。然而，直到现在，人们对有机酸在塑造这些微生物群落中的具体作用还不甚了解。研究小组比较了两组黄酒发酵：一组有机酸含量高（H 组），另一组有机酸含量低（L 组）。在 35 天的发酵期中，从浙江省一家主要生产商处收集了不同阶段的样本。

分析表明，H 组的总糖含量下降较快，而乙醇含量在第一周后增加较快，发酵结束时达到 23.1%，高于 L 组。H 组的总酸含量也比 L 组高 14.71%。两组的氨基酸态氮含量相似。

研究人员利用气相色谱-质谱法在两组中鉴定出了 44 种挥发性风味化合物。虽然大多数化合物在组间没有明显差异，但在发酵结束时，H 组中发现了一些浓度较高的化合物，如异戊醇和丁酸乙酯。

微生物群落分析表明，乳酸菌在两组中都占主导地位，但它们的丰度模式随着时间的推移而不同。就真菌而言，酵母菌和热酵母菌在 H 组中更为普遍，而曲霉菌在 L 组中更为常见。

研究的重点是特定有机酸对这些关键微生物的影响。研究发现，琥珀酸与酵母菌和热酵母菌的数量呈正相关。实验室实验证实，添加低浓度的琥珀酸可促进酿酒酵母的生长，并使乙醇产量提高 32%。相反，高浓度的乳酸和酒石酸会抑制酵母的生长。

转录本组分析进一步揭示了这些酸如何影响发酵过程中的基因表达。在 H 组中，参与糖代谢和乙醇生产的基因上调，尤其是那些与糖酵解和三羧酸（TCA）循环相关的基因。这种上调与琥珀酸水平升高和酿酒酵母的代谢活动增强有关。

研究结果表明，内源有机酸在黄酒发酵过程中对微生物群落结构和功能的形成起着调节作用。通过了解这些相互作用，生产商有可能对有机酸水平进行管理，以引导微生物演替、优化发酵性能并提高产品质量。

这项研究还强调了其他涉及复杂微生物群落的传统发酵饮料的可能应用。作者指出，虽然他们的实验是在受控实验室条件下进行的，但还需要进一步研究，以便在工业规模上验证这些结果，并通过有针对性的代谢研究确定因果关系。

这项研究为发酵过程的精确管理提供了新的视角，它侧重于有机酸的调节，而不是仅仅依赖于温度或湿度等环境因素。这种方法有助于稳定微生物群落，降低腐败风险，并生产出感官特征更加一致的黄酒。

支持这些发现的数据可向通讯作者索取。该研究得到了浙江省和绍兴市多个公共项目和高校基金的支持。