濃香型白酒窖底泥和窖壁泥細菌群落結構差異性分析
本研究比較了窖泥的5項理化指標和窖底、窖壁泥的細菌群落結構，發現了窖底泥和窖壁泥的理化指標差異和細菌群落結構分布特點。窖泥中占主導地位的優勢菌門是Firmicutes，平均含量達到78%，其他2個優勢菌門為Bacteroidetes、Synergistetes，窖泥的優勢菌屬為Caproiciproducens、Lactobacillus、Syntrophaceticus和Hydrogenispora等20個菌屬，綜合理化指標分析，這也說明本研究樣品符合老窖泥的特征。
窖壁泥和窖底泥的細菌群落在屬水平上具有顯著差異，窖底泥的優勢菌屬Hydrogenispora，其相對豐度顯著高于窖壁泥，窖壁泥的優勢菌屬Caproiciproducens、Lactobacillus、Syntrophaceticus，其相對豐度顯著高于窖底泥。Lactobacillus含量與窖泥質量呈一定的負相關，窖底泥中該菌的含量較低，可能是窖泥老熟過程中，窖底泥的菌群已經成熟，代謝功能比較完善，而Lactobacillus能夠產乳酸，窖泥中乳酸是含量最大的有機酸，窖泥pH值的升高與其中乳酸降解有關，而pH值與窖泥質量直接相關，進一步了解Lactobacillus在窖泥中分布差異的原因，有益于提升窖泥的品質。平行樣品之間窖底泥細菌群落結構更具均一性，窖壁泥細菌群落結構有一定差異性，這也是進行窖泥樣品細菌群落的PCoA時窖壁泥樣品點分布離散和窖底泥樣品點分布集中的原因。
自然環境的復雜性和大多數生境中存在的大量生態位常被用來解釋在存在競爭排斥情況下微生物多樣性的維持，長久的環境壓力將為頂級群落演化提供動力。窖池底部窖泥長期處于厭氧和高酸環境，所以演化結果讓細菌群落結構的組成相似度更高，窖底窖泥微生物的代謝功能更加完善。
窖壁泥中參與酸代謝的酶類相對豐度顯著高于窖底泥，并且具有相對豐度顯著高于窖底泥的產酸細菌，比如Caproiciproducens、Lactobacillus、Syntrophaceticus等，推測窖壁泥富集的多種細菌群落，具有產生參與酸代謝酶類的特性，這些產酸細菌具有以乙醇或乳酸為底物合成丁酸己酸的潛力，能為白酒釀造代謝豐富的風味物質，例如乙酸、丁酸、己酸等。Lactobacillus在發酵過程中將糖類分解成乳酸，具有較強的代謝碳水化合物的產酸能力，乳酸可作為合成其他脂肪酸的底物，同時可以與乙醇通過酯化反應生成濃香型白酒獨特風味的乳酸乙酯；Caproiciproducens是窖壁泥中的優勢菌屬，該類菌具有利用果糖、乳酸、半乳糖和木糖等為底物代謝乙酸、丁酸和己酸等短鏈脂肪酸的功能，主要是通過短鏈脂肪酸逆β-氧化代謝途徑；窖壁泥中的Aminobacterium與銨態氮呈極強正相關，Aminobacterium不僅可以降解氨基酸生成乙酸和丁酸等，也可以降解氨基酸增加銨態氮的含量，這可能是窖壁泥銨態氮的含量高于窖底的原因。
窖底泥和窖壁泥的理化指標存在差異，窖底泥的pH值和過氧化氫酶活性顯著高于窖壁泥；pH值越接近中性，窖泥的窖齡越老，優質窖泥的pH值接近中性，新窖泥和退化窖泥的pH值偏酸性。pH值與Hydrogenispora呈較強的正相關，Hydrogenispora可產生醋酸鹽、乙醇和氫氣，不僅可以降低窖泥總氫相對含量，升高窖泥pH值，優化窖泥的厭氧環境，還有利于乳酸降解菌的生長代謝。Hydrogenispora在老窖泥中相對含量較高，是優勢梭菌之一。其能夠在長期被黃水浸泡的窖底泥中大量繁殖，說明該菌的耐酸性較強，這也可能是窖底泥微生物應對高酸厭氧環境代謝自我調節的機制。Hydrogenispora如何調節窖泥的pH值鮮見相關報道，后續研究該菌對pH值調節的機理可能對濃香型白酒發酵產酸調控提供新的思路。RDA發現影響窖底和窖壁泥的理化指標對細菌群落影響存在差異，pH值是影響窖底泥細菌群落的主要因素，特別是影響窖泥中的產酸細菌。發酵過程中，己酸菌會產生具有獨特風味的己酸，當pH＜4.5時，己酸菌的生長會受到抑制。理化指標在窖泥老熟時是一個動態變化的過程，若能在發酵過程中及時調控會有利于白酒風味的提升。
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