大曲中的菌群是核心，决定着曲药中酶及风味物质，进而决定着大曲的感官、理化及其他品质特性，最终影响白酒的质量。大曲中的菌群复杂多样，以细菌和真菌菌群为主，功能各异。其中，真菌在大曲中的生物量大、代谢作用力强、形态多样、感官可见，对大曲的品质形成以及品质的鉴定有重要贡献。

　　陕西科技大学食品科学与工程学院的曹丹、吕嘉枥*、刘 翠等人主要汇集近10 年来研究文献及专利研究内容，分别以高温大曲、中高温大曲、中温大曲和低温大曲为对象，从真菌群落、感官、理化、酶系、挥发性物质、非挥发性物质等特性及关联性等研究结论及观点进行综述。

　　大曲中真菌群落的研究历程经历了由传统可培养技术逐渐升级为下一代测序技术的演进。初期研究主要依赖分离纯化和属水平注释，随后逐步发展到以种水平注释为主的第三代测序技术——单分子实时测序（SMRT）。这些技术的应用使得大曲菌群结构的研究得以深入，逐步实现了种水平注释的菌群结构解析，从而精准揭示了大曲中菌群的种群组成和分布特征。

　　）、嗜热丝孢菌属（Thermomyces）、扣囊复膜酵母属（Saccharomycopsis）、红曲霉属（Monascus）、丝衣霉菌属（Byssochlamys）和曲霉属（Aspergillus）等为主。制曲时的顶温差异使不同类型的大曲真菌群落有明显差异。例如，高温大曲的发酵顶温通常为60～70 ℃，主要用于酱香型、兼香型和芝麻香型等白酒的生产，普遍分为黑曲、白曲和黄曲，研究发现，这3 种大曲中的优势真菌均为Thermoascus、Thermomyces、Monascus、ByssochlamysAspergillus。黑曲中的Thermoascus丰度较高，白曲中的Thermomyces丰度较高，黄曲中的Byssochlamys丰度较高。较多研究者也关注到高温大曲真菌群落结构组成存在产区差异。杨月等对产自贵州的高温大曲研究发现大曲中的优势真菌属为Thermoascus、Thermomyces、Aspergillus、ByssochlamysMonascus等。Yuan Huawei等对产自四川的高温大曲进行微生物分析发现优势真菌则是Paecilomyces、Talaromyces、踝节菌属（Rasamsonia）等。Pang Zemin等对产自北京的高温大曲微生物组成分析结果显示Thermoascus、Thermomyces、ByssochlamysAspergillus为优势真菌属。并且，兼香型、芝麻香型大曲中相对丰度较高的真菌属同样为Thermoascus、ThermomycesAspergillus。众多的研究结果表明，ThermomycesThermoascus这两种真菌在高温大曲中普遍被检出，被认为是高温大曲的绝对优势真菌属。中高温大曲的发酵顶温通常在55～60 ℃，主要应用于凤香型、浓香型、特香型及馥郁香型白酒的生产。凤香型大曲以槐瓤曲为代表，还存在红心曲和青茬曲这两种类型。槐瓤曲和青茬曲为

　　（61%）、Saccharomycopsis（33%）和Aspergillus（5%）3 种优势真菌属，红心曲还存在高丰度的优势菌属Monascus。浓香型中高温大曲的地区分布范围广，大部分优势真菌包括Thermomyces（68%）、Thermoascus（17%）、Aspergillus（5%）、毕赤酵母属（Pichia）（3%）；襄阳地区的中高温大曲以Thermomyces（49%）、ThermoascusAspergillus（15%）、Rasamsonia（4%）、丝孢酵母属（Trichosporon）（3%）、根霉属（Rhizopus）（2%）和双足囊菌属（Dipodsascus）（2%）为主；长江中游地区的浓香型大曲的优势真菌为Aspergillus、ThermoascusThermomyces等。由此可以看出，ThermoascusAspergillus在多个地区的中高温大曲样本中占据主导地位，是共性真菌。此外，Huang Ping等研究发现，Thermomyces是区分浓香型大曲机械化制曲和传统化制曲方式的重要生物标志物，也是导致两种大曲理化性质差异的主要因素。中温大曲的发酵顶温通常在50～60 ℃，主要生产浓香型及老白干香型白酒。浓香型中温大曲的优势真菌为

　　（73%）、Rhizopus（10%）和Dipodsascus（6%）。老白干香型的大曲其优势真菌属为伊萨酵母属（Issatchenkia）（8%～75%）、Aspergillus（7%～72%）和Rhizopus（5%～25%）。可见，在中温大曲中Rhizopus真菌分布较多。低温大曲的发酵顶温通常在45～50 ℃，以生产清香型白酒为主，有红心曲、清茬曲和后火曲3 种。清香型大曲中的酵母菌的种类和数量远大于霉菌，其红心曲中的优势真菌是

　　的占比较高，约为40%～70%，Aspergillus的占比约在10%。而S. fibuligera的占比在低温大曲中较高，约在30%～60%之间。进一步证实了大曲微生态环境中线列举了不同类型大曲中的真菌组成。

　　在复杂的微生物体系中，优势真菌的分离与鉴定是解析其代谢特性、调控发酵进程的关键基础。由于大曲微生物的高度异质性及环境耐受性差异，传统培养方法与现代分子技术的协同应用成为精准获取优势菌种的核心手段。然而，不同大曲类型（如浓香型、酱香型）及生产工艺（如贮存时间、温度）对优势真菌的群落结构及功能特性仍存在显著差异。目前对于大曲中优势真菌的研究较多，这些优势真菌对大曲的作用也逐渐被剖析。

　　在大曲发酵过程中，基于高通量测序技术的优势真菌逐渐被挖掘出来，研究人员开始采用高通量培养组学技术对大曲中的优势真菌进行解析，研究发现大曲中优势真菌菌群的生长使大曲的表面和内部形成不同的感官状态，不仅可以体现大曲内部微生物群落的生长状态和发酵程度，也影响了大曲的外观。在此基础上，生物显微成像技术为大曲研究提供了前所未有的视角和工具，它是连接宏观与微观的桥梁，对大曲微观特征进行了准确表达，尤其是可以揭示对大曲感官有重要影响的真菌的微观特征与感官的关系，对替代现有的主观感官评价体系、建立科学的感官评价体系有重要意义。

　　目前，研究人员对大曲的外在特征进行了一定研究，发现真菌菌群是影响曲坯表皮颜色的主要因素，也就是通常所说的“上霉”或“穿衣”，其好坏与成品曲的品质密切相关。多项研究发现大曲曲坯表面的白色主要由

　　的菌丝构成，该菌株具有白色假菌丝，广泛分布于多种类型的大曲中，对发酵过程中“上霉”或“穿衣”起着关键性作用，集中在曲皮的部位，这在凤香型、芝麻香型等大曲中均有相关的研究。毛霉（Mucor）在浓香型大曲中丰度较高，菌丝初期白色，后呈灰白色至黑色，不利于大曲外观的一致性，同时毛霉数量过多也会对其他微生物的生长产生抑制。真菌同样影响着大曲的内部特征，如断面、曲心等的颜色变化。用于酿造清香型白酒的红心曲的典型特征是中心有一条红线。唐艺婧等采用高通量测序技术及传统分离纯化技术相结合的方法研究发现，

　　是清香大曲红心曲的红心部分关键微生物，可以代谢产生红色色素，使曲心部位形成红线。朱丽萍等通过菌株的分离筛选发现米根霉（R. oryzae）是种曲产生褶皱的原因。部分丝状真菌能产生大量的球型闭囊壳，使大曲的曲心形成金黄斑，该菌株在酱香型、浓香型、凤香型大曲中均有研究。曹丹等使用体视显微镜对凤香型大曲的不同类型间、不同发酵阶段外观进行观察，显微镜下大曲外观差异显著。凤香型红心曲曲心呈红色，其中分布着灰白色稀疏的菌丝体和少量亮黄色闭囊壳；槐瓤曲曲心呈黄色，其中灰白色菌丝体分布稠密，亮黄色闭囊壳密集；青茬曲曲心呈灰白色，其中灰白色菌丝体稠密，亮黄色闭囊壳稀少。再结合Pacbio SMRT微生物多样性分析发现红心曲曲心主要分布有大量的红曲霉，也可以产生红曲色素，使红心曲的曲心呈现红斑，这与清香型红心曲的研究结果不同。同样的，槐瓤曲和青茬曲曲心的优势真菌为A. amstelodami，当大量的A. amstelodami处于菌丝生长阶段，未进入产孢阶段时曲心呈灰白色。当A. amstelodami处于产大量亮黄色闭囊壳的发育阶段，致使其感官颜色呈亮黄色，曲心部位的金黄斑是判断槐瓤曲典型性的重要特征。并且，槐瓤曲中位于曲心和曲皮的间隔处在体视显微镜下可见云朵状淡红色或紫红色圈区域，经原位分离法分离纯化后可知其为T. aurantiacus综上可知，真菌群落对大曲外观及断面具有直接影响，这些丝状真菌的种类、形态、丰度、分布、营养生长和繁殖发育阶段及其代谢物差异对大曲的品质起决定性作用。

　　大曲中的真菌通过其代谢活动影响大曲的理化特性，对大曲发酵的成熟起着至关重要的作用，从而影响大曲的品质。

　　大曲的水分与真菌的生长代谢密切相关，与大曲品质有直接关系。大曲的整个发酵过程根据温度可分为3 个阶段，真菌在早期活跃，与环境湿度和二氧化碳浓度呈正相关。丝状真菌的菌丝由曲块表面向曲心生长，曲心水分借助大曲“穿衣”过程中霉菌菌丝渗透形成的微孔通道外排，曲坯的水分逐渐散失，大曲由湿润变干燥，当曲房内温度和湿度控制不当，易使曲的曲心因相对缺氧不能形成霉菌菌丝的微孔通道，导致曲心水分不能在培曲后期及时散失而水分偏高。在培曲过程中，发酵时间越长、发酵顶温越高，大曲的水分越小。因此，高温大曲中的水分较低（通常≤10%），而中、中高温大曲的水分略高（10%～15%）。进一步对中温大曲发酵过程水分变化与微生物群落间相关性进行分析，张飞等的研究表明酱香型高温大曲的水分与霉菌、酵母菌的丰度呈现较强的负相关性，薄涛等发现中温大曲的真菌群落演替主要由水分驱动，Ban Shibo等同样发现低温大曲中的水分显著影响核心真菌菌群。可见，大曲中的水分与真菌群落的动态平衡可以促使不同类型的大曲特有微生物群落结构形成。

　　大曲的酸度主要源于细菌和真菌菌群中多种生酸菌对制曲原料中淀粉、蛋白质、脂肪等成分代谢生成的有机酸等酸性物质。余苗等发现大曲的酸度与大曲中一半以上的优势微生物呈正相关关系，这表明大曲中大部分优势菌属参与大曲中酸度调控。大曲酸度按照从大到小排序通常是高温大曲、中高温大曲、中温大曲、低温大曲。高温大曲中较高的酸度值可能与其特有真菌群落结构存在部分相关。在通常情况下，

　　Thermoascus在高温大曲中的丰度较高。徐锦等的研究表明，Thermomyces与高温型、低温型大曲等的酸度均表现为显著正相关。梁二宏等的研究表明Thermoascus与高温大曲中黑曲的酸度也呈正相关。并且，大曲中的Monascus、Saccharomycopsis也表现出较强的产酸能力。这些真菌菌群的代谢活动不仅影响大曲的酸度，还对大曲的风味和品质形成具有重要作用。此外，张飞等研究发现高温大曲的细菌数与大曲酸度显著正相关（r＝0.426），霉菌数与大曲酸度正相关（r＝0.045），酵母菌数与大曲酸度则为显著负相关（r＝-0.632）。因此，大曲的酸度是其中所含细菌及真菌共同作用的结果。丝状真菌是大曲中的主要液化、糖化功能菌群。低温大曲的糖化力、液化力通常较高，其次是中温、中高温大曲，高温大曲中的糖化力最低。例如，

　　Lichtheimia等霉菌能够参与糖酵解、乙醇代谢和丙酮酸代谢等途径，同时能够产生淀粉酶、蛋白酶、糖化酶、酯化酶等多种酶类，为白酒酿造前期对原料中淀粉等大分子物质的降解提供稳定动力。研究表明，浓香型、酱香型大曲中的Aspergillus与糖化力呈正相关。陈勇等的研究发现浓香型大曲中的Rhizomucor等真菌属与糖化力显著正相关。经分离纯化后，黄和等筛选发现少根根霉（R. arrhizus）不仅糖化力高，而且能够经固态制曲、液态制曲，可有效提高白酒的出酒率并保持较好的风味。徐锦、王玉荣等的研究发现清香型、浓香型、酱香型大曲中的Lichtheimia与糖化力的相关性较强。此外，Thermomyces丰度的显著增加也可以提高大曲的糖化和液化能力。可见，真菌菌群对大曲糖化力、液化力具有一定的贡献。大曲的发酵力主要反映出大曲的产酒能力。低温大曲的发酵力最高，其次为中高温、中温和低温大曲，发酵顶温越低，样本的发酵力越高。毛文定等通过比较高温、中高温和低温大曲，发现

　　与大曲的发酵力之间具有极显著负相关关系，而Saccharomycopsis与大曲样品发酵力之间具有极显著正相关性，这与冯雅芳、邓阿玲等的研究结果相近。陈勇等则发现浓香型大曲中发酵力主要与Pichia、异常威克汉姆酵母属（Wickerhamomyces）显著相关。大曲的酯化能力是指酯化功能菌和功能酶催化醇类和有机酸形成酯的能力。其中，酯化酶主要由霉菌和部分细菌分泌，也有酵母菌的参与。高温大曲的酯化力通常低于低温、中高温、中温大曲，且具有显著差异。研究发现，大曲中

　　与大曲的酯化力呈正相关。鲁彤等通过筛选发现T. aurantiacusQH-1的酯酶活力较高（16.10 U/g），利用分子对接及作用力分析发现该菌能利用乙醇与脂肪酸合成相应的乙酯，scaffold64.t20可能是其主要的酯酶，通过疏水作用力、氢键和盐键与底物结合。Thermomyces、Monascus、Hyphopichia、柯达酵母属（KodamaeaCandida等也是引起大曲高酯化力的关键菌群。此外，大曲中的Saccharomycopsis丰度与酯化力呈显著正相关，Saccharomycopsis能促进淀粉的合成和提高酯化力。通常酵母菌的酯化酶活性较霉菌低，且依赖胞内酶系，难以直接催化外源酸酯化。综上可知，大曲中的优势微生物通过产酶、产酸及代谢产物的释放，驱动大曲内部温度、湿度、酸度的梯度变化。同时，理化参数的演变（如水分迁移、孔隙结构形成及营养底物转化）反作用于微生物生长与酶活性，形成自调控的协同网络。这种细菌-真菌-环境的多向作用机制为大曲的糖化、发酵能力奠定了动态平衡的生化基础，这个效应甚至延伸到成品曲药的贮存过程。

　　酶系也是大曲的重要组成部分。因此，研究大曲的产酶微生物和酶系组成非常重要。高通量测序技术和宏蛋白质组学技术可以从基因组、转录组和蛋白质组等角度对大曲的酶系组成和功能进行解析。目前，已在大曲中鉴定出1 000余种酶，主要包括糖苷键水解酶类、乙醇发酵酶类和生香功能酶类等。这些酶系直接影响大曲的质量，并能为酒体香气的构成做出巨大贡献。严骋等发现低温、中温和高温大曲内糖化酶系与乙醇发酵酶系的相似度较高，但生香功能酶类差异较大。不同的制曲工艺使大曲形成了各自独特的酶系统，这些差异可能是导致大曲所产成品酒风格差异的重要原因。

　　-1,4-糖苷键的-淀粉酶、-淀粉酶、糖化酶等。柳习月等证实-葡萄糖苷酶、-葡萄糖苷酶、-半乳糖苷酶、-半乳糖苷酶等水解酶对大曲品质极为重要。且该团队后续发现不同曲种间菌群结构及代谢物差异显著，糖化酶与Aspergillus的丰度呈正相关。Zhu Qi等发现大曲来源的米曲霉（Aspergillus oryzae）、红曲霉（Monascus purpureus）和B. spectabilis等23 种真菌能够分泌与主要碳水化合物代谢相关的13 种糖苷水解酶。另一项研究指出，-淀粉酶（EC 3.2.1.1）和-1,4-葡萄糖水解酶（EC 3.2.1.3）是低温大曲中最主要的淀粉糖化酶，两者的蛋白质丰度占比超过95%，主要由Lichtheimia贡献。Zhu Min等也发现来源于大曲中丰度较高的Thermoascus、Thermomyces和真菌编码的与糖化相关的酶呈正相关。张霞等从浓香型大曲中分离筛选得到的T. aurantiacus新株能代谢产β-葡萄糖苷酶等多种糖苷水解酶。Rhizomucor等霉菌能够参与糖酵解、乙醇代谢和丙酮酸代谢等途径，同时能够产生糖化酶等多种酶类，为白酒酿造前期对原料中淀粉等大分子物质的降解提供稳定动力。雷学俊等从浓香型大曲中分离得到的R. oryzae用于制备麸曲、大曲能代谢产多种酿酒用水解酶，尤其是所制备的强化大曲能高产-葡萄糖苷酶，活力可达1 295.89 U/g，与未强化大曲相比提高了13.02%。此外，制曲环境中的微生物也对大曲发酵具有关键作用。覃凤阳等从浓香型大曲生产环境中分离得到一种交枝顶孢霉（Sarocladium implicatum），其可产生-葡萄糖苷酶、-葡萄糖苷酶、-半乳糖苷酶、-半乳糖苷酶、糖化酶等22 种较高含量的水解酶。王柏文等从清香型大曲发酵环境中分离得到的Apiotrichum montevideense也具有高产淀粉酶的能力。可见，不同真菌分泌的糖苷水解酶种类和活性不同。乙醇发酵酶类包括丙酮酸脱羧酶（催化丙酮酸生成乙醛和CO 2 ）和乙醇脱氢酶（将乙醛还原为乙醇），辅以糖酵解相关酶（如己糖激酶）完成葡萄糖到乙醇的转化。Zhang Zhendong等确定了

　　可以代谢产生2 种乙醇脱氢酶。杜礼泉、程伟等发现红曲霉酯酶对乙酸、己酸、丁酸都有较强的酯化作用，从而生成相应的乙酯。王晓丹等将紫色红曲霉（M. purpureusFBKL 3.0018）制成酯化酶制剂，少量添加于浓香型白酒发酵中，使得用曲量减少5%，出酒率及优质品率提高了5%。生香功能酶类主要包括酯酶、酯化酶、氧化还原酶、裂解酶及转氨酶等，催化酯类、醛酮、萜烯等风味物质的合成与转化。Zhang Zhendong等的研究中发现

　　也可以代谢产生酯化酶。袁树昆等从今世缘酒业股份有限公司的大曲样中分离筛选的一株热带假丝酵母（Candida tropicalis）具有优异的乙醇、乙酸和乳酸耐受性，能够在高温制曲过程中存活并稳定发挥抑制乙酸乙酯合成的作用，达到了改善基酒风味的目的。蛋白酶本身不直接催化风味九游娱乐物质的合成，但可通过间接途径影响风味形成。申雪敏等发现了一株高温大曲中的T. lanuginosusTL-S5菌株具有优异的产蛋白酶能力，有着良好的产风味能力。牟飞燕等从清香型白酒大曲筛选分离的S. fibuligeraJM1-1同样具有高产蛋白酶（67.70 U/mL）的能力，并且该菌株固态发酵产物中，酯类种类最多，相对占比最高，产酯生香能力均较强。由此可见，菌系是酶系的主要来源，其代谢活动直接决定了酶的种类和活性。大曲中的这些真菌通过分泌多种酶系，协同完成大曲中的物质转化过程，为白酒的糖化、发酵和风味形成奠定基础。真菌的多样性及其代谢特性直接影响大曲的质量和酿酒效果，因此在培曲中，调控真菌的生长和代谢是提高酒质的关键之一。

　　研究大曲中的挥发性物质对于理解白酒的风味形成和质量控制具有重要意义。随着风味分析技术的进步，对大曲中挥发性物质的研究逐渐深入。大曲中的挥发性物质主要包括醇类、酯类、醛类、酮类、酚类、萜烯类等。这些物质在白酒的香气和风味中起着至关重要的作用。Shi Wei等通过比较不同类型大曲的酶活性、挥发性代谢物和菌群特征，结果发现不同类型大曲在菌系、酶系和物系上存在显著差异，

　　与几乎所有挥发性风味物质呈正相关。陈勇等的研究发现浓香型白酒大曲中的AspergillusRhizopus与酯类物质正相关，PichiaWickerhamomyces与多种挥发性风味物质密切相关。醇类物质是大曲中含量较高的挥发性物质之一，主要包括高级醇、芳香醇等。酵母菌群是大曲酿造中醇类物质的主要来源。大曲培养期间的醇类等挥发性成分与

　　Saccharomycopsis等酵母菌菌群的丰度相关性强。刘建学等研究表明，德尔布有孢圆酵母（Torulaspora delbruecki）和酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）混合发酵时可以大大提升T. delbruecki产乙醇能力，可提高白酒产量和丰富酒香。以异戊醇和异丁醇为主的高级醇是助香物质，但含量过多易导致酒的苦味、涩味、辣味增大，含量过少则会缺乏传统白酒的风味。张小娜等研究发现，在白酒发酵中，W. anomalus与大曲共发酵，比大曲单独发酵时高级醇含量更低。余莉等同样发现S. cerevisiae、S. fibuligera具有低产高级醇的特点。此外，彭远凤等将东方伊萨酵母（Issatchenkia orientalis）发酵后发现，I. orientalis会促进醇类挥发性化合物的形成，显著增加了高级醇的含量。但生产中的大部分酵母菌难以适应大曲生产的高温环境，罗小叶等从高温大曲储存期大曲中分离到的长孢洛德酵母（Lodderomyces elongisporus）可在40～55 ℃发酵温度条件下产2-甲基-1-丁醇。范光森等自大曲中筛选到的S. cerevisiae可高产3-甲硫基丙醇，具有良好的耐受性，这些真菌菌株都具有广泛的应用价值。大曲中也存在多种萜烯醇类。姚粟等在白酒大曲中分离到的Eurotium chevalsieri可代谢产生1-辛烯-3-醇（蘑菇醇）、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇（芳樟醇），具有茶香风味。酯类物质是大曲中另一类重要的挥发性物质，主要包括乙酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯等。乙酸乙酯是白酒中的主要酯类物质，具有果香和花香；乳酸乙酯则具有奶香和甜香；己酸乙酯具有果香和甜香。这些酯类物质对白酒的风味有重要影响。研究发现，酯类物质含量与大曲培养的顶温呈负相关关系，尤其是乙酸乙酯、戊酸乙酯、乙酸苯乙酯、乙酸戊酯等。产酯酵母是大曲产生酯类物质的主导力量。已报道的产酯酵母有鲁氏接合酵母（

　　）、异常毕赤酵母（P. anomala）、马克斯克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianusS. fibuligera、W. anomalus、葡萄汁有孢汉逊酵母（Hanseniaspora uvarum）、粉状米勒酵母（Millerozyma farinose），具有较强的氧化特性和产酯能力，已应用于白酒、葡萄酒及调味品等食品发酵行业中。K. marxianus、杰丁塞伯林德纳氏酵母（Cyberlindnera jadini）等具有产生大量乙酸乙酯的能力。卢延想从高温大曲中获得的S. fibuligeraW. anomalus也能够显著提升酒中乙酸乙酯、乳酸乙酯等的含量，使酒体更加协调。与之相似，丁长河、侯晓艳等也分别发现了W. anomalus在产酯方面的优势作用。并且，林心萍等也分离到了高产酯类物质的S. fibuligera，与黑曲霉（A. niger）GDMCC3.25混合培养后能够显著提高大曲中丁酸乙酯、乙酸异戊酯、己酸乙酯含量，将其生产的大曲用于白酒的生产可以显著提高白酒中丁酸乙酯、乙酸异戊酯、己酸乙酯含量。而Issatchenkia在多种大曲中均有分布，但研究表明其与大曲的酯化力多呈负相关，说明Issatchenkia与大曲微生物共发酵不利于酯类物质的增加，这与敖宗华的研究结果一致。Aspergillus代谢过程中，亦会分泌一些呈香物质，被认为是白酒酿造过程中合成酯类的核心微生物，对风味化合物的形成做出了积极贡献。杂环化合物是一类具有环状结构且环中包含至少一个非碳原子（如氮、氧、硫等）的有机化合物。在大曲挥发性物质中，杂环化合物虽然含量较低，但对白酒的风味和香气具有重要贡献。大曲中的杂环化合物主要包括含氮杂环、含氧杂环和含硫杂环等几大类。这些化合物主要来源于大曲发酵过程中微生物代谢、美拉德反应以及原料中前体物质的转化，常用于食品焦香风味的形成。含氮杂环化合物主要包括吡嗪类、吡咯类和吡啶类等。多种吡嗪类化合物也是高温大曲中挥发性化合物的判别标志物，具有坚果香、烘烤香气。其中，2,3,5,6-四甲基吡嗪是酱香型大曲中重要的香气活性物质。高温大曲中2,6-二甲基吡嗪、2,3,5-三甲基吡嗪、2-丁基-3,5-二甲基吡嗪、3,6-二甲基吡嗪、四甲基吡嗪和甲基吡嗪的含量高于中高温、中温、低温大曲样品。研究表明，

　　Thermomyces与多种吡嗪类物质的含量呈现正相关。ThermoascusThermomyces均属嗜热微生物，处于高温阶段优势生长的此类真菌能增强美拉德反应和焦糖化反应，形成黑色或深褐色化合物，对高温大曲酱香风味的形成具有重要作用。同样，AspergillusRhizopus也有产吡嗪类物质风味化合物的潜力。吴建峰等从高温大曲中分离得到了产多种吡嗪的戴尔根霉（R. delemar）和无毒素的黄曲霉（A. flavus）菌株，这两种菌株均能产生近10 种吡嗪类物质，产物烘焙香气突出。反之，S. fibuligera与2,3,5-三甲基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪和2,6-二甲基吡嗪呈高度负相关。含氧杂环类物质多包括呋喃类和吡喃类化合物。呋喃酮类物质广泛存在酱油、酒曲、白酒、啤酒等传统发酵食品中，是一类重要的挥发性风味组分。2-乙酰基呋喃和5-甲基呋喃醛是白酒中重要的风味物质。孟迎等从高温大曲中分离得到的桔绿木霉（Trichoderma citrinoviride）可产11 种呋喃酮类物质，表现出了良好的风味特性。同时，一类呋喃酮也被称为内酯，阈值较低，呈果香味、甜香味、黄油味等香气特征。张霞等从浓香型大曲中分离筛选得到的T. aurantiacus新株可产生5-戊基二氢呋喃-2(3H)-酮（-壬内酯）、四氢呋喃-2-酮（-丁内酯）、5-戊基四氢呋喃-2-酮（-己内酯）等多种风味物质，满足了多粮浓香型白酒酿造的需求。由此可见，真菌生长代谢的实质是物质合成相关代谢通路的酶催化的一系列生化反应，在大曲的香气、风味协调、发酵促进、陈化影响和品质标志等方面发挥重要作用，是决定白酒品质与产量的关键因素之一。

　　大曲中的非挥发性化合物（氨基酸及其衍生物、有机酸、糖类及代谢产物等）是评价其品质的核心指标体系。基于全二维气相色谱-飞行时间质谱与超高效液相色谱联用技术，Yang Liang等证实有机酸和氨基酸构成大曲非挥发物质的主体框架。研究表明，真菌群落通过代谢网络调控显著影响这些物质的合成与转化。

　　真菌驱动的蛋白水解作用是大曲氨基酸生成的途径之一。大曲中的氨基酸包括脯氨酸、羟脯氨酸、谷氨酸等。通常，大曲中的蛋白质占比约为12%～13%时更有助于促进香味前体物质的产生。周会娴等研究发现曲皮中

　　Thermomyces的相对丰度与谷氨酸和精氨酸含量显著正相关，Pichia、CandidaHyphopichia的相对丰度与缬氨酸含量显著正相关；曲心中Thermoacscus的相对丰度与亮氨酸和丝氨酸含量显著正相关，Aspergillus、Thermoacscus的相对丰度与苏氨酸含量显著正相关。此外，Mucor也与氨基酸的生成相关。Mucor可通过分泌胞外蛋白酶将原料蛋白降解为脯氨酸、精氨酸等游离氨基酸，其中脯氨酸作为美拉德反应前体，可生成2-乙酰基吡咯等特征香气化合物。多项研究发现大曲中真菌可以促进非挥发性有机酸、多元醇等活性物质的产生。李申奥发现

　　可以合成产生柠檬酸和琥珀酸等有机酸类物质。张秀红等发现T. aurantiacus能合成三元醇、五元醇和九元醇等多种多元醇，包括甘油、赤藓糖醇、阿拉伯糖醇、乳糖醇、木糖醇、核糖醇、麦芽糖醇等，应用至大曲生产中不仅可以提高多种多元醇的含量，并可以通过控制添加量稳定大曲中多元醇的含量。真菌源性多糖（葡聚糖、甘露聚糖等）的结构特征与微生物群落演替密切相关。现有研究多聚焦细菌（如乳酸菌）与多糖的关联，但研究表明真菌群落也可通过分泌葡糖淀粉酶直接调控多糖代谢。谷新晰从大曲中筛选出高效降解魔芋葡甘聚糖的

　　HBHF5，通过转录组与蛋白质组学解析其差异表达基因及降解酶系，发现239 个CAZymes类基因参与多糖代谢，异源表达13 个关键酶（包括-甘露聚糖酶、纤维素酶等），其中AfMan5B与AfCel5B协同使还原糖释放量提升300%，这为解析真菌-多糖互作机制提供了新视角。

　　大曲发酵过程中，核心微生物的耐高温性、耐酸性、高酶活特性是决定大曲品质的关键因子。为深入揭示真菌群落与品质形成的分子机制，研究者已建立起整合基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学的多维解析体系。这种多组学联用策略通过跨层次数据融合，系统阐明了真菌代谢网络调控机制，特别是在风味物质合成中的关键作用。例如，Chen Lihua等通过比较蛋白质组学分析，证实浓香型大曲中4 种优势线 种关键功能酶，这些酶系协同驱动碳水化合物、脂质及氨基酸的代谢转化，并直接参与乳酸、乙醇和酯类等特征代谢物的生物合成。马文瑞构建了非酿酒酵母

　　的碳代谢网络模型，揭示该菌株通过上调丙酮酸代谢与脂肪酸降解相关基因、下调麦角固醇合成基因的多重调控机制，显著提升了乙酰辅酶A合成效率，最终实现了乙酸乙酯的高效生物合成，为大曲微生物资源在工业生物催化领域的创新应用提供了新路径。在功能微生物定向调控方面，基因修饰技术展现出显著的提质增效潜力。陈嘉通过CRISPR-Cas9基因编辑系统，解析毕赤酵母

　　基因的全长编码序列及其系统进化特征，发现该基因敲除株的挥发性脂肪酸产量显著降低42%，而过表达株则提升1.7 倍，这为果醋香气调控提供了精准的基因工程策略。黄永光从300余株曲霉中筛选获得A. hennebergiihx08高产菌株，其糖化酶和蛋白酶活力分别达到1 280 U/g和365 U/g，蛋白质组学分析鉴定出75 种分泌蛋白，并证实添加0.3%酸性蛋白酶AP3可使固态发酵产物的风味物质总量提升28.6%。张果通过代谢工程改造将外源酰基转移酶基因导入酿酒酵母AY14α，构建的重组菌株己酸乙酯合成量达到8.7 g/L，较原始菌株提高15 倍，突破传统发酵的产量瓶颈。目前研究已证实大曲真菌群落通过物质代谢、信号传导和种间互作等途径深度参与品质形成。尽管多组学技术的应用已初步揭示微生物-代谢物-环境因子的互作网络，未来研究仍需结合合成微生物组学与智能发酵控制技术，建立从基因到生产的全链条调控体系，推动传统酿造产业的智能化升级。

　　大曲中真菌群落的多样性与功能研究已成为白酒酿造领域的核心课题之一。通过整合传统微生物学与现代分子生物技术，研究者逐步揭示了真菌群落结构、演替规律及其与理化特性的复杂关联。作为传统生产力的白酒产业，智能制造、发酵解析和合成生物技术也正渗透到生产、研发和创新中。在感官特性方面，基于机器视觉、电子鼻和人工神经网络构建的智能评价系统将突破传统感官分析的主观性，通过量化色泽形态、香气特征与微生物代谢网络的动态关联实现品质数字化表征；在微生物菌群结构及演替研究方面，将持续依托基因组测序技术，深度解析真菌-细菌跨界互作对大曲理化特性波动的响应机制，建立基于关键菌群的工艺调控模型，实现制曲微生态的控制再造；在酶特性的研究方面，将结合宏组学技术重点聚焦核心功能酶的合成调控网络，不断挖掘出菌-酶-物三者间的交互机理；在风味物质方面，通过代谢组-蛋白质组联用揭示更多风味前体的合成途径及菌间物质交换规律，了解其背后的协作关系和代谢功能，实现“为酒所用”。最终构建涵盖菌种资源库、代谢路径库和工艺参数库的“微生物-环境-代谢”三元调控体系，实现从微生态定向重塑到风味精准调控的新型白酒工业。

　　实习编辑：李杭生；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

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