基于多组学的暹罗芽孢杆菌四甲基吡嗪合成机制及其对白酒风味的影响

　　摘要： 为解析暹罗芽孢杆菌（Bacillus siamensis）在酱香型白酒固态发酵中四甲基吡嗪（tetramethylpyrazine, TTMP）合成的分子机制及风味调控效应，从酱香型大曲中分离菌株BQ1004，经形态学观察、16S rRNA基因测序鉴定后，结合全基因组测序解析功能基因，选取菌株发酵48、72、108 h发酵液（T48、T72、T108）进行转录组测序及生物信息学分析，并通过模拟固态发酵评估其对风味物质的影响。结果显示，菌株BQ1004基因组携带乙酰乳酸合酶、乙酰乳酸脱羧酶等完整的TTMP合成相关酶基因。通过转录组分析发现，T48与T72间差异表达基因1 716 个，其中上调基因974 个、下调基因742 个。T48与T108间差异表达基因1 623 个，其中上调基因857 个、下调基因766 个。同时，氮代谢、糖酵解、氧化磷酸化等通路基因显著富集，其中丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸通过参与氮代谢为TTMP合成提供氮源，ald（丙氨酸脱氢酶）、coxA（氧化磷酸化）等关键基因上调驱动TTMP快速合成。在固态发酵中，该菌株使酒醅中TTMP含量提升189.13%（达（410.65±13.07）mg/kg），总吡嗪类物质含量增加139.72%，同时醇类、有机酸等风味物质含量提高。本研究揭示了暹罗芽孢杆菌调控酱香型白酒风味的代谢机制，可为白酒风味强化提供理论支撑。