《Journal of Agriculture and Food Research》：Tilapia Skin-Derived Oligopeptide TBP-1 Intervenes in Age-Related Macular Degeneration In Vitro via ROS-Dependent Regulation of the HIF-1α/VEGF Axis and Structural Analysis
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为系统揭示嘉兴“喂饭酒”这一传统黄酒的发酵机理与风味形成规律，本研究整合了多组学技术，对喂饭酒发酵过程中的理化指标、挥发性/非挥发性风味物质、微生物群落及其功能代谢通路进行了全面解析。研究发现发酵中风味物质动态演变显著，并筛选出关键风味化合物；揭示了真菌（尤其是酿酒酵母）主导的微生物群落结构及其与风味形成的强关联；明确了有机酸和氨基酸代谢是风味合成的核心通路。该研究为喂饭酒的工业化生产、风味品质提升及微生物群落优化提供了重要理论依据。
在中国悠久的酿酒历史中，黄酒占据着举足轻重的地位。其中，来自浙江嘉兴地区的“喂饭酒”是一种采用独特“喂饭”工艺酿造的传统黄酒。这种工艺并非一次性投入所有原料，而是先制作酒母，再分批次添加新米饭，以维持持续发酵。这种方法不仅有利于酵母的繁殖和发酵温度的调控，还能确保发酵醪的酸度和酵母浓度稳定，每一步都获得新的营养供给，从而促进旺盛的微生物活动。尽管“喂饭酒”以其独特的风味被认可，但其背后复杂的发酵机制——特别是微生物群落如何发挥功能、进行代谢活动，并最终形成那些决定酒体风味的关键化合物——长期以来缺乏系统的科学研究。这制约了对其生产过程的精确控制和风味的定向优化。
为了填补这一空白，并为了“喂饭酒”的工业化生产和品质提升提供科学依据，一项发表于《Journal of Agriculture and Food Research》的研究应运而生。研究人员运用现代分析技术，对“喂饭酒”的整个发酵过程进行了一次全方位的“体检”和“解码”。
为开展这项研究，研究人员采用了多项关键技术。首先，他们从嘉兴某黄酒厂的连续生产线上，在发酵的第1、3、5、7、10、15天（D1-D15）系统采集了代表性样品。通过国家标准方法测定了总糖、乙醇、氨基酸态氮和总酸这四项关键理化指标。利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术分析了挥发性风味化合物，并计算了相对气味活度值来筛选关键风味物质。采用非靶向代谢组学技术检测了发酵过程中的非挥发性代谢物（主要是氨基酸和有机酸），并通过味觉活度值进行重要性评估。最后，运用宏基因组测序技术全面解析了发酵液中的微生物群落组成（包括真菌、细菌、古菌），并通过京都基因与基因组百科全书数据库进行功能基因和代谢通路注释，进而将微生物与关键风味化合物进行相关性分析，以阐明其内在联系。
3.1. 喂饭酒的理化性质
研究表明，在发酵初期（D1），总糖含量最高，这源于糯米中淀粉的贡献。在D3第一次“喂饭”后，总糖含量达到峰值，随后因发酵消耗而显著下降。相比之下，乙醇含量、氨基酸态氮和总酸在整个发酵过程中持续上升。乙醇的持续产生源于酵母对糖的转化，而酒精浓度的增加会促使酵母应激自溶，释放大量氨基酸，从而推高了氨基酸态氮指标。总酸的增加则与发酵过程中形成的复杂微生物群落有关，这些微生物会产生草酸、乳酸、酒石酸等有机酸。
3.2. 挥发性风味化合物分析
研究在喂饭酒中总共鉴定出64种挥发性风味化合物，包括29种酯、14种醛、8种醇等。酯类和醇类物质（如苯乙醇、乙酸苯乙酯）随着发酵进行大量积累，贡献了花香、果香和甜香。而醛类、酮类物质则在发酵后期减少，这对应了酒体从“生青、刺激”向“纯净、协调”的风味转变。通过主成分分析和正交偏最小二乘法判别分析，研究人员发现不同发酵阶段的挥发性物质谱存在显著差异。基于相对气味活度值大于1和变量重要性投影值大于1的标准，筛选出8种关键挥发性化合物，其中己酸乙酯的相对气味活度值高达100，贡献最为突出。1; (F) Venn diagram of key volatile compounds.">
3.3. 非挥发性代谢物分析
研究共鉴定出39种非挥发性代谢物，主要是20种氨基酸和8种有机酸。主成分分析显示，发酵后期非挥发性代谢物差异显著。基于味觉活度值大于1和变量重要性投影值大于1，筛选出9种关键非挥发性代谢物，包括L-组氨酸、腺嘌呤、L-丝氨酸、γ-氨基丁酸、酒石酸、L-乳酸、琥珀酸、富马酸和草酰乙酸。这些物质不仅贡献了甜、酸、苦、咸等基础味觉，如琥珀酸、富马酸带来天然酸味，γ-氨基丁酸带有轻微苦味，部分物质还具有潜在的健康益处，例如γ-氨基丁酸具有神经调节功能。1; (E) Venn diagram of key non-volatile.">
3.4. 喂饭酒发酵过程中的微生物群落分析
宏基因组测序分析显示，喂饭酒发酵过程由真菌主导。研究人员鉴定出13个优势属和19个优势种，全部属于真菌。其中，酿酒酵母的相对丰度最高，在D7达到73.08%，其在乙醇和风味物质生产中起着核心作用。米曲霉和根霉等丝状真菌也占有相当比例，它们能分泌淀粉酶和蛋白酶，分别将淀粉转化为可发酵糖，将蛋白质水解为肽和氨基酸，为发酵和风味形成提供前体物质。研究发现，喂饭酒中魏克汉姆酵母的相对丰度较低，这可能与酿酒酵母的竞争抑制有关。
3.5. 喂饭酒发酵过程中风味化合物与微生物群落的相关性分析
将13个优势微生物属与17种关键风味化合物（8种挥发性，9种非挥发性）进行相关性分析发现，微生物与代谢物之间的最强关联发生在发酵早期和中期，到了后期显著相关性减少。这表明微生物的代谢活动对风味形成的影响在发酵前期最大，随着系统趋于稳定而减弱。非挥发性代谢物（氨基酸和有机酸）与多个微生物属呈现密集且一致的正相关，反映了核心微生物群落与基础代谢的紧密联系。而部分挥发性化合物在某些阶段与任何微生物属均无显著关联，说明它们的产生可能更依赖于氧化或前体降解等化学转化过程。研究也观察到一些具体的关联，例如魏克汉姆酵母与苯乙醇呈强正相关。
3.6. 喂饭酒中与风味化合物相关的代谢通路
基于KEGG数据库的代谢通路富集分析显示，喂饭酒中风味化合物的形成与有机酸和氨基酸代谢途径关系最为密切。研究详细描绘了关键风味物质的合成通路。例如，棕榈酸、癸酸等脂肪酸的合成从乙酰辅酶A开始，酵母和片球菌属在其中扮演关键角色。己酸的合成也始于乙酰辅酶A，其关键酶在酵母和曲霉属中注释丰度最高。赋予喂饭酒重要香气的苯乙醇由苯丙氨酸合成，相关脱氢酶在片球菌属中注释最丰富，提示其重要贡献。产生果香的酯类化合物合成关键酶在酵母中注释最多，凸显了酵母在酯类形成中的核心作用。
本研究通过对喂饭酒发酵过程的多角度解析，得出了一系列重要结论。在机制层面，研究明确了“喂饭”工艺下理化指标的动态变化规律，揭示了发酵过程从醛酮主导的“生青”风味向酯醇主导的“醇厚”风味演变的过程。在物质层面，筛选出包括己酸乙酯、苯乙醇、琥珀酸、γ-氨基丁酸等在内的8种关键挥发性化合物和9种关键非挥发性代谢物，它们共同构成了喂饭酒典型风味的物质基础。在微生物层面，首次系统解析了以酿酒酵母、米曲霉等真菌为绝对主导的微生物群落结构及其随发酵时间的演替规律。在机制关联层面，通过相关性分析和代谢通路注释，将特定微生物属（如酵母、曲霉、片球菌）与关键风味化合物（如脂肪酸、酯、苯乙醇）的生物合成通路直接联系起来，阐明了微生物驱动风味形成的具体生化途径。
该研究的深刻意义在于，它将传统的酿酒工艺经验与现代多组学分析技术相结合，首次对喂饭酒这一特定黄酒类型的发酵体系进行了如此深入和系统的科学阐释。这不仅为喂饭酒的生产工艺标准化、风味品质定向改良和微生物群落结构优化提供了直接的理论依据和数据支持，也对其他发酵食品的风味研究与品质控制具有重要的借鉴价值。尽管本研究基于一条高度标准化生产线的一个代表性批次，其结论的普适性有待更多批次验证，但它无疑为传统发酵食品的现代化研究与产业化升级树立了一个典范。
