以藜麦麸为辅料酿造新型低甜度高芥酸胺黄酒：代謝组学与扩增子测序的启示

《LWT》：A new type of low-sweetness and erucamide-rich Huangjiu brewed with quinoa bran as an auxiliary material: Insights from metabolomic and amplicon sequencing analyses

本研究针对传统黄酒甜度过高及副产物利用率不足的问题，创新性地采用营养丰富的藜麦麸作为辅料酿造新型黄酒。通过代谢组学（LC-Q-Orbitrap-MS/GC-MS）和扩增子测序技术，发现藜麦麸黄酒（SPQ）的甜味显著降低（糖类总量从31.03%降至1.23%），功能性成分芥酸胺（erucamide）相对含量提升至11.96%，并调控发酵体系中Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia和SBR1031等菌属丰度，显著影响27种差异化合物的生成。该研究为低糖健康黄酒开发及农产品副产物高值化利用提供了新策略。

在中国传统发酵饮品中，黄酒以其独特风味和保健功能备受青睐。然而随着健康饮食理念的普及，高糖分含量成为制约其发展的关键问题。与此同时，谷物加工副产物的低效利用也造成资源浪费。藜麦麸作为藜麦加工副产物，富含维生素、多酚、黄酮等生物活性物质，却多被用作饲料。能否将这种"废料"转化为"宝藏"，酿出兼具健康与风味的新型黄酒？山东第二医科大学的研究团队开展了创新性探索。

研究人员以高粱和豌豆为主料，添加5%灭菌藜麦麸作为辅料，采用潍坊产陈麸曲进行同步糖化发酵，酿造出新型藜麦麸黄酒（SPQ），并以未添加藜麦麸的黄酒（SP）作为对照。该研究成果发表于食品科学领域权威期刊《LWT - Food Science and Technology》。

关键技术方法包括：采用电子舌（E-tongue）和电子鼻（E-nose）分析感官特征；运用液相色谱-四极杆-静电场轨道阱质谱（LC-Q-Orbitrap-MS）和气相色谱-质谱联用（GC-MS）分别检测非挥发性和挥发性化合物；通过16S rRNA基因扩增子测序解析发酵过程中细菌群落结构动态变化；利用正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）筛选差异化合物，并采用皮尔逊相关性分析探究微生物与代谢物的关联性。

3.1. 以藜麦麸为辅料酿造黄酒的感官特征谱

主成分分析（PCA）显示SPQ与SP在味觉（R²X=97.66%）和气味（解释方差97.50%）上显著分离。电子舌检测发现SPQ的酸味、苦味、涩味、回味、鲜味和咸味响应值显著高于SP，而甜味和丰富度响应值明显降低，这与藜麦麸中皂苷、多酚等物质增强风味特性，同时降低糖类含量相关。

3.2. 以藜麦麸为辅料酿造黄酒的非挥发性化合物

从两组黄酒中鉴定出492种非挥发性化合物，OPLS-DA模型（R²Y=0.999，Q²=0.994）有效区分SPQ与SP。筛选出51种显著差异化合物，其中SPQ的芥酸胺相对含量升至11.96%，取代SP中含量最高的麦芽三糖（13.05%）。该化合物具有抗菌、抗病毒、抗焦虑等多种生物活性。更重要的是，SPQ中D-棉子糖、麦芽五糖、α-乳糖、麦芽三糖和D-(+)-麦芽糖的总相对含量从SP的31.03%降至1.23%，直接导致甜味显著降低，符合低糖健康饮食趋势。

3.3. 以藜麦麸为辅料酿造黄酒的挥发性化合物

共检测到11种挥发性化合物，OPLS-DA分析显示SPQ与SP显著分离（R²Y=0.999，Q²=0.997）。异丙醇和丙酮相对含量显著上升，丁酸含量明显下降，与电子鼻中PA/2（对酮类、醇类敏感）和T30/1（对酸类敏感）传感器响应值变化一致，表明藜麦麸添加改变了黄酒香气成分。

3.4. 以藜麦麸为辅料酿造黄酒的细菌丰富度和多样性

随着发酵进行，两组黄酒的细菌丰富度（Chao1和Observed-species指数）均逐渐下降，而细菌多样性变化趋势不同：SPQ组持续下降，SP组先升后降。发酵末期，SPQ3的细菌多样性显著低于SP3，可能与藜麦麸中抗菌物质逐渐释放有关。

3.5. 不同黄酒样品酿造过程中的细菌群落结构

发酵过程中细菌群落结构动态变化显著。在门水平上，厚壁菌门（Firmicutes）在发酵末期占绝对优势（SPQ3：99.39%；SP3：99.56%）。属水平上，发酵初期Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia为优势菌属，后期被梭菌属（Clostridium_sensu_stricto_1）取代。在最终黄酒醪中，SPQ3与SP3的前三大优势菌属均为梭菌属（85.00% vs 77.85%）、乳酸杆菌属（Lactobacillus，8.12% vs 13.44%）和芽孢杆菌属（Bacillus，2.66% vs 5.80%），但Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia、Muribaculaceae、SBR1031等6个菌属的相对丰度存在显著差异。

3.6. 黄酒样品发酵过程中细菌群落的时间演化

线性判别分析效应大小（LEfSe）显示，藜麦麸添加显著影响发酵初期（第1天）的生物标志菌。SPQ1以拟杆菌纲（Bacteroidia）为特征菌，而SP1以γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）为特征菌，表明藜麦麸主要调控发酵起始阶段的菌群结构。

3.7. 优势细菌类群与筛选出的非挥发性及挥发性化合物的关系

相关性分析表明，2-单亚麻精、芥酸胺、异丙醇等11种差异化合物的含量变化与Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia和SBR1031的丰度呈显著正相关，而麦芽三糖、丁酸等16种化合物与这些菌属呈负相关。这27种差异化合物的含量变化主要与上述两种菌属密切相关。

本研究成功开发出一种以藜麦麸为辅料的新型低甜度高芥酸胺黄酒。藜麦麸的添加通过调控发酵体系中Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia和SBR103等关键菌属的丰度，显著改变黄酒的代谢物谱：一方面将甜味相关糖类总量降低约30个百分点，另一方面使具有多种生物活性的芥酸胺成为含量最丰富的非挥发性化合物。这种代谢重塑不仅使产品更符合现代健康饮食需求，也为农产品加工副产物的高值化利用开辟了新途径。研究揭示的微生物-代谢物关联网络为精准调控黄酒品质提供了理论依据，对推动传统发酵食品的创新发展具有重要意义。未来研究可进一步通过细胞和动物实验系统评估SPQ的健康益处，并探索提升特定活性物质含量的调控策略。