泸州老窖再发国际学术研究论文，不间断酿酒活窖池群资源再获权威认可

窖泥微生物因酿酒而驯化,酒因窖泥微生物而生香。连续使用的窖龄越老的窖池,窖泥中的酿酒微生物多样性越丰富,参与酿酒生香的微生物越多,白酒的风味物质越丰富。

2022年,国家固态酿造工程技术研究中心主任沈才洪正高工团队与中国科学院微生物研究所李寅研究员团队联合,在泸州老窖老窖池中发现了一株乳杆菌新种,定名为“老窖乳杆菌”(Lentilactobacillus laojiaonis sp. nov. IM3328)。该新种是迄今为止的自然界最小基因组乳杆菌。该菌株的研究为深入理解微生物如何适应老窖窖池环境并在酿造过程中发挥作用,提供了新的视角。

国家固态酿造工程技术研究中心与中国科学院微生物研究所的项目人员开展了比较基因组学研究。研究发现,尽管老窖乳杆菌的基因组只有1.24 Mb,仅为乳杆菌属中最大基因组植物乳杆菌(3.31 Mb)的37.5%,但老窖乳杆菌却拥有丰富的碳水化合物代谢能力和编码基因。这解释了老窖乳杆菌对含有丰富碳水化合物的窖池环境的适应性,为理解该菌在泸州老窖窖池环境中长期存在并发挥功能提供了新的数据。

2023年5月10日,这一发现以题为《比较基因组研究揭示老窖乳酸杆菌对富碳水化合物环境的实应性 (Comparative genomic analyses reveal carbohydrates-rich environment adaptability of Lentilactobacillus laojiaonis sp. nov. IM3328)》为题在线发表在国际期刊Food Bioscience,论文第一作者为中国科学院微生物研究所赵秋伟博士、朱华伟博士,通讯作者为王松涛博士、沈才洪正高工和李寅研究员。

传统定义的乳杆菌属 (Lactobacillus)共有100多个种,基因组通常大小一般在2-2.5 Mb左右。为了开展比较基因组学研究,研究人员在基因组数据库中比对还发现了两株基因组略大于老窖乳杆菌的乳杆菌。一株是分离自酸面团的Fructilactobacillus sanfranciscensis TMW 1.1304,基因组为1.38 Mb;另一株是分离自熊蜂肠道的Apilactobacillus bombintestini sp. nov. BHWM-4,基因组为1.29 Mb。三株小基因组乳杆菌的比较基因组分析显示,老窖乳杆菌尽管基因组最小,但其对碳水化合物的代谢能力最强,相关编码基因最丰富,这与老窖乳杆菌生活在富含碳水化合物的窖池的事实恰好吻合,提示老窖乳杆菌在进化过程中倾向于保留与代谢灵活性最相关的能力与基因。

仅有1.24 Mb基因组的老窖乳杆菌拥有丰富的碳水化合物代谢能力,这提示老窖乳杆菌在白酒酿造过程中可能也发挥了重要作用。深入理解老窖乳杆菌在白酒酿造过程和风味形成过程中的功能,有助于进一步增加和丰富对白酒酿造过程中窖泥作用的认识。

作为蝉联五届中国名酒称号的浓香型白酒,泸州老窖拥有1573国宝窖池群和泸州老窖酒传统酿制技艺两大活态酿酒文化资源。目前全行业还在产酒的90%以上的国家保护文物窖池在泸州老窖,其中始建于公元1573年的国宝窖池群,自建成起已持续酿造450年,1996年经国务院颁布为“全国重点文物保护单位”,是名副其实的“活文物”。如今,伴随“老窖乳杆菌”这一新菌种的发展,无疑又为老窖酿好酒提供了科学佐证,也再次夯实泸州老窖活态酿酒窖池资源的行业领先地位。

未来,国家固态酿造工程技术中心将继续加强与中国科学院微生物研究所等科研机构和高等院校开展深入合作,加强科技创新,为引领行业技术革新和进步、推动中国白酒行业高质量发展做出更大贡献。

图1.老窖乳杆菌IM3328和两个参考菌株基因类群的比较

图2老窖乳杆菌IM3328和两个参考菌株戊糖代谢途径的比较