2026年03月31日
日前，江南大學生物工程學院徐巖教授團隊在高溫大曲單細胞活性功能微生物解析及品質(zhì)強化方面取得重要進展，其題為“Reprogramming emergent metabolism by engineering viable and functional fungal SynCom for bioaugmentation”（通過構(gòu)建可存活、功能化的真菌合成菌群（SynCom）重編程涌現(xiàn)代謝以實現(xiàn)生物強化）的文章，發(fā)表在Chemical Engineering Journal（IF=13.2）上。
在白酒釀造的諸多要素中，高溫大曲是一個關(guān)鍵的存在，其勞動強度極大、勞動環(huán)境惡劣，迫切需要現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。然而，釀造機制不清、功能菌種不明，是限制高溫大曲高品質(zhì)現(xiàn)代化升級及國際化表達的主要瓶頸。由于大曲具有強空間異質(zhì)性和極其復雜的菌群結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的宏基因組等技術(shù)往往只能反映“群體平均值”，難以精準鑒定大曲在極端環(huán)境下真正發(fā)揮功能的活性個體。
針對上述問題，本研究開發(fā)高溫大曲復雜基質(zhì)中單細胞提取技術(shù)，結(jié)合基于膜完整性的熒光激活細胞分選（FACS），實現(xiàn)高溫大曲活性定量微生物檢測；基于單細胞水平的解析，研究發(fā)現(xiàn)，高品質(zhì)大曲中，中等豐度的真核微生物（真菌）在群落活性與功能中扮演著此前被低估的關(guān)鍵角色；沿著“活性解析-理性設計-功能強化”路徑，理性構(gòu)建了具有明確功能分工與協(xié)同機制的真菌合成群落（SynCom），并將其用于低等級成熟大曲的原位生物強化。強化大曲在微生物結(jié)構(gòu)、風味物質(zhì)定量、發(fā)酵參數(shù)上實現(xiàn)了優(yōu)級水平，驗證了中等豐度真核微生物的群體功能?；诤昊蚪M的機制分析證實，SynCom的引入，為實際發(fā)酵體系構(gòu)建了一個協(xié)調(diào)的多酶網(wǎng)絡，加速了底物周轉(zhuǎn)，支撐了風味前體積累與香氣提升，充分展示了其在白酒產(chǎn)業(yè)中的工程應用潛力。