挥发性代谢组学

基于GC-MS质谱平台，结合数据库对样本中的代谢物进行鉴定，研究生物体被扰动后其挥发性有机物（500Da以下）的种类、数量及其变化规律的学科。

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玉米酒是以玉米为原料和玉米酒曲为糖化发酵剂，经半固态发酵、蒸馏、贮存、调配而成的汾味白酒。玉米酒中含有酚类活性化合物等保健因子，因其优异的抗氧化性能而受到广泛关注，对冠心病、糖尿病、高脂血症等具有预防作用。玉米酒的发酵过程通常伴随着微生物群落的演代，影响发酵过程中挥发性和非挥发性风味物质的变化。然而，对玉米酒发酵过程中微生物群落演为的研究较少，与挥发性和非挥发性风味物质的关系也不清楚。因此，作者旨在采用16S rDNA测序技术、HS-SPME-GC-MS挥发性代谢组学和GC-MS非靶向代谢组学揭示玉米酒发酵过程中核心微生物与风味物质的关系。

该研究首次揭示了玉米酒发酵过程中微生物群落组成、挥发性和非挥发性风味物质的变化以及非挥发性风味物质代谢途径的富集。结果表明，随着发酵时间的延长，玉米酒的理化性质发生了明显的变化。Bacillus、Prevotella_ 9、Acinetobacter和Gluconobacter都是优势细菌，而Rhizopus和Saccharomyces都是优势真菌。醋酸和琥珀酸是玉米酒中重要的有机酸。从52种挥发性风味物质中筛选出乙酸乙酯、乙酸异戊酯、乙酸己酯、水杨酸甲酯、苯甲醛、香兰素和月桂酸等24种差异显著的物质，使玉米酒具有不同的果香、酯香、玫瑰香、杏仁香和酒香。97种非挥发性风味物质中25种物质显著富集在氨基乙酰-trna生物合成、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成、丙酮酸代谢;酪氨酸代谢、乙醛酸盐和二羧酸盐代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、苯丙氨酸代谢和半胱氨酸和蛋氨酸代谢(通路影响值> 0.1)。挥发性风味物质与微生物属的相关性分析表明，Saccharomyces、Rhizopus and uncultured_bacterium、Aneurinibacillus、Wickerhamomyces和Gluconobacter可能是玉米酒中潜在的风味微生物。此外，Saccharomyces、uncultured_bacterium和Rhizopus与非挥发性风味物质的形成呈正相关。这些发现有助于了解微生物群落变化基础上挥发性和非挥发性风味物质的形成机理，也将为玉米酒的高品质标准化生产提供理论依据。