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酱香型白酒独特的高温酿造工艺,使其酿造微生物形成独特的生理代谢特征及机制,产生特殊的白酒风味。解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)是酱香型白酒酿造体系中重要的产香功能细菌,但是其产酱香的分子机制尚不明晰。探究解淀粉芽孢杆菌在不同温度下的酿造特征及代谢机制,有助于解析产酱香微生物对酱香风味形成的影响机制,完善酱香型白酒酿造理论体系,对酱香型白酒的质量控制亦具有实践指导意义。本文以从贵州某酱香酒厂的窖内酒醅中筛选得到的1株产酱香解淀粉芽孢杆菌JP-1为研究对象,通过研究解淀粉芽孢杆菌JP-1在不同温度下的发酵特征及风味变化,结合转录组学技术,解析温度对解淀粉芽孢杆菌JP-1风味代谢的影响。主要研究内容与结论如下:1.对高温(55℃、45℃)和中低温(37℃)条件下解淀粉芽孢杆菌JP-1的理化指标及酶活力进行测定。结果表明在37℃条件下,解淀粉芽孢杆菌JP-1的生物量为8.13×10~9cfu/ml,发酵醅中p H值、水分含量分别为6.14±0.00、41.56±0.737%,均显著高于45℃和55℃(p<0.05);在45℃条件下,发酵醅中酸性蛋白酶活力、淀粉酶活力、还原糖以及氨基酸态氮含量分别为257.44±3.947 U/g、26.83±0.57 U/g、1.83±0.131 g/100g、0.39±0.013 g/100g,均显著高于37℃和55℃(p<0.05);在55℃条件下,发酵醅中淀粉、粗蛋白、总酸、游离氨基酸含量分别为19.78±0.333%、7.75±0.133g/100g、0.27±0.008g/g、0.136%,均显著高于37℃和45℃(p<0.05)。2.运用HS-SPME-GC-MS技术对高温(55℃、45℃)和中低温(37℃)条件下解淀粉芽孢杆菌JP-1的挥发性风味物质进行对比分析。PCA分析揭示不同温度条件下发酵醅中挥发性风味物质的组成及含量存在显著差异。通过主成分分析,表明不同温度下发酵醅中挥发性风味物质的组成及含量存在显著差异。半定量分析表明,高温条件有利于增加醇类和吡嗪类物质的相对含量,减少酮类物质的相对含量。转录组数据分析发现:高温胁迫下,α-乙酰乳酸脱羧酶、2,3-丁二醇脱氢酶的编码基因表达下调使得乙偶姻、2,3-丁二酮的相对百分含量显著降低,进而导致酮物质相对含量下降;苏氨酸脱氢酶的编码基因表达上调使得芽孢杆菌JP-1产2,5-二甲基吡嗪的能力显著提高,进而导致吡嗪类物质相对含量增加。3.应用Illumina Hi Seq TM 2500对高温(55℃、45℃)和中低温(37℃)条件下解淀粉芽孢杆菌JP-1进行转录组测序,并对测序结果进行了差异表达分析。三个组合之间共有4,922个差异表达基因(DEGs),45℃-VS-37℃中207个上调表达,236个下调表达;在55℃-VS-37℃中1,130上调表达,1,203个下调表达;在55℃-VS-45℃中1,006个上调表达,1,140个下调表达。4.将差异表达基因进行GO功能显著性富集分析,结果显示解淀粉芽孢杆菌JP-1受到高温(45℃、55℃)胁迫后差异基因主要富集到生物学过程中的蛋白水解和氧化还原,在细胞组分分类中富集到质膜部分和肌动蛋白细胞骨架的基因最多,在分子功能组分中,富集到的转移酶活性和催化活性的基因较多。将差异表达基因进行KEGG显著性富集分析,结果表明55℃高温对解淀粉芽孢杆菌JP-1的能量代谢、碳水化合物代谢、氨基酸代谢等代谢途径影响显著。5.结合相关文献,从45℃-VS-37℃、55℃-VS-37℃和55℃-VS-45℃中共有但表达有差异的基因中初步筛选出天冬酰胺合成酶基因(D2M30＿1151)、α-乙酰乳酸脱羧酶基因(D2M30＿3775)、3D-(3,5/4)-三羟基环己烷-1,2-二酮酰基水解酶基因(D2M30＿4154)、酮醇酸还原异构酶基因(D2M30＿2954)、乙酰谷氨酸激酶基因(D2M30＿1184)、苏氨酸合酶基因(D2M30＿3364)、蔗糖6-果糖基转移酶基因(D2M30＿4251)等20个酱香风味相关候选基因。6.从酱香风味相关候选基因中挑选5个基因(D2M30＿1151、D2M30＿3775、D2M30＿2950、D2M30＿1184、D2M30＿4154),用荧光定量PCR的方法对其进行验证,结果表明与37℃相比,D2M30＿1151、D2M30＿3775基因在45℃、55℃高温下均有不同程度的下调;D2M30＿2950基因在45℃处理下上调,在55℃下下调,D2M30＿1184、D2M30＿4154基因在45℃、55℃高温下均有不同程度的下调,表达趋势与转录组测序结果基本一致,证明测序结果可靠,筛选出的基因可以进行更深入的研究。