近期，江南大学生物工程学院夏小乐教授团队在在固态发酵大曲水分迁移与微生物代谢调控方面取得重要进展，研究结果“Moisture transfer-driven quality enhancement in solid-state fermented Daqu: Synergistic effects of microbial community adaptation and functional enzyme metabolism”正式发表于Bioresource Technology（IF=9.0）（https://doi.org/10.1016/j.biortech.2026.134771）。
传统固态发酵（SSF）在食品饮料生产、农业废弃物处理及资源循环利用中具有重要地位。大曲作为中国白酒生产的多菌种发酵起始剂，其固态发酵过程涉及复杂的生物与非生物因素的联合作用。水分不仅是微生物代谢的关键介质，还通过调控孔隙结构、气体扩散和营养物质输运直接决定大曲的酶系组成和风味品质。然而，以往研究多聚焦于温度的影响，水分作为溶质传递载体，其传质行为如何重塑底物可用性并驱动酶系协同，仍不明确。因此，水分传递如何驱动微生物群落组装、代谢通量以及糖化功能酶系的协同表达，长期以来缺乏系统认识。
图形摘要
基于自主研发的智能温湿度控制发酵平台，该研究团队揭示了大曲发酵中水分迁移调控微生物结构和功能的机制。首先通过化学计量学分析和低场核磁共振（LF-NMR）阐明了孔隙率是决定水活度（aw）水平及水分迁移优先级的核心物理因子；然后通过量化水分迁移行为，将其划分为稳态质量传递与瞬态质量传递，并结合宏基因组测序确定了核心微生物在不同水分状态下对底物降解的贡献。这种转移效应驱动了糖化功能微生物的阶段性演替和适应，导致营养成本重新分配后微生物代谢和功能分化之间的权衡，从而促进糖化酶和α-淀粉酶的协同增强。研究成果为通过调节水分平衡优化固态发酵强度和效率提供了理论基础，对传统发酵食品工艺的智能化升级提供了重要指导。
江南大学生物工程学院2021级博士生吴梦尧为第一作者，夏小乐教授为论文通讯作者，上述研究得到了国家自然科学基金（32302030）、江苏省基础研究计划面上项目（BK20252085）和青年项目（BK20251603）的资助。近年来夏小乐教授在发酵食品绿色智能制造、生物大分子元件改造及健康食品领域取得了丰硕成果，相关研究发表在Nature Communications（2025，2026）、Chemical Engineering Journal（2026）、Advanced Science（2025）、Trends in Food Science & Technology (2024，2020)、Biotechnology Advances (2024)、Biosensors and Bioelectronics (2022)、Food Hydrocolloids (2025,2024,2023)、Bioresource Technology（2026,2025）、Critical Reviews in Food Science and Nutrition (2022)、Food Chemistry (2023)、Journal of Agricultural and Food Chemistry（2024,2023,2022）等本领域权威期刊。
