作为世界六大主要蒸馏酒之一，朗姆酒因其独特的感官特性（如果香和花香）而受到消费者的广泛喜爱（Corbion C.等，2023年）。随着市场的扩张，全球朗姆酒市场价值已达170.4亿美元，这得益于年轻消费者对具有多种风味和高感官品质的酒精饮料的需求不断增加（Tinashe M.等，2021年）。为了获得市场认可，生产商开始关注提升产品质量和附加值（Gonçalves L. C. M.等，2022年）。感官质量——尤其是风味——通常是影响消费者选择的主要因素。朗姆酒的风味和香气源自发酵过程中形成的多种有机化合物，这些化合物在蒸馏后仍然保留下来（Gonçalves L. C. M.等，2022年；Laura F.等，2016b年）。因此，朗姆酒的感官特性与其发酵过程密切相关（Amorim J. C.等，2016年）。
参与发酵过程的微生物在很大程度上决定了最终产品的风味和质量（Wang F.等，2024年）。朗姆酒生产中的自然发酵涉及复杂的酵母和细菌群落，这些微生物不仅赋予了独特的风味，但也带来了效率低、污染风险高和品质不稳定等问题（Coelho C.等，2020年；Duarte W. F.等，2011年；Tinashe M.等，2021年）。为了更好地控制发酵过程，一些酿酒厂使用选定的酿酒酵母纯培养株，从而提高了乙醇产量和某些风味化合物的含量（Coelho C.等，2020年）。然而，这种单一培养的产品往往缺乏风味的复杂性和多样性（Amorim J. C.等，2016年）。受自然微生物多样性的启发，多种微生物的共发酵成为一种可行的策略，可以克服单一培养的局限性，同时提高工艺控制能力和产品风味复杂性（Guo L.等，2024年）。例如，在甘蔗酒精生产中，Pichia caribbica UFLA CAF733与酿酒酵母 UFLA CA11的共发酵提高了挥发性化合物的浓度，如乙基苯乙酸酯、芳樟醇和乙基己酸酯，显著增强了香气（Ferreira D. W.等，2013年）。同样，在葡萄酒生产中，使用Oenococcus oeni和酿酒酵母的混合培养增加了萜烯、醋酸酯以及短链和中链脂肪酸的乙酯含量，提升了花香和果香（Yang L.等，2024年）。因此，基于自然群落设计协同作用的微生物组合以增强风味的研究和应用已经得到了广泛开展（Malekijahan F.等，2025年；Portugal C. B.等，2016年）。尽管在自然朗姆酒发酵过程中存在少量的非酿酒酵母（如裂殖酵母）和细菌（如丁酸梭菌），它们在风味形成中起着关键作用（Tinashe M.等，2021年），但专门研究朗姆酒发酵系统中微生物之间的协作模式及其与关键风味代谢物形成之间内在关系的研究仍然较少。
将产酸的厌氧细菌与传统的发酵微生物结合使用可以增强挥发性风味化合物的生成。例如，在白酒发酵过程中接种丁酸梭菌已被证明可以促进乙基丁酸酯和乙基己酸酯的合成，从而强化白酒的特征风味（Qiu F.等，2025年）。类似地，将外源丁酸梭菌引入发酵谷物中显著增加了关键风味化合物的含量，提高了酒精浓度，并改善了产品的整体感官质量（Guan T.等，2023年）。受这些发现的启发，一种潜在的朗姆酒生产策略是在发酵过程中利用功能性微生物提供风味前体。这些前体可以被酵母或其他微生物代谢生成酯类，从而可能产生更丰富的挥发性化合物和更丰富的风味。丁酸梭菌是一种在自然朗姆酒发酵中存在的产酸细菌，能够生成丁酸等脂肪酸（Oliveira R. A. d.等，2024年；Qiu F.等，2024年）。这些脂肪酸随后可以与乙醇酯化形成相应的乙酯（如乙基丁酸酯），从而增强朗姆酒的独特香气。因此，将酿造酵母与产酸细菌如丁酸梭菌共发酵是一种改善朗姆酒风味质量的可行策略。
细菌与酿酒酵母共发酵的效果取决于关键的操作参数，尤其是接种时间和比例（Zhang M.等，2022年）。在葡萄酒香气增强方面，同时接种和顺序接种策略都能产生感官接受度更高的产品，其中顺序接种通常效果更明显（Su Y.等，2024年）。例如，先接种非酿酒酵母再接种酿酒酵母的顺序发酵方法已被证明可以促进猕猴桃葡萄酒中挥发性化合物的形成（Sun W.等，2025年）。此外，接种比例是决定发酵质量的关键因素。以1:1的比例顺序接种Metschnikowia pulcherrima和酿酒酵母可更有效地提高李子酒中的酯类和萜烯含量，增强其果香特征（Zhang M.等，2022年）。相反，不理想的接种比例可能导致发酵缓慢、异味产生以及混合培养系统的工艺重复性差（Garavaglia J.等，2015年）。以往的研究主要集中在非酿酒酵母和乳酸菌与酿酒酵母的共发酵上。然而，关于在受控条件下丁酸梭菌等专性厌氧菌与酿酒酵母之间的相互作用及其对朗姆酒发酵液理化性质和风味质量的影响的研究尚缺乏系统性的探讨。
本研究系统地研究了在甘蔗糖蜜系统中，酿酒酵母与丁酸梭菌共发酵对朗姆酒风味形成的影响。通过监测发酵动力学和关键理化参数，揭示了丁酸梭菌对酿酒酵母生长、代谢和发酵性能的影响。使用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（HS-SPME-GC-MS）分析了发酵液的挥发性风味成分。结合感官评估，阐明了共发酵带来的风味和感官属性的差异。本研究深入分析了朗姆酒发酵过程中的微生物相互作用及其对风味质量的影响，为朗姆酒及其他发酵食品的功能性提升和风味定制提供了理论和技术支持。
