正文 第一節 釀酒微生物的研究進展(2 / 3)

黃丹等最近從瀘型大曲中篩選得到1株高產酯化酶的黃曲黴菌株,並對該菌產酯化酶條件進行了研究,該菌種以黃豆粉為N源,澱粉為C源,pH6.0,於36℃,150r/min恒溫振蕩培養72h,酶活力可達9.16u/mL。

二、窖泥微生物的研究

對百年老窖進行了較係統的研究,見第九章第一節,窖泥微生物的研究促成了人工窖泥的成功培養,打破了新窖不能出好酒的規律,對濃香型大曲酒的發展起到了重要推動作用。

2004年劍南春在其發酵窖池的老窖泥中分離到產己酸的菌株,經BioLog微生物鑒定係統鑒定為“Clostridium cocleatum”,即耳渦形梭菌。該菌種在生理生化特性上與克拉瓦菌有明顯的不同,在分類學上也有較遠的距離。對該菌的單菌種發酵實驗並利用氣相色譜儀對發酵產物進行分析,證實在改良的巴氏培養基或厭氧培養基中,在一定的培養條件下,耳渦形梭菌發酵生成正丁醇、丁酸與己酸。耳渦形梭菌是至今行業內首次確定己酸菌的科學名稱,這是我國釀酒行業的重大發現。

2006年劉莉蔭等從濃香型窖池中分離到的24株片球菌,鑒定屬於7個種,並提出了2個新種。從白酒窖池中分離得到數量和種類如此多的片球菌是研究窖池窖泥微生物群落構成的首次報道。大量的片球菌存在於窖池中,其代謝產物在發酵過程中應該會起到重要作用。已報道的片球菌不僅可作為促酵物,而且有些種可以降低發酵產物中的含胺量,對風味的形成有較大影響。

三、糟醅微生物的研究

由於中國傳統固態發酵白酒生產的工藝特殊性,以及相關研究技術及手段受生產地域、發酵周期、產品風格等多方麵因素的限製,加之糟醅微生物區係研究的鑒定工作量相當浩大,對其動態性探討相對較少,針對不同的生產廠家做了一些探索性的工作。現歸納如下。

熊昌緒采用新疆“八一”酒廠的濃香型特種酒醅,對其22d發酵過程中的微生物消長狀況做了初步探索,實驗中微生物按細菌、酵母、黴菌進行了初步分類和數量統計。整個發酵過程中,細菌總數高於黴菌和酵母,其中細菌數量的變化相對較小,細菌多為革蘭染色G-杆菌;酵母繁殖較快,第3天就達到數量高峰;黴菌在入窖時數量最多,估計與大曲粉中存在大量黴菌有關。根據對黴菌的鏡檢及分析情況,顯示酒醅中多為黑曲黴和黃曲黴,根黴和毛黴數量極少,青黴罕見,估計為汙染。

羅誌騰對西安大曲發酵酒醅在13d發酵過程中的微生物區係做了初步研究,初步弄清了細菌、黴菌和酵母之間的相互消長規律,同時對發酵過程中微生物的消長原因進行了初步探索。根據菌落統計分析結果,細菌總數占全部微生物數量的47.68%,酵母占48.37%,黴菌占3.93%。黴菌在入窖後前3d有少量存在,進入中期後低於10d不能被發現;酵母的數量優勢在發酵前期,進入中期後急劇下降;細菌隨發酵時間延長逐漸增加,後期數量達到最高峰。在窖池不同深度,微生物的分布存在差異,大體為淺層較多,深層較少。全部75份樣品中得到192株菌,計24屬微生物,分別是酵母4種,黴菌5種,細菌15種。細菌中的優勢菌主要是芽孢杆菌2種,節杆菌1種,醋酸杆菌2種;酵母有漢遜酵母、假絲酵母、釀酒酵母和紅酵母;黴菌有根黴、毛黴、青黴和曲黴。

施安輝以山東蘭陵美酒廠及莘縣酒廠的特曲窖為試驗窖,對濃香型白酒50d發酵過程中酒醅微生物區係進行了動態跟蹤,初步剖析了動態發酵過程中酒醅中微生物的構成其數量變化狀態。根據分析結果,細菌總數以發酵第3天最高(8.0×105個/g糟),以後逐漸下降,其中芽孢杆菌發酵第8天達到最高(1.9×105),30d後幾乎全是芽孢杆菌,以己酸菌、丁酸菌為主,其次是乳酸菌;酵母總數在發酵第3天最高(3.3×107個/g糟),以後逐漸下降;黴菌總數在發酵8d內急劇下降。20d後回升到入窖水平,發酵50d下降到最低點。各類微生物常規分類的鑒定結果顯示,細菌類分別是短杆菌屬、鏈球菌屬、葡萄球菌屬、乳酸杆菌屬、丁酸杆菌屬、芽孢杆菌屬、芽孢梭菌屬、微球菌屬、甲烷杆菌屬等,以芽孢杆菌屬為主;酵母類分別是漢遜酵母屬、酵母菌屬、球擬酵母屬、假絲酵母屬、紅酵母屬、德巴利酵母屬等,以漢遜酵母屬、酵母菌屬為主;黴菌類主要是曲黴,其次是根黴,毛黴一般3d後即消失,曲黴中大多是黃曲黴(部分米曲黴)。

2006年羅俊成等從瀘州老窖國寶窖池酒醅中分離到69株芽孢杆菌,通過形態特征和生理特性檢測等傳統鑒定方法,將其歸為5個類群。用聚合酶鏈反應(PCR)擴增出5個類群代表菌株的16S rDNA基因全序列,並對其進行測序。用blast軟件在Genbank中進行所得序列的同源性檢索,並構建係統發育樹。從係統發育樹可以看出,樣品中芽孢杆菌以地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)和解澱粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)為主,枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和環狀芽孢杆菌(Bacillus circulans)也占有相當的比例,還有一定數量的蠟狀芽孢杆菌(Bacillus cereus)。表明窖池酒醅中芽孢杆菌呈現多樣性,且優勢種群不明顯。

2007年趙東等以五糧液技術中心試驗窖池為研究對象,通過跟蹤發酵過程取樣,對酒醅中的微生物區係及其生態因子進行了研究,初步揭示了酒醅微生物區係與酒醅生態因子在演變過程中的相互關係,對濃香型白酒的發酵機理進行了初步闡述。研究發現在發酵初期,窖池內存在大量氧氣,加之酒醅中有機酸和酒精含量都相對較低,好氧細菌、酵母菌、黴菌等需氧生長微生物都得到了迅速增殖。而雜醇油主要在這一時期產生。由於微生物生長過程中代謝產熱,促進了窖內溫度的迅速升高。隨著發酵進程的向前推移,窖內氧氣迅速耗盡,好氧細菌、黴菌迅速消亡。發酵2~15d為酒精主發酵期,酵母菌則在發酵2~5d邊生長邊發酵,而後,隨著酒醅中酒精含量的逐漸提高,大量對環境耐受力差的酵母菌發生自融消亡。在酒精主發酵期內產生了大量熱量,促進了酒醅溫度的迅速升高。在發酵中後期,窖池酒醅處於厭氧環境,乳酸菌的代謝活動開始活躍,產生了大量的乳酸,促使窖內酒醅的酸度迅速升高。在此階段,酒醅內酸與乙醇的含量都很高,酸醇酯化反應加速,生成了大量以乳酸乙酯為主的酯類物質。另外取樣分析發現,中層邊糟醅樣中的己酸、丁酸以及與它們相對應的己酸乙酯、丁酸乙酯的含量均高於同期的中層中心樣,證明己酸和丁酸以及相應的酯類物質的形成與來源於窖泥的功能性微生物息息相關。

提出了對乳酸菌作用的再認識:過去人們談“增己降乳”,主要是因為發酵過程中乳酸菌過度產酸,己酸菌代謝產己酸活動受到抑製,造成酒體中乳酸和己酸以及它們相應的乙酯比例失調,進而失去濃香型白酒的典型風格。然而,乳酸菌在濃香型白酒生產中的重要作用不可忽視,在發酵中後期,糟醅中的乳酸菌占據了微生物的主體地位,通過代謝活動產生了大量的乳酸,有效地抑製了部分雜菌的代謝活動。乳酸菌代謝產生的乳酸以及由乳酸衍生而來的乳酸乙酯是酒醅中除乙醇外的最重要的微生物代謝產物。通過蒸餾,部分乳酸和乳酸乙酯進入酒體中,它們與其他成分按適當比例存在,能夠增強酒體的濃厚感,是濃香型白酒風格形成的重要物質基礎。因此,需要在生產中對乳酸菌進行有效的控製,控製其代謝所產生的酸酯在合理的範圍內,對發酵產酒以及最終酒體風格的形成做出積極的貢獻。