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1、酿酒工艺期末结课论文作业论文题目：酱香型白酒微生物最新研究进展撰写人： 熊旭升班级：11生物技术学号：授课老师：曹海鹏老师评价与评分:酱香型白酒微生物最新研究进展（贵州师范大学生命科学学院11生物技术 熊旭升110903030061）摘要：在传统固态白酒酿造过程中，微生物对白酒的品质、风味起着重要作用。 本文从酒曲微生物、酒醅微生物、酒窖泥微生物三方面概述了酱香型白酒微生物 研究现状及最新研究成果，并对其进行分析探讨和展望，得出在酱香型白酒生产 中微生物复杂度对酒质风味影响的重要性，未来白酒微生物研究的主要方向是分 子水平的机制机理的基础理论研究。同时分享对酿酒工艺这门课程的学习体 会。关键词
2、：酱香型白酒、微生物、研究进展1.引言白酒是我国传统的发酵食品，有着悠久的历史，从古至今一直受到人们的喜 爱。中国传统白酒是以优质粮谷类为原料，以酒曲为糖化发酵剂，采用固态、半 固态或液态发酵方式，经蒸馏、贮存和勾兑而成的含酒精的饮料1，被列为世界 著名六大蒸馏酒之一。我国白酒呈现五大类香型：酱香型、浓香型、清香型、 米香型和其他香型。而在白酒的生产过程中，开放式生产工艺是优质白酒生产工 艺中特有的，因为其网罗了自然空气中的大量微生物，而这些微生物在产酒生香 中扮演了主要角色。结合白酒的生产工艺，我们知道白酒的酿造过程其实是相关 微生物的代谢过程，而这些微生物主要来源于酒曲、窖泥和酒醅，参与酒
3、精和香 味物质的形成，是影响白酒典型香型形成的重要因素。酿酒微生物的种类、数量、 分布及其消长变化等对白酒发酵途径及最终产物的生成均有着重大的影响。白酒 生产中酿酒微生物的研究水平直接影响白酒生产技术水平，进而影响白酒的质 量；微生物群落结构，尤其是风味微生物菌群结构，对于白酒的产量与质量起着 决定性的作用。20世纪60年代至今，白酒微生物的研究进入了高潮，各酒厂、科研机构 和学校纷纷对白酒微生物进行研究。2000年以后，进入了白酒研究的高潮期， 各地学者对白酒微生物的分离鉴定、分布及变化规律、理化性质等进行深入研究。 按香型归类，发表研究浓香型、酱香型、清香型和其他香型白酒微生物的文章占 有
4、关白酒微生物研究论文比例分别约为66%、16%、11%、7%，说明研究浓香型 白酒微生物的占主要部分。浓香型白酒微生物研究进展已有报道，而酱香型白酒 微生物研究现状报道较少且相对零散。作为中国传统白酒类型之一，近年来酱香 型白酒发展较快，2001年酱香型白酒产量在全国白酒产量中仅占0.2 %, 2009年 酱香型白酒产量约占全国白酒总量的1 %，销售收入约占15 %利税占行业35 % 左右，产量、产值、利润均得到大幅提升，呈现出快速发展的良好态势，形成了 白酒行业一个新的增长点3。在微生物研究方面相对浓香型白酒来说虽望其项 背，而在这其中酱香型白酒代表茅台酒在微生物研究方面又独树一帜，早在19
5、56 年国家科委制定的长远科技发展规划项目中就提出了对贵州茅台酒的酿造微生 物进行研究，1975年，贵州轻工科研所对茅台酒酿造微生物进行研究，并认定 茅台曲是一种高温细菌酒曲4。在此，作者本人通过对相关课程的学习和对相关 研究报道的阅读，主要关注酱香型白酒微生物研究现状成果，来进一步加深理解 微生物对白酒的品质、风味起着重要作用。本文从酒曲微生物、酒醅微生物、酒 窖泥微生物三方面概述了酱香型白酒微生物研究现状，并对其进行分析探讨和展望，得出在酱香型白酒生产中微生物复杂度对酒质风味影响的重要性。同时分享 对酿酒工艺这门课程的学习体会。2. 酱香型白酒酒曲微生物研究现状2.1大曲制作工艺 酱香型白
6、酒以其“酱香突出，幽雅细腻，酒体醇厚，空杯 余香长久”的独特风味而深得人心，属于白酒中的精品。一般优质的酱香型白酒 像茅台酒都使用传统的酿造工艺，而使用大曲做糖化剂是所有优质白酒生产的一 个共同特点。茅台酒更是采用“高温制曲，高温堆积，高温发酵，高温流酒”的 独特酿造工艺，因而在酱香型白酒生产中属于典型的高温大曲制酒。我们知道“曲 乃酒之骨”，好曲产好酒；在酿造过程中，大曲的主要作用是糖化、发酵及生香， 而产生这些理化过程的主要是大曲中的微生物的作用。而高温大曲中的微生物的 作用和大曲中的微生物的作用并不完全相同，主要是糖化和生香；在这其中生香 又是其主要作用，因为高温曲糖化酶的糖化力低，这也
7、是高温大曲与其他大曲的 显著差异，而这也决定了在酱香型白酒的生产工艺中：大量用曲，窖外堆积的独 特之处。酱香型白酒生产用大曲高温大曲酱香浓郁，其制曲操作工艺特点主要是制曲 温度在60C65C。其制曲的工艺操作流程如下图1，以优质小麦为原料，其含 有大量的酶和蛋白质，制曲过程淀粉转化为糖，蛋白质分解成氨基酸，高温条件 下氨基酸和还原型单糖发生美拉德反应5生成酱香物质。在制曲过程中影响曲药 质量的主要因素有制曲图1酱香大曲的制曲工艺操作水分、制曲温度及培菌管理。在制曲工艺流程中，首先进行配料，配料好了后进行拌料，拌料中加水是关 键，要求是为小麦原料的34%41%。若水分过多，曲坯不易成形，不利于有
8、益 微生物生长，且易长毛霉。拌料好后踩曲成型，入仓堆积进行仓内发酵，在这个 过程中必须加强培菌管理控制好温度适宜，理想的温度，促进各种生化反应，同 时以满足所需耐高温微生物种群的生长，产生各种酶和酱香物质，若曲温升高过 快，易引起酸败影响酒曲质量。高温曲生产发酵过程要合理堆曲，加盖稻草保温。 曲坯在发酵室的堆放应横应相间排列，曲坯间距一般冬季为1.52 cm，夏季为 23 cm，用稻草隔开。曲坯层与层间铺上稻草，上下2层曲坯的横竖排列应错 开，以便空气流通。曲坯堆好后，用稻草覆盖曲坯上面及四周，保温保湿培养。 曲坯入房后23 d品温上升到5558 C，曲坯变软，颜色变深，同时散发出 甜酒酿样的
9、醇香和酸味，此时为升温生酸期，当曲坯温度达到65 C左右时，即 可进行第1次翻曲。在生酸期，酸可抑制酸败菌的生长，使曲不馒不臭；升温 有利于高温细菌的繁殖，并在繁殖过程中产生热量，使整个制曲过程持续高温。 到第7 d时，曲色变深，酱味变浓，少数曲块黄白交界的接触部位开始有轻微的 曲香，这是酱香味的形成阶段，这时进行第二次翻曲。此时，细菌占优势，霉菌 受抑制，酵母菌逐渐被淘汰。到14 d时，除部分高温曲块外，大部分曲块均可 闻到曲香，但香味不够浓厚，此时仍是细菌占绝对优势。在整个高温阶段，嗜 热芽孢杆菌对制曲原料中蛋白质的分解能力和水解淀粉的能力都很强，为曲的酱 香形成起着极其重要的作用。2次翻
10、曲后，曲坯逐渐进入干燥期，曲坯在干燥过 程中，继续形成曲的酱香。另外，65 C左右的高温培养，实质上是对芽孢杆菌 等细菌的一种纯化操作，这些有益微生物及其代谢产物进入酿酒工序后，在高温 操作过程中强化了酒醅自身形成酱香的原动力，促进酱香物质的进一步生成6。2.2酱香型白酒酒曲微生物研究现状 高温大曲中的微生物品种繁多，类别复 杂，主要有细菌、霉菌、酵母和放线菌等，这些微生物在高温大曲的培养制作过 程中，其消长规律和对成品高温大曲生产的作用是不相同的。近年来随着生物技 术的不断发展，在微生物种类鉴别、群落分布、理化代谢等研究方面快速发展， 新的技术使得研究越来越容易，在酒类微生物的研究方面也不断
11、发展特别是酱香 型白酒微生物方面。其中酱香型白酒典范茅台酒更是在1959年起就由国家轻工 部发酵所、中国科学院微生物研究所、贵州省科委、贵州省轻工研究所、茅台酒 厂等研究单位进行了 “茅台酒传统工艺研究”、“两期科技试点”、“茅台酒异地试 验”、“茅台酒香气香味成分研究”、“低度茅台酒的研制”等一系列的科学研究。 时至今日，在酱香型白酒微生物研究领域已取得了很多研究成果。1995年王忠 彦、寇运同等在对高温大曲微生物区系的初步研究中，将高温大曲中的微生物类 群，分曲皮、曲心进行了不同温度下的培养计数。发现细菌最多，霉菌次之，酵 母和放线菌很少；曲皮细菌明显高于曲心，曲皮的细菌数在45C55C时
12、达到高 峰。而曲心细菌则在37C最多。研究表明，高温大曲中的微生物主要来自曲母， 原料和环境，是个复杂的微生物群。成品曲中，细菌占主要，霉菌少量存在，酵 母菌和放线菌很少。这说明高温制曲使大曲内的菌系向繁殖细菌方向转化。高温 细菌在细菌中占优势，说明高温制曲也是对高温菌的富集过程7。2011年杨涛、 庄名扬、李国友等在微生物技术在酱香型白酒生产中的应用研究中，从酱香大曲 分离到5株嗜热芽孢杆菌，经鉴定它们分别归属于地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆 菌、短小芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌及巨大芽孢杆菌，均产生高活性蛋白水解酶。而这些细菌的主要作用是形成幽雅纯正、曲香馥郁的丰富香味8。四川农业大学 刘洪伟、邬应
13、龙对贵州茅台酒酒曲中5株真菌(菌种编号为Rl、R2、R3、R4、 R5)进行了分离、纯化培养，参照KlichMA、RaperKB和张纪忠的方法对5株真 菌进行了鉴定。结果：霉菌菌株Rl为米曲霉(AspergillusOryzae)，R2为红曲菌 (Monascus)，R3 黑曲霉(AspergillusNiger)，R4 为炭黑曲霉(As-pergilluscarbonarius)。 R5为米根霉(RhizopusOryzae)9。杨帆、林 琳、季克良等在茅台大曲中3株芽 孢杆菌代谢产物的比对分析研究中，从茅台酒生产用大曲中分离纯化得到3株 芽孢杆菌，分别是地衣芽孢杆菌MTDB-01、地衣芽孢
14、杆菌MTDB-02和枯草芽 孢杆菌MTDB-03，并分析比对其代谢产物。结果表明，其共同的代谢产物为： 3-羟基-2-丁酮、2,6-二甲基毗嗪、三甲基毗嗪、四甲基毗嗪、呋喃扭尔、异戊酸、 2-甲基-2-丁烯酸、2,3-丁二醇、B-苯乙醇和苯乙酸。初步明确这3株芽孢杆菌 在茅台大曲生产过程中对茅台大曲风味的贡献10。2012年黑龙江轻工研究院栗 伟对酱香型大曲中细菌进行了分离与分析，发现大曲中含有丰富的细菌类，它们 参与了原料中淀粉变糖、糖生成酒精的发酵基本过程，更重要的是参与了原料及 发酵过程中的基础物质生成众多呈香呈味物质的过程11。贵州大学生命科学学学 院刘效毅、郭坤亮等利用现代分子生物学
15、方法对酱香型白酒高温大曲中微生物的 多样性进行研究分析。从酱香型白酒高温大曲中分离出147株微生物，其中97 株为细菌，包括芽孢杆菌、放线菌、葡萄球菌、微球菌4类；50株霉菌，包括 青霉、曲霉、毛霉、交链孢霉、茎点霉菌、球毛壳、散囊菌、红曲霉8类，研 究结果表明，高温大曲中的微生物具有高度的多样性12。张应莲，黄永光从酱 香大曲中分离的白地霉菌株Geotrichum candidum MTBD进行了鉴定，并对该 菌株的固态发酵和液态条件下产蛋白酶及其产酶条件进行了研究，结果表明，该 菌株能产较高活力的蛋白酶，发酵代谢产物包括酸类、酯类、芳香族化合物、醛 酮类、含氮化合物等多种成分，与茅台地区酱
16、香型白酒的风味成分分析结果进行 比较分析，发现该菌株也是酱香型白酒生产的主要功能菌株，对提供发酵动力和 风味形成具有重要的贡献13。谭映月、胡萍等利用PCR-DGGE技术研究酱香 型白酒制曲过程中的细菌菌群结构及其消长规律，鉴定出不同样品的优势菌群。 结果表明，酱香型大曲间的细菌组成存在明显差异，随着曲药的发酵，细菌多样 性下降，优势菌群变化明显。其中，芽孢杆菌属(Bacillus)、明串珠菌属(Leuconostoc)、片球菌属(Pedio coccus) 魏斯氏菌属(Weissella)、棒状杆 菌属(Corynebacterium)、高温放线菌属(Thermoactinomyces)和乳酸杆菌属(Lactobacillus)是母曲和翻仓曲的优势菌群，而出仓曲的主要类群为芽孢杆菌 属(Bacillus)和乳酸杆菌属(Lactobacil lus)。另外，还发现了在白酒曲药中 不曾报道
