中国微生态学杂志

浓香型白酒酿造过程中微生态群落的研究进展

 

食品酿造历史悠久,源远流长,产品种类繁多,风味独特,以酒类酿造最具代表。除了世界著名六大蒸馏酒外,还包括黄酒、葡萄酒、啤酒、清酒等,它们大多为混合菌自然酿造。中国白酒在世界上独树一帜,酿造工艺独特,风味多样,按其风格特点可分为浓香、酱香、清香与米香4大基本香型,并由此衍生出兼香、凤香、特香、芝麻香等8种香型。其中,浓香型白酒具有“窖香浓郁、绵软甘冽、香味协调、尾净余长”的风格特点,受到广大消费者的青睐,这与其独特的酿造工艺密切相关。从某种角度讲,浓香型白酒酿造微生态系统是酒类酿造中最为复杂的人工微生态系统,它以“千年老窖,万年糟醅”为基础,经过长期的人工驯化,形成了特殊的酿酒微生物区系。对浓香型白酒酿造系统中复杂微生物系统及其生物学过程的研究,是阐明浓香型白酒风味、风格差异,提升生产技术水平,提高产品品质的基础,具有重要的理论和实践价值。

表1 酿酒微生态系统中主要微生物种属种群 大曲微生态系统 酒醅微生态系统 窖泥微生态系统

浓香型白酒酿造过程中存在着三大人工微生态系统,即大曲人工微生态系统、窖池人工微生态系统和窖泥人工微生态系统,可统称为酿酒人工微生态系统。该系统具有以下特点:(1)不稳定性,该系统易受各种外部因素的影响;(2)开放性,系统本身不能自给自足,依赖于外系统,并受外部的调控;(3)目的性,满足人类酿酒的需要;(4)可控性,可人工控制条件以满足发酵微生物的代谢需要。

在正常的人工酿酒微生态系统中,存在着严格的微生物群落演替过程和各种群间的共栖、共生、共酵的代谢调控过程。通过人为控制养分、温度、水分、氧气、pH、时间等环境因子,以“投其所好,抑其所恶”方式促进有益微生物生长代谢,以“抑其所好,投其所恶”方式抑制有害微生物生长代谢,促进与抑制并举,实现系统内菌系、酶系、物系三系流通,固、液、汽三相融合,物质、能量、信息三流运转[1]。三大人工微生态系统之间相互协调,相互融合,完成复杂微生物代谢过程,最终达到生产优质浓香型白酒的目的。

1 酿酒微生物分类研究

中国酿酒微生物研究自20世纪80年代至今一直是研究的热点。利用传统方法和现代分子生物学方法,研究者对酒曲、酒醅、窖池中的微生物进行了大量研究,初步解析了酒曲、酒醅和窖泥中的微生物种类、数量与群落结构,并对选育的大曲优良菌株和窖泥功能菌株进行了应用研究。表1列出了浓香型酿酒微生态系统中的主要微生物种属。

2 人工大曲微生态系统中的群落演替

人工大曲微生态系统是开放型的,因此大曲中的微生物区系组成与制曲环境中的微生物关系极为密切,由于养料、水分、pH、温度、氧分等环境因子是随着时间不断变化的,因此,大曲中的微生物群落的种群和数量也呈动态变化趋势。温度是制曲的关键因子之一,对大曲微生物群落演替起重要作用。

霉菌Monascus[2]、Rhizopus、Thermoascus、Amylomyces、Talaromyces[5]、Thermomyceslanugin、Aspergillusoryzae[3]、Wallemia、Rhizomucor[4]、Byssochlamys[6]、Absdia、Muc or[7]Absidia、Aspergillus、Neurospora、Mueor、Penicillium、Talaromyces、Talaromyces、Eurotium、Fomitopsis[9-12].

酵母Saccharomyces[5]、Pichiakudriavzevii[3]、Issatcenkia、Candida、Sacharomycopsis、Wickerhamomyces[4]、Kluyveromycesmarxianus[7]

Saccharomyces、Sporobolomyces、Oosporidium、Brettanomyces、Citeromyces、Pachysolen、Hansenula、Dekkera、Endomycopsis、Saccha romycopsis、Issatchenkia、Endomyces、Trichosporon、Torulaspora;Saccharomycessp.、Debaryomyce shansenii、Candidapseudolambica、Issatchenkiaorientali、Saccharomycescerevisiae[9-12]].

细菌Staphylococcus、Weissella、Bacillus、Lactobacillus、Kroppenstedtia、Thermoactinomyces、Saccharopolyspora、Brevibacterium[6]、Leuconostocmesenteroides、Escherichia、Pantoeaconspicua、Erwiniapyrifoliae[8]Lactobacillus、Weissella、Bacillus、Dysgonomonas、Ruminococcaceae、Comamonas、Staphylococcus、Pseudomonas、Lactococcus、Leuconostoc、Thermoactinomyces、Acetobacter[9-12]

Pelotomaculum、Sedimentibacter、Sporosarcina、Psychrobacter、Syntrophomonas、Petrimonas、Lactobacillus、Tissierella、Acetivibrio、Proteiniphilum、Carnobacterium、Anaerolineaceae、Pseuclomonas、Lutispora[11-13,25-27]].

大曲的生产不仅是环境微生物富集、生长繁殖与代谢过程,随着制曲过程中环境因子的人为调控,还发生了菌群的演替与驯化,并在此过程中逐渐成为多菌系、酶系和多物系的载体[14],为白酒的酿造提供糖化、发酵动力与产香动力。