浓香型白酒生产中的功能微生物及其协同作用研究进展

浓香型白酒因其窖香浓郁、香味协调,在中国白酒市场最为畅销.它是以谷物为原料,采用中温大曲作为糖化发酵剂,经过固态发酵、蒸馏、陈酿、勾调而成的发酵食品.在浓香型白酒酿造过程中涉及大曲、窖泥和酒醅中多种类型微生物的参与,不同的酿酒微生物在不同的发酵阶段协同驱动发酵原料发生一系列复杂的生物化学转化,并最终影响白酒的风味特征和品质.基于现有的研究报道,本文从浓香型白酒大曲、酒醅和窖泥中的优势微生物类群、优势微生物功能、微生物之间的协同作用及其对白酒风味的影响等方面综述了浓香型白酒功能微生物的研究进展,并展望了白酒微生物的未来研究方向,为浓香型白酒的品质提升提供基础资料.

酱香型白酒大曲和糟醅的细菌多样性分析

采用Illumina HiSeq 2500测序系统全面剖析酱香型白酒中的高温制曲和发酵酿酒阶段的细菌群落结构。结果显示:酱香型白酒高温制曲阶段和发酵酿酒阶段大曲和糟醅的细菌菌群在数量及结构分布上均具有多样性特点,菌群种类基本一致。两个阶段的优势菌门均为厚壁菌门Firmicutes、变形菌门Proteobacteria、放线菌门Actinobacteria、拟杆菌门Bacteroidetes 4类。高温制曲和发酵酿酒生态环境之间存在差异,导致微生物优势菌不同。另外,随着发酵时间的推移,酱香型白酒酿造过程中微生物群落呈现一定的变化规律,大曲样本的细菌菌类变化与贮存时间有关,优势菌属有Clostridium sensu stricto 1、Escherichia-Shigella、Lactobacillus、Streptococcus、Actinobacillus、Bifidobacterium、Peptoclostridium、Mycoplasma、Citrobacter等,诸如Escherichia-Shigella、Actinobacillus、Bifidobacterium、Citrobacter等细菌随贮存时间的延长而增加,Clostridium sensu stricto 1、Mycoplasma等表现为先上升后下降,而Lactobacillus、Peptoclostridium等无明显变化,Streptococcus等细菌呈现下降趋势。而糟醅微生物随窖池发酵(起窖)及高温堆积(下窖)的工艺而不断变化,发酵酿酒阶段的优势微生物为Escherichia-Shigella、Lactobacillus、Clostridium sensu stricto 1、Streptococcus、Actinobacillus、Bifidobacterium、Alternaria。相对丰度较高的细菌菌属中Escherichia-Shigella、Lactobacillus在发酵前期菌数先升高,中期从第2轮次开始下降,第3轮次下窖时达到最低,后期逐渐上升。Clostridium sensu stricto 1、Streptococcus菌群丰度变化规律复杂,呈现先下降后上升的趋势。结果表明:高温制曲与发酵酿酒阶段的优势菌菌属基本一致,说明大曲是后续糟醅发酵的微生物来源。另外,细菌的生长耐受性范围较广,随着时间的推移,温度和水分达到相对平衡,细菌群落也逐渐得到了调整,形成单一菌类为主导的环境,更有利于酱香酒的酿造。

回酒蒸馏对浓香型大曲酒酒醅发酵动态影响研究

采用回酒蒸馏技术,通过对浓香型大曲酒粮食、糟醅在发酵过程中取样,跟踪分析比较糟醅在发酵过程中常规理化指标的动态变化规律。结果表明,回酒蒸馏后糟醅淀粉利用率高,酒精发酵代谢活跃,生香发酵效果明显,原酒感官品质高。

浓香型白酒醅中高产酒精酵母菌的定向筛选及分子鉴定

为了获得适用于酿酒生产的高产酒精酵母菌株,从浓香型白酒醅样品中,经不同浓度乙醇和pH条件下的定向富集和耐受性筛选以及发酵实验,获得3株能在酒精度13%vol、pH3.50的条件下稳定生长且产酒能力较强的酵母菌XP-3、XP-7和XP-8,其中XP-3的产酒力达87.04%,粮食出酒率可达44.71%,高于一般酿酒酵母。18S rDNA序列分析结果表明,3株酵母菌均与酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)具有极高的相似性。

酒醅发酵过程中氨基甲酸乙酯与尿素的变化

建立超声萃取固体基质样品,顶空固相微萃取技术(HS-SPME)结合气相色谱-质谱(GC-MS)检测白酒大曲和酒醅中氨基甲酸乙酯(EC)的方法。采用比色法测定白酒大曲和酒醅中尿素浓度。结果表明,不同香型酒醅中尿素和EC的变化趋势类似,且二者之间具有一定相互关系。发酵结束时,酒醅中EC浓度在110～130μg/kg,尿素浓度26～80mg/kg。

基于最小二乘支持向量机的白酒酒醅成分定量分析

利用近红外光谱技术实现对白酒发酵过程中酒醅主要成分的质量控制,并进行模型优化,提高性能。采用偏最小二乘法提取的潜在变量作为最小二乘支持向量机的输入变量,先后建立了白酒酒醅中酒精度、淀粉、水分、酸度的近红外定量模型,并与经无信息变量消除法波段筛选后建立的偏最小二乘模型结果进行比较。结果表明:与偏最小二乘模型相比,4个指标的最小二乘支持向量机定量模型的相关系数(R^2)、预测均方根误差以及相对分析误差3个评价参数均有更优表现;对未知样品进行预测时,最小二乘支持向量机模型的预测准确度明显高于偏最小二乘模型。说明最小二乘支持向量机模型的准确度、稳定性及预测性能均优于偏最小二乘法模型,为白酒酒醅的品质分析方法研究提供了新的思路。

浓香型白酒大曲与入窖糟醅细菌多样性的对比分析

采用分子生物学手段PCR-ARDAR和16S r RNA基因克隆测序技术对比分析了浓香型白酒大曲与入窖糟醅的细菌组成及多样性。结果表明,大曲与入窖糟醅的某些细菌微生物组成具有一定差异,但主要细菌微生物组成相同。16S r DNA克隆文库分析结果表明,大曲和入窖糟醅的阳性克隆子数分别为159和122,其中,大曲克隆文库中有16个OTUs分属于Firmicutes(90.57%),Proteobacteria(6.29%),Actinobacteria(2.52%),Cyanobacteria Chloroplast(0.63%)等4个门类群,Bacillus(88.68%)、Pseudomonas(4.40%)和Streptomyces(2.52%)为该系统的主要菌属;入窖糟醅克隆文库中有11个OTUs分属于Firmicutes(95.83%)和Proteobacteria(4.17%)2个门类群,其中,Bacillus(95.10%)和Pseudomonas(1.64%)为该系统中的主要菌属;在分类水平上,大曲的细菌类群包括了入窖糟醅的细菌类群,而在属的分类水平上,大曲与入窖糟醅的细菌类群组成有所不同,但主要菌属均为Bacillus和Pseudomonas,从分子水平上进一步证实了糟醅微生物主要来源于大曲,并推测糟醅与大曲的微生物组成差异与环境、原料以及制作工艺有关。

清香型不同次原酒香气成分分析

采用液液萃取方法提取清香型不同米次原酒中的香气物质,通过气相色谱-闻香技术(GC-O)和气相色谱-质谱法(GC-MS)对香气化合物进行分析。在清香型原酒中共发现FD≥25的香气物质50种,定性47种。闻香结果显示,酯类和芳香族化合物是清香型原酒的重要香气物质。大原酒B和二原酒GC-O分析结果比较接近。酯类香气物质对大原酒A的香气贡献相对较大,芳香族、有机酸、硫化物、内酯类及杂环类化合物对大原酒B和二原酒的香气贡献相对较大,酚类化合物仅在大原酒B中FD值较大。正是这些香气物质的种类、浓度的不同使得次原酒的香气有明显差异。

特香型酒糟醅及大曲中丙酸产生菌的筛选

采用常规和燃烧厌氧法分离大曲和窖池中的丙酸产生菌。结果表明,两种方法均能分离到产丙酸的细菌;上层糟醅中丙酸乙酯的含量较中下层要高。从上层糟醅及大曲中分离得到的产丙酸细菌较为理想,产丙酸比较集中,其中产丙酸量最高的菌株为2号,产量为0.063g/L。

降低酱香型白酒大曲用量的方法研究(Ⅰ):加入高效培菌糟

通过加入高效培菌糟来降低酱香型白酒高温大曲的用量。高效培菌糟中含有大量的微生物、酶和香味物质,作为种曲替代部分高温大曲而用于酱香型白酒的生产,以此来降低酱香型白酒的大曲用量。结果表明,加入高效培菌糟可以降低大曲用量,生产的酱香型白酒的出酒率高,且酒体酱香突出、质量好。

基于近红外光谱技术的白酒酒醅在线监测研究

为实现白酒生产过程中出窖酒醅智能化配粮,该文开发了一套在线近红外光谱监测系统,实时在线检测出窖酒醅配粮前的水分、淀粉及酸度,实时检测结果转化为4~20 mA电控输入信号,解决酒醅智能配粮问题。通过将在线近红外分析系统与台式近红外分析仪相结合,在四川宜宾六尺巷酒厂开展酒醅在线监测与配粮智能化应用。结果表明,台式仪器检测水分、淀粉、酸度的平均误差分别为-0.25%、0.38%和0.29 mmol/10 g,检测水分、淀粉、酸度的预测标准差(SEP)分别为0.60%、0.75%和0.18 mmol/10 g;在线仪器检测酒醅水分、淀粉、酸度的平均误差分别为-0.75%、0.48%、0.29 mmol/10 g,检测水分、淀粉、酸度的SEP分别为0.66%、0.97%、0.22 mmol/10 g。相比台式近红外分析结果,在线结果的平均误差及SEP均有所放大,但在线分析的准确度能满足酒醅在线配粮控制的精度要求。

基于酒醅乙醇含量和含湿量的白酒蒸馏工艺条件优化研究

针对不同乙醇含量和含湿量的酒醅,以酒产率为指标,研究了酒醅填装高度和加热蒸汽量对蒸馏效果的联合影响。结果表明,白酒蒸馏存在最佳加热蒸汽量和最佳酒醅填装高度。对于水分含量一定但乙醇含量不同的酒醅,其最佳蒸汽量都接近相同,而最佳填装高度随乙醇含量的增加逐渐降低;给定乙醇含量的酒醅,较高的含湿量对应的较高的最佳加热蒸汽量和较低的最佳填装高度。加热蒸汽量与酒醅填装高度联合影响蒸馏效果,较高的填装高度对应的最佳加热蒸汽量较高。

中国白酒固态发酵及蒸馏过程中糠嗅味物质变化规律的研究

以三大香型白酒为研究对象,采用旋转蒸发的方法,将酒醅中糠嗅味物质进行浓缩、富集,然后采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术进行检测。结果表明,清香型白酒酒醅中糠嗅味物质含量最高,其次是浓香型白酒、酱香型白酒;对清香型白酒蒸馏过程进行跟踪检测,初步揭示蒸馏过程中糠嗅味物质的变化规律,并且发现清香型白酒二茬酒醅中糠嗅味物质的含量高于大茬酒醅。

不同梯度丢糟制曲在浓香白酒酿造中的应用

以不同梯度丢糟、小麦及豌豆为原料制作丢糟曲,跟进10%丢糟曲、15%丢糟曲、20%丢糟曲和常规曲发酵过程中糟醅水分、酒精度、酸度和淀粉的变化,并对其酒体产量、理化和感官进行比对分析。研究结果表明,15%丢糟曲应用效果较佳,相比于常规曲,其发酵酒醅顶温、水分、酒精度和淀粉消耗提高了2.9℃、1.7%、0.6%vol和1.36%,酒体产量和己酸乙酯分别提升了2.9%和1.34倍,乳己比降低了0.16,其酒体感官得分最高,窖香更好。该研究为浓香型大曲使用原料的革新提供了理论依据和参考。

浓香强化大曲酿造技术研究

通过用强化大曲用曲试验18%、试验21%、试验24%、试验27%和正常曲酿造试验,对发酵过程酒醅理化变化和酒体产量、理化及感官进行分析,发现用曲试验21%效果较佳,其酒醅顶温、水分、酒精度和淀粉消耗均高于正常3~5℃、6.2%、5.5%和9.37%;产酒量和己酸乙酯相较于正常分别提升了13.3%和2.25倍;酒体窖香更加浓郁。该研究结果为浓香型大曲革新提供了理论依据和参考。

大小曲及发酵方式对清香型白酒风味的影响

主要研究了大小曲和发酵方式对清香型白酒风味的影响,通过采用传统清香型白酒发酵方式,研究发现:小曲酿造的白酒中乳酸乙酯、β-苯乙醇、乙醛的含量较高。液态发酵可以产生较多的乳酸乙酯、甲酸乙酯、正丙醇、异丁醇、活性戊醇、异戊醇、β-苯乙醇等风味成分,而小麦、玉米液态酿造产生的乙醛、乙缩醛较高。整体而言,各因素对白酒风味影响的重要程度可以进行排序为:发酵方式>大小曲>不同产地高粱。

芳香族化合物前体物质酪氨酸和苯丙氨酸在白酒中的来源解析

酪氨酸(tyrosine,Tyr)和苯丙氨酸(phenylalanine,Phe)作为白酒中芳香族化合物的前体,对白酒口感和质量具有重要的影响。为探究白酒酿造过程中Tyr和Phe的来源,运用高效液相色谱法对酿造原料和白酒不同发酵阶段酒醅中的游离氨基酸含量进行定量,并通过固态发酵探究不同微生物和5种酿酒原料对不同氨基酸含量的贡献。结果表明:白酒酿造体系中的Tyr和Phe主要生成于原料的糖化过程和酒醅入池发酵的前期,Bacillus subtilis JQ11是将谷物蛋白水解为氨基酸的主导微生物之一。不同原料对氨基酸组成结构的贡献不同,糯米原料最易被微生物水解且水解后生成相对更高含量的Tyr和Phe,推测对芳香族化合物贡献较大。

浅析宣酒小窖酿造工艺与江南“小窖绵柔”风格特点成因

在总结宣酒小窖酿造工艺,即小曲培菌糖化、大曲续糟、小窖发酵、双种香醅串蒸等典型工艺特点的基础上,阐述了宣酒既有大曲酒浓郁窖香,又有小曲酒的绵柔、醇和、甘甜,后味还略带酱香的典型风格。并从特殊的地理环境气候、独特的"江南小窖"酿造工艺、悠久的"江南小窖"传统古法酿造历史、独特的曲药制作工艺、江南小窖及窖泥制作等几方面探讨了江南"小窖绵柔"风格特点成因。

氨基甲酸乙酯降解菌株的分离鉴定及其在白酒中的应用

氨基甲酸乙酯(EC)是发酵食品和酒精饮料在生产和贮藏过程中形成的有害代谢产物,具有遗传毒性和较强的致癌性。发酵食品中EC含量的控制是食品安全研究领域的重点议题。本研究以醋醅、酒糟为研究对象,以EC为唯一碳源,从醋醅、酒糟中分离具有EC降解能力的菌株,共获得48株EC降解菌株,经鉴定为14个种属,包括乙醇假丝酵母、大仁红酵母、戴尔福特菌、耐久肠球菌、芽胞杆菌、屎肠球菌等。将分离获得的纺缍形赖氨酸芽孢杆菌和乙醇假丝酵母包埋固定后,分别应用于白酒中EC的去除,结果表明,两个处理组白酒中EC浓度在12 h由230.37μg/L降至78.12μg/L(纺缍形赖氨酸芽孢杆菌)和86.97μg/L(乙醇假丝酵母),EC降解率分别为66.09%和62.25%。本研究结果可为挖掘耐酸、耐乙醇的氨基甲酸乙酯降解菌株提供参考。

夏季入缸温度对大曲清香白酒发酵的影响

发酵起始温度是影响大曲清香白酒质量的关键因素,通过制冷设施控制入缸温度与正常热季发酵状况进行比对,从大生产水平初步分析新工艺控制入缸温度的意义。