浓香型白酒发酵体系中己酸菌的研究进展

浓香型白酒发酵体系中己酸生成菌(以下简称“己酸菌”)的己酸合成代谢对提高浓香型白酒的发酵质量非常重要。因此,有必要深入全面了解浓香型白酒发酵体系中己酸菌的种类及其己酸合成代谢特征。本综述介绍了目前浓香型白酒发酵体系中已经分离的己酸菌株的种类多样性、系统进化关系、生理代谢特征、己酸合成代谢机制以及其与己酸菌、非己酸菌之间的协同代谢关系。本文可为理解己酸菌群在浓香型白酒发酵体系中的原位己酸合成代谢规律提供参考,为将来靶向提高己酸菌群在浓香型白酒发酵和生物质转化高附加值己酸工艺中进行己酸合成培养工程的应用提供理论依据。

窖池中酸性脲酶产生菌的分离鉴定及其对模拟窖泥pH值和风味物质的影响

为改善窖池老化现象,该文从水井坊窖泥中分离酸性脲酶产生菌,将分离株与产香克氏梭菌S008复配后固态发酵,探究酸性脲酶产生菌对模拟窖泥pH值及挥发性风味物质影响。结果表明,筛选出4株酸性脲酶产生菌,鉴定并命名为布氏乳杆菌S162、科氏葡萄球菌S163、鲁梅利芽孢杆菌S164和水原拉梅尔芽孢杆菌S165;4株菌的脲酶活性在0.45~1.51 U/mL;复配菌株的模拟窖泥pH值呈现:上部>中部>下部,其中S163的模拟窖泥pH值最高(P<0.05)。在风味物质检测中,协同发酵后S163乙醛含量(2.38 mg/100 mL)最高,而S162乙缩醛含量(2.50 mg/100 mL)最高;正丙醇、正丁醇、正己醇和异戊醇含量分别是S008单菌发酵的1.41~1.97倍、0.92~1.85倍、0.66~1.58倍、1.13~1.69倍;S164与S008协同发酵对己酸含量提升最显著(P<0.05);4株菌与S008协同发酵可以分别提高“四大酯”含量2.66~5.02倍、1.21~4.85倍、1.33~3.31倍、1.27~2.86倍。研究表明,酸性脲酶产生菌与克氏梭菌S008协同发酵可以不同程度提高模拟窖泥pH值及主要挥发性风味物质含量。

SAFE-GC-MS/O法比较18种浓香型天然香辛料香气活性成分差异分析

采用溶剂萃取法,结合溶剂辅助蒸发(SAFE)装置,分离富集了18种浓香型天然香辛料的挥发性香气活性成分,使用气相色谱-质谱/嗅闻联用(GC-MS/O)对香气活性成分进行了定性定量分析,依据主成分分析法分析其含量差异。结果表明,在检测出的192种香气活性成分中,烯烃类化合物种类最多,为46种,其次为醇类39种、酯类29种、酮类22种、醛类20种、酚类13种、烷烃9种、酸类8种、醚类5种、含硫化合物1种。18种浓香型天然香辛料可依据主成分分析法分为4类:(1)以茴香脑为主的龙蒿、八角茴香、莳萝和小茴香;(2)以反式-肉桂醛、桉叶油醇为主的阴香;(3)以4-烯丙基苯乙酸酯和丁香酚为主的丁香、以桉叶油醇为主的小豆蔻、以乙酸桂酯为主的大清桂、以合成右旋龙脑、百里香酚和香芹酚为主的百里香、以反式-肉桂醛和丙位依兰油烯为主的桂皮、以左旋香芹酮为主的葛缕子、以黄樟素为主的肉豆蔻和以3-甲基苯甲酸乙酯为主的芹菜籽;(4)以芳樟醇和香叶醇为主的芫荽籽、以芳樟醇和4-烯丙基苯甲醚为主的甜罗勒、以乙酸芳樟酯为主的牛至、以肉豆蔻醚为主的多香果和以甲基丁香酚为主的香豆蔻。

酱、浓、清香型白酒酿造过程中真菌及其功能特性研究进展

真菌存在于白酒大曲以及白酒整个酿造过程之中,对白酒的风味和质量至关重要。白酒酿造中的真菌主要是酵母菌和霉菌,霉菌可产生多种分解蛋白质和淀粉等大分子物质的酶类,为大曲制作和白酒酿造提供了发酵动力和酶动力;部分霉菌的一些代谢产物对基酒的质量和白酒的风味也有着重要影响。酵母菌具有产醇、产酯、产生多种风味代谢产物等功能特性。该文简单介绍了三大基础香型(酱香型、浓香型、清香型)白酒,主要阐述酱、浓、清香型白酒酿造过程中优势酵母菌及霉菌的群落结构多样性,并总结了酵母菌及霉菌的功能特性,旨在为白酒酿造过程中功能真菌的分析与使用,以及白酒风味和质量的提高提供参考。

浓香型白酒窖泥己酸菌的研究进展

浓香型白酒是中国白酒的重要类型之一,己酸乙酯是浓香型白酒特征风味物质,该物质合成所需的前体己酸主要依靠发酵过程中的己酸菌代谢生成。己酸菌的分离、鉴定及代谢功能研究已成为白酒品质提升相关领域的研究热点之一。本文综述了窖泥中己酸菌的分离概况,介绍了浓香型白酒发酵系统中常见的3种己酸菌及己酸的合成途径,探讨了pH及底物组成对己酸产量的影响;此外,介绍了微生物群落中其他微生物对己酸菌的影响,以期通过探讨浓香型白酒发酵体系中微生物驱动己酸形成的机制及其影响因素,为提升浓香型白酒品质提供理论基础。

浓香型白酒在新、老窖池发酵过程中酒醅微生物群落结构差异分析

为了分析新、老窖池浓香型白酒发酵过程中微生物群落演替特征及差异性,采用高通量测序技术分析酒醅的微生物群落演替与组成结构,并通过相关性网络分析阐明新、老窖池酒醅中微生物群落的相关性与稳定性。结果表明,老窖池酒醅样品中细菌和真菌菌群的多样性均低于新窖池,细菌菌群多样性的增长趋势也要滞后于新窖池,而真菌菌群多样性则相反。新、老窖池酒醅样品中的真菌群落组成及演替规律存在明显差异,而细菌群落较为相似。在老窖池酒醅样品中,曲霉属(Aspergillus)与哈萨克斯坦酵母属(Kazachstania)的相对丰度更高,而在新窖池酒醅样品中酿酒酵母(Saccharomyces)更具优势。另外,相关性网络分析显示,老窖池酒醅的微生物互作网络具有更高的聚集程度,微生物群落的共存关系也更加复杂,稳定性更高。

伊力特浓香型大曲中优良霉菌的筛选鉴定及其麸曲制曲工艺研究

该研究采用传统培养分离法从伊力特浓香型大曲中分离筛选高产糖化酶和液化酶活力的霉菌,并通过形态学观察及分子生物学技术对其进行菌种鉴定。利用筛选菌株制作麸曲,并以糖化酶及液化酶活力为评价指标,采用单因素试验及响应面试验对其制曲条件进行优化。结果表明,筛选得到一株产糖化酶、液化酶性能优良的霉菌,编号为JW-3,经鉴定其为伞枝横梗霉(Lichtheimia corymbifera)。使用伞枝横梗霉JW-3制作纯菌种麸曲的最佳制曲条件为接种量10%,培养温度30℃,培养时间91 h,水分含量55%。在此优化条件下,霉菌纯菌种麸曲的糖化酶活力为409.67 U/g,液化酶活力为1597.00 U/g,在白酒酿造过程中具有一定的应用潜力。

浓香型白酒酿造区域空气微生物群落结构研究

为探究浓香型白酒厂不同区域空气微生物的群落结构特征,利用Illumina Miseq高通量测序技术对趵突泉浓香型酒厂厂区内、酿酒车间外、酿酒车间内空气微生物的群落结构及分布情况进行研究。结果表明,厂区内空气样品微生物菌群最丰富,多样性最高,酿酒车间内多样性较低,表明在长期酿造过程中,经过不断地筛选,淘汰不适应酿酒环境的微生物,适宜的微生物富集形成了与环境相适应且相对稳定的微生物区系。从所有空气样品中共检测出748个细菌操作分类单元(OTUs),340个真菌操作分类单元;共注释到20个细菌门、289个细菌属和7个真菌门、149个真菌属。酒厂不同区域空气样品细菌菌群差异较大,真菌菌群相似度较高,与厂区内空气样品微生物相比,酿酒车间内、外微生物群落更接近。此外,在酿酒车间内还发现了机械化浓香型白酒酿造特有的副球菌属(Paracococcus)等微生物菌群。

邛崃产区中高温大曲性能及微生物动态变化研究

大曲被誉为“酒之骨”,其品质对于白酒发酵至关重要。通过Illumina高通量测序分析邛崃产区中高温大曲微生物结构的组成以及变化规律;利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术研究了挥发性风味物质成分;使用冗余分析与热图分析,将微生物群落结合大曲理化性质与挥发性物质综合分析其相关性。结果表明,大曲在制备过程中,性能与储存时间基本呈负相关。入库后风味物质含量与储存时间基本呈正相关。酯类与醇类是挥发性物质的主要成分,酯类以十六烷酸甲酯、9-十八碳烯酸甲酯、9,12-十八碳二烯酸甲酯为主,醇类物质基本以苯乙醇为主。优势细菌属为Staphylococcus、Escherichia-Shigella和Pediococcus。真菌分别以Thermoascus、Aspergillus和Pichia为优势真菌属。相关性分析显示,细菌优势菌属Pseudomonas与酯化力呈正相关,与十五烷酸甲酯的含量具有显著性正相关(P<0.05),真菌优势菌属Archaeorhizomyces与酯化力呈负相关,与苯乙醇的含量极显著性负相关(P<0.01)。结果显示,大曲的性能及挥发性物质与微生物结构的动态变化显著相关。文章研究了邛崃产区中高温大曲制备过程中的性能及微生物动态变化,为邛崃产区中高温大曲的品控提供一定的理论依据。

伊力特浓香型大曲中优良酵母菌的分离筛选及麸曲制曲工艺优化

该研究以伊力特浓香型大曲为筛选原料,采用传统培养分离法及产乙醇性能分析从中分离筛选优良酵母菌,并通过形态学观察及分子生物学技术对其进行菌种鉴定。利用筛选菌株制作纯菌种麸曲,并以发酵液乙醇含量为响应值,采用单因素及响应面试验对麸曲制曲工艺进行优化。结果表明,筛选得到一株产乙醇性能优良的酵母菌LX-2,经鉴定其为扣囊复膜酵母(Saccharomycopsis fibuligera)。利用菌株LX-2制作纯种麸曲的最佳制曲条件为接种量11%,发酵温度29℃,发酵时间54 h,水分添加量55%。在此优化条件下,扣囊复膜酵母LX-2纯种麸曲中的乙醇含量为6.17%,总酯和总酸含量分别为0.223 g/L和0.078 g/L,糖化酶、液化酶活力分别为370.00 U/g和530.40 U/g,说明该酵母麸曲在具备较高产乙醇能力的同时,也具有一定的糖化酶、液化酶活力。该研究对伊力特浓香型大曲中优良酵母菌的分离筛选及其麸曲制备具有一定的参考意义。

泸州产区浓香型白酒酿造微环境-风味相关性分析

该研究分别采用高通量测序技术结合顶空固相微萃取-全二维气质联用(HS-SPME-GC×GC-MS)技术对泸州产区浓香型白酒厂来源大曲、糟醅和窖泥等酿造微环境的微生物菌群结构及大曲、糟醅、窖泥及原酒中挥发性风味物质进行分析,并对其相关性进行研究。结果表明,土壤样本微生物群落丰富度和多样性均高于大曲、糟醅和窖泥样本。大曲、糟醅、窖泥和原酒中共检测出182种挥发性风味化合物,包括68种酯类、27种醇类、23种酸类和64种其他化合物,不同样本中风味化合物含量差异明显。其中,酯类、醇类、酸类化合物分别在窖泥、大曲、糟醅中含量最高,分别达到78.63%、43.57%和24.65%。相关性分析结果表明,酿造微环境理化性质、微生物群落与挥发性风味化合物的形成相关,且细菌菌群与挥发性风味化合物的相关性强于真菌菌群。其中,白腐菌属(Petrimonas)、喜热菌属(Caloramator)等对泸州产区浓香型白酒中酯类化合物的形成有重要贡献,而醋酸乳杆菌属(Acetilactobacillus)、乳杆菌属(Lactobacillus)等对醇类和酸类化合物的形成有重要贡献。

响应面法优化浓香型白酒扣盖蒸料工艺

该研究以淀粉糊化率和酸度为考察指标,采用单因素试验探究蒸料时间、蒸汽通量以及稻壳用量对入池酒醅蒸料效果的影响。在单因素试验的基础上,以淀粉糊化率为响应值,通过Plackett-Burman试验及响应面试验优化浓香型白酒扣盖蒸料的工艺条件,并将其与开盖蒸料工艺进行比较。结果表明,蒸料时间、蒸汽通量以及稻壳用量对入池酒醅的淀粉糊化程度影响显著(P<0.05或P<0.01),最佳蒸料工艺条件为蒸料时间95 min,蒸汽通量65%,稻壳用量330 kg。在此优化工艺条件下,入池酒醅的淀粉糊化率最高为(67.14±0.12)%。与开盖蒸料工艺相比,扣盖蒸料的入池酒醅的酸度、原酒产量及质量均无显著变化(P>0.05),其中酸度为(2.22±0.13)mmol/10 g、原酒出酒率为(38.11±0.11)%、己酸乙酯含量为(2.89±0.06)g/L,酒醅入池发酵过程中的温度变化趋势一致,说明扣盖蒸料工艺能够保证浓香型白酒的正常发酵。

浓香型白酒中主要异嗅味研究进展

异嗅味是严重影响白酒酒质与优质率的关键因素,直接影响酒企的产品品质与经济效益。该文对浓香型白酒中6种主要的异嗅味类型进行了详细阐述,并对其可能产生异嗅味类型的异嗅味物质进行整理归纳,明确了可能引起异嗅味的异嗅味物质,并将嗅阈值和味阈值联合使用,实现了感官特征的完整描述,为生产工艺的调控提供指导。此外,结合浓香型白酒的生产工艺,对原辅料、大曲、窖泥、糟醅、黄水、蒸馏和贮酒过程中常见的异嗅味产生因素与防治措施进行了系统总结,指出了浓香型白酒企业在生产过程中部分不规范操作方式,为浓香型白酒品质控制提供参考。

基于知识图谱的浓香型白酒酿造微生物可视化分析

为了深入了解浓香型白酒酿造微生物领域的研究成果与研究进展,该研究基于中国知网数据库及Web of Science核心数据库,对该领域在2009—2022年中英文文献进行查阅与筛选。分别从年度发文量、关键词、作者及科研机构等方面,采用文献计量学的方法,对该领域1017篇中文文献及130篇英文文献进行知识图谱可视化分析。结果表明,浓香型酿造白酒微生物领域处于蓬勃发展阶段,随着时间的推移,发文数量及质量都在不断提升。研究热点集中于窖泥、微生物多样性、大曲、己酸菌、酒醅、风味物质、己酸乙酯。同时,该领域科研人员沟通密切,高校及科研机构与浓香型白酒企业间合作紧密。通过该文综合分析,为科研人员了解该领域研究方向及热点,开展学术合作及交流提供了参考。

浓香型白酒糟醅质构及微生物菌群研究进展

糟醅为酿酒之源,其质量的好坏直接影响浓香型白酒的出酒率和酒体风味物质含量,而糟醅质量又受自身质构及发酵因素的共同影响。入窖发酵糟醅包含的大曲及环境微生物作为重要的发酵动力源也随着糟醅发酵的进行而不断改变。基于此,该文对影响浓香型白酒糟醅质构的因素、糟醅微生物群落结构、变化及代谢进行综述,旨在为揭示白酒酿造机理奠定理论基础。

2种浓香型白酒大曲中微生物群落结构及功能研究

中高温大曲和中温大曲都是浓香型白酒主要的生产用曲,早期的浓香型白酒生产采用中温大曲,目前浓香型白酒的生产大多已改为中高温大曲。然而,由于对2种大曲酿造制得的浓香型白酒风味存在的差异性及其机制缺乏深度认知,选用中温大曲还是中高温大曲,已成为行业亟需解决的问题。为了调控发酵过程以获得更优质的浓香型白酒,对中高温大曲、中温大曲2种大曲的理化指标、酶活力指标和微生物群落结构进行了解析,并探究了不同微生物对浓香型白酒风味形成的影响路径及功能。结果表明:中高温大曲的酸度和蛋白酶活力显著高于中温大曲(P<0.05),中温大曲的糖化力、液化力和发酵力显著高于中高温大曲(P<0.05);2种大曲的水分、淀粉含量和还原糖含量无显著性差异。在2种大曲中,共鉴别出20个优势真菌菌种、20个优势细菌菌种。对真菌菌种的鉴别发现,中高温大曲的主要优势真菌菌种为橙色嗜热子囊菌Thermoascus aurantiacus(24.64%)、地霉双足囊菌Dipodascus geotrichum(13.39%)、异常威克汉姆酵母Wickerhamomyces anomalus(8.04%);中温大曲的主要优势真菌菌种为热带假丝酵母菌Candida tropicalis(40.00%)、奥默柯达酵母Kodamaea ohmeri(12.80%)、丝孢酵母Trichosporon coremiiforme(10.98%)。对细菌菌种的鉴别发现,中高温大曲的主要优势细菌菌种为约翰逊不动杆菌Acinetobacter johnsonii XBB1(32.49%)、清酒乳杆菌Lactobacillus sakie(16.80%)、恶臭假单胞菌Pseudomonas putida(10.68%),中温大曲的主要优势细菌菌种为清酒乳杆菌(39.32%)、约翰逊不动杆菌(18.45%)、屎肠球菌Enterococcus faecium(13.00%)。2种大曲间发现23个差异性物种,包括真菌14个种,细菌9个种。通过微生物功能预测发现,2种大曲中包含丰富的碳代谢和氮代谢相关的酶,中温大曲中糖化和发酵相关酶的丰度高于中高温大曲,即中温大曲潜在的产乙醇能力强于中高温大曲;中高温大曲产酸和氮代谢相关酶的丰度高于中温大曲,即中高温大曲潜在的产酸和含氮风味物质的能力强于中温大曲。通过对2种大曲在理化指标、酶活力指标、微生物群落结构及代谢功能的分析,进一步认识2种大曲的差异性,以期为浓香型白酒的生产提供理论依据和技术指导。

窖泥微生物的分离、鉴定和己酸菌代谢产物的初步分析

该研究采用多种培养基富集方法和厌氧分离技术,从浓香型白酒窖泥中分离菌株,通过形态学观察、16S r RNA基因测序以及系统发育学分析确定其基本的分类信息,并通过气相色谱-质谱(GC-MS)及高效液相色谱(HPLC)法对颤螺旋菌科(Oscillospiraceae)己酸菌的代谢产物进行分析。结果表明,共分离得到63株细菌。基于16S r RNA基因序列可将全部菌株鉴定到属,分属于2纲3目8科15属,主要包括梭菌属(Clostridium)、植物乳植杆菌属(Lactiplantibacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、芽孢乳杆菌属(Sporolactobacillus)、Haloimpatiens、副梭菌属(Paraclostridium)、水原拉梅尔芽孢杆菌属(Rummeliibacillus)、产己酸菌属(Caproiciproducens)等。其中,有9株菌与近似菌的序列相似度较低(96.17%~97.70%),可能为潜在的新物种。3株颤螺旋菌科己酸菌均能利用RCM培养基发酵产乙酸、丁酸、己酸;其中Caproicibacterium sp. 20-5D、Caproiciproducens sp. CPB-2和Caproiciproducens sp. YR-4的己酸产量分别为3.84 g/L、1.03 g/L和0.35 g/L,具有较强的产混合酸能力。从浓香型白酒窖泥中获得的功能菌对丰富窖泥可培养微生物数量和功能微生物的应用与开发具有重要意义。

浓香型白酒酿造过程中黄浆水理化指标和风味物质的变化规律

该研究在浓香型白酒发酵过程中(28周)持续对黄浆水进行取样,探究其主要理化指标和风味物质的变化规律。结果表明,发酵前期黄浆水的酸度快速上升,pH快速降低,发酵2~28周,酸度维持在3.45~4.71 mL/g,pH在3.47~3.91;淀粉含量在发酵开始时急剧减少,之后缓慢减少,最终接近于0;酒精度在发酵前期增加,发酵第6周时达到最高(13.99%vol),发酵中期降低,后期增加并稳定在9.08%vol~9.36%vol。主要风味物质的总含量在发酵前期增多,中后期降低,后期增加并稳定在50240.69~60561.74 mg/L之间;酸类物质发酵前期增加,到第9周时增加到54160.75 mg/L,之后含量降低,最后在43811.51~57237.04 mg/L范围内波动;醇类、酯类物质的含量在发酵前期增长,在发酵9~11周达到最高值并有所波动,后趋于稳定,醇类物质含量稳定在707.50~790.26 mg/L之间,酯类物质含量稳定在1990.90~2266.28 mg/L之间;酚类物质含量前期基本保持不变,中期增长,后期稳定并达到最高(12652μg/L)。

流加黄水对浓香型白酒产量和质量的影响

为探究流加黄水对浓香型白酒产量和质量的影响,该试验利用顶端可流加黄水的固态发酵罐为发酵容器,对实验罐、对照罐(未流加黄水)与窖池(未流加黄水)发酵过程中糟醅理化指标和主要风味物质含量进行对比分析,并比较发酵结束后基酒的产量和质量。结果表明,发酵过程中实验罐、对照罐与窖池糟醅的水分、淀粉、还原糖、酸度、酒精度、主要风味物质变化趋势基本相同。14~50 d是风味物质高产期,35~50 d则是重要酯类物质的合成期。发酵结束后,实验罐的出酒率比对照罐和窖池分别提升1.4%和6.5%。实验罐二段基酒感官评价优于对照罐和窖池,其主要风味成分含量优于对照罐,与窖池差异不大,其中二段基酒中己酸乙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸、丁酸比对照罐分别高9.3%、7.8%、47.2%、2.7%、7.7%、10.6%。可见,窖外发酵流加黄水能提高浓香型白酒的产量和质量。

新型生物反应器对浓香型酒醅微生物群落及理化指标的影响

为生产高品质浓香型白酒,以新型生物反应容器和传统窖池为研究对象,探索传统窖池生产工艺(对照组)、新型生物反应器生产工艺(实验组I)及优化新型生物反应器生产工艺(实验组II)对发酵酒醅理化指标、微生物群落的影响,并通过冗余分析(RDA)探讨酒醅发酵过程中理化指标与微生物群落结构的相关性。结果表明,与对照组相比,实验组I、实验组II升温更快,顶点温度高于对照组(30.0℃),分别为33.2℃、35.5℃,实验组II升温效果最优且保持适宜温度时间更长,实验组水分含量、淀粉及还原糖消耗量更高,实验组II下层酒醅酸度最高(4.24 mmol/10 g)。实验组II酒醅在发酵后优势细菌门厚壁菌门(Firmicutes)与优势真菌门为子囊菌门(Ascomycota),相对丰度分别为92.44%、97.59%;优势细菌属乳杆菌属(Lactobacillus)相对丰度最高(92.30%)。RDA结果发现,实验组II酒醅理化指标与微生物群落结构变化存在显著相关性(P<0.05)。