浓香型白酒生产中酿酒微生物研究与应用现状

金　伟，谢玉球，时　晓，仲几晓，周二干，蔡　猛，刘　建（江苏洋河酒厂股份有限公司，江苏宿迁223800）



浓香型白酒生产中酿酒微生物研究与应用现状

金伟，谢玉球，时晓，仲几晓，周二干，蔡猛，刘建
（江苏洋河酒厂股份有限公司，江苏宿迁223800）

摘要：固态法白酒的酿造离不开发酵，而发酵离不开微生物。概述了浓香型白酒微生物的研究现状，主要从酒曲微生物、窖泥微生物、酒醅微生物三方面展开论述。

关键词：浓香型白酒；微生物；研究进展

长期以来，浓香型白酒一直占据着白酒消费的主流市场。伴随酿酒技术和工艺的不断进步与创新，白酒香型日渐增多、各种流派相继涌现，浓香型白酒也出现了不少流派，而不同香型和流派的出现与微生物的种类和数量息息相关。酿酒最重要的环节就是发酵。中国传统工艺白酒通常采用固态发酵的方式，以富含各种微生物的曲作为发酵剂。因为每种曲内含有不同种类、不同数量的微生物，各种微生物分别对应各自的发酵产物，从而形成了白酒的不同风味。微生物是指那些个体微小、结构简单的生物。大多数微生物是单细胞，部分是多细胞。微生物主要是指放线菌、细菌、酵母菌、霉菌和病毒五大类。与酿酒有关的主要是细菌、霉菌和酵母菌，它们在白酒生产中对酒的产量和质量起到至关重要的作用[1-3]。

1　浓香型白酒生产中酿酒微生物的研究

中国几千年前就会用粮食酿酒，酒文化也是中华民族重要的文化，研究酒文化就不能脱离酿酒微生物的研究。浓香型白酒微生物主要来自于窖泥、酒醅、酒曲和自然环境。中国浓香型白酒主要分为川派和江淮派，这两种派系的浓香型风格差别也很大，最主要原因还是因为发酵微生物差别比较大[1]。

1.1酒曲微生物的研究

中国白酒所使用的糖化发酵剂种类有大曲、小曲和麸曲。由于不同的糖化发酵剂所含微生物种类和数量的不同，以及酶系种类和数量的差异，因而导致了代谢产物种类、数量和比例的不同，从而影响白酒的质量和风味。我国传统固态法白酒大多以大曲作为糖化发酵剂，在传统固态法白酒生产中，大曲不单作为糖化发酵剂，更重要的是，大曲中含有经过一定富集、培养的自然筛选、驯化的微生物系，为大曲酒多菌种发酵生产带来微生物种源，从而形成代谢产物的多样性，即香味成分的复杂性，同时大曲还是复合酶制剂，大曲中含有淀粉酶、糖化酶、酒化酶、酯化酶、蛋白酶等多种酶系，为形成复杂的香气成分提供催化剂；此外大曲在培养过程中，还形成了复杂多样的香气成分，这些香气成分有的直接带入酒中，有的进一步经窖内生化反应，形成新的物质，在蒸馏时带入酒中。可见大曲对于酒体风格的形成起着极其关键的作用，名酒之所以为名酒，名在质量，贵在风格。没有高质量的大曲，就不可能酿出风格独特、优美的高质量白酒。曲的风格和质量直接影响酒的质量和风格[4-5]。

不仅中国对糖化发酵剂特别关注，国外对发酵剂也特别感兴趣，而且对此研究也比较早。19世纪末，法国人A.Calmette对中国的酿酒糖化发酵剂特别感兴趣，着手研究并从小曲中分离出糖化力特别强的鲁氏毛霉（Mucor rouxianus），并用该菌进行实验，建立起了利用富含淀粉的农作物发酵生产酒精的“阿米露法”（Amylo Process）[6]。19世纪末，日本人利用米曲霉进行发酵，生产出对酿酒生产有重要作用的淀粉酶。中国白酒引起了日本人齐藤、山崎等极大的吸引力，他们觉得中国的白酒很奇妙也很有魅力，20世纪初，他们开始着手对中国白酒微生物进行研究，并从中分离了很多微生物，令他们兴奋不已。20世纪90年代初，日本人花井、横山开始对中国酿酒大曲微生物进行研究，弄清楚了大曲微生物与糖化力的关系[7-8]。我国对酿酒中的糖化力微生物研究相对滞后，直到20世纪30年代初才有酿酒微生物中糖化力强的菌株分离培养、应用的研究报道[9]。汤斌等[10]发现安徽古井成熟的大曲中细菌共分为Lactobacillus、Pantoea、Enterobacter、Klebsiella、Leuconostoc、Erwinias、Pseudomonas、Bacillus licheniformis几大类群，胡佳等[11]发现泸州老窖细菌分属于Delftia、Dysgonomonas、Bacteroidetes、Proteobacterium、Nocardiopsis、Pseudomonas和Arthrobacter几大类群。任道群等[12]报道了浓香型曲药中霉菌的初步分类和A2-3菌株的选育，张霞等[13]对贵州浓香型白酒大曲中霉菌的18SrDNA系统发育进行了详细的分析，姚万春等[14]对泸州老窖国窖曲曲坯层次间微生物差异进行了研究。

周瑞平等[15]对高温大曲中1株嗜热细菌进行了分离与鉴定，张青山等[16]对云南澜沧江中温大曲中微生物进行了初步分析，研究发现，芽孢杆菌是高温大曲中优势菌种，而中温大曲中只有少量芽孢杆菌存在。高亦豹等[17]利用PCR-DGGE未培养技术对中国白酒高温和中温大曲细菌群落结构进行了分析，结果表明，细菌群落结构与制曲工艺有密切关系，Thermoactinomyces sanguinis仅存在于酱香型白酒的药曲中。施安辉等[18]对浓香型白酒发酵过程窖中微生物区系进行了分析，也得出了类似结论。

1997年，任道群等[19]着手浓香型大曲曲外层和曲心的差异研究，结果表明，产酒酵母多数存在于曲皮部分，产酯酵母多数存在于曲心，曲心所产白酒的出酒率和优级率均优于曲外层。1999年，余有贵[20]通过对邵阳大曲培养过程微生物的分析研究，结果表明入房初期以酵母菌和细菌为优势菌群，中期走向低谷，而此时微生物总数达到最高值，酶活力也最高，此时优势菌群为霉菌，后期曲外层微生物总数稍降，而曲心稍有回升，而此时优势菌群为霉菌和细菌，尤其是细菌中的芽孢杆菌最多；但无论什么时期，曲心的酵母菌数和霉菌总数明显低于曲外层，所以曲皮部分的糖化力比其他部位的都高。2001年，余有贵[20]对邵阳大曲培养过程微生物进行了详尽的研究，初步弄清了邵阳大曲中菌群的分布情况，结果表明不同的药曲中菌群种类和数量分布存在明显差异。

1.2窖泥微生物的研究

传统浓香型白酒典型特征是续茬配料、混蒸混烧、泥窖固态发酵。用泥料制作的老窖是浓香型酒发酵的典型设备。它不但是盛放酒醅，进行发酵的容器，而且在发酵过程中，泥窖中的土壤微生物（梭状孢芽杆菌如己酸菌、丁酸菌等）与发酵酒醅中的营养成分作用而生成具有鲜明特色、以己酸乙酯为主体的香味成分，使产品具有浓郁的芳香、丰满的酒体。故泥窖除了作为发酵容器的作用外，还为白酒中以己酸乙酯等为主的复合香味物质生成所需特殊微生物的生长繁殖提供了良好的环境。因此我国很多研究者对窖泥微生物进行分析研究，并取得了很多骄人的成绩，同时也推动了白酒行业的发展。

施安辉对浓香型白酒发酵过程窖中微生物区系进行了研究分析，结果表明随着发酵时间的延长，窖泥中的厌氧细菌和好氧细菌均出现有规律地变化[21]。廖建民等[22]对不加粮母糟保窖过程中质量变化进行了研究，揭示了不加粮母糟与正常母糟有很大差异，初步探明了不加粮母糟保窖过程中菌群的变化规律，为不加粮母糟的生产利用提供了基础。20世纪后期，中科院吴衍庸[23]对浓香型白酒的窖泥进行了详细的调研，并从中成功分离出生丝微菌，这种菌可有效减少白酒中有害的甲醇含量。从泸州老窖的老窖中分离出1株产甲烷杆菌，建立了己酸菌与甲烷菌共生发酵的二元发酵技术，推动了白酒行业的发展。研究表明,老窖泥中甲烷菌、甲烷氧化菌、己酸菌、丁酸菌等功能菌明显多于新窖，并从泸州老窖泥中分离出产己酸的细菌，为推广人工老窖作出了不可磨灭的成绩[23]。吴飞对浓香型白酒窖池发酵过程中窖泥中酵母类微生物进行了详细的分析，结果表明，不同地区不同窖池都有各自的优势酵母菌群，然而不同窖池中优势酵母菌又有很大差别，在成品酒中形成的窖香会有很大的不同，因而老窖对于浓香型大曲酒的质量和风格都会有很大的影响[24]，同是浓香白酒洋河大曲、双沟大曲、古井贡、剑南春、五粮液、泸州老窖，它们的窖香各不相同。

李大和在《浓香型大曲酒生产技术》中详细介绍了浓香型大曲酒的主体香气成分是己酸乙酯，主要由己酸菌生成，而窖泥中主要有甲烷菌、甲烷氧化菌、己酸菌、丁酸菌等功能菌构成，实践表明，甲烷菌只利用CO2作碳源，氢作能源进行发酵，而己酸菌在生长和代谢中产生的对自身有毒害作用的氢气和CO2正好被甲烷菌利用，二者具有共生作用，因此甲烷菌是己酸菌生长环境的“清洁工”[25]。浓香型白酒的酿制离不开老窖泥的奥秘就在于老窖泥中存在着大量的梭状芽孢杆菌和其他厌氧功能菌，但对窖泥中厌氧微生物的研究还只是一个开端。

1.3酒醅微生物的研究

酒醅是固态发酵法酿造白酒时，窖内正在发酵或已发酵好的固体物料，参与浓香型白酒发酵过程的微生物类别和数量很多，酒醅微生物主要来自曲粉、窖泥微生物和自然环境，而大曲残留和窖泥的微生物为最主要来源，它对酒醅的发酵起到直接的影响作用，“作好酒，用好曲”是人们长期生产实践的科学总结。窖外微生物也是酒醅微生物的来源，也能积极参与酒醅的发酵过程。由于受地区、气候的影响，加上不同地区、不同酒厂采用的工艺、酒曲和窖泥的不同，所以同是浓香型白酒，酒醅微生物分布也不同。

2005年，董永胜等[26]在固态发酵耐高温酒精酵母的选育及生产应用的研究中，从酒醅中成功分离1株耐高温酒精酵母，该酵母在38℃下发酵效果比较好，出酒率可以提高30 %。2009年，李光辉等[27]在浓香型白酒酒醅微生物群落代谢分析研究中，发现酒醅微生物功能多样性与pH值之间有重要关系，下层酒醅微生物群落代谢活性呈先降后升的变化趋势。2010年，姚惟琦等[28]在浓香型白酒酒醅中乳酸菌分离及其对模拟固态发酵的影响的研究中，从酒醅中经富集、培养、分离产乳酸的菌株，其中16株为芽孢杆菌，其中，6株产乳酸效果较好，具有很高的科学价值。刘念等[29]在浓香型白酒糟醅中真菌菌群的研究中，发现假丝酵母属、酿酒酵母属、曲霉属、伊萨酵母属和汉逊酵母属等5属的真菌为主要优势菌，入窖第3天直到中后期酿酒酵母在数量上占绝对优势，后期汉逊酵母和酿酒酵母在数量上相当。张文学等[30-31]在浓香型白酒糟醅中菌群的研究结果表明，优势菌群是耐乳酸杆菌，随着发酵过程的进行，菌群向耐酸耐酒精的群落发展，真菌多样性也随着不断降低。王海燕等[32]香型和芝麻香型白酒酒醅中微生物菌群的研究中和张文学等[33]在PCR技术对浓香型白酒糟醅细菌菌群的研究结果表明，糟醅中的细菌优势属均为Lactobacillus，未检测到Streptomyces和Lysinibacillus。赵东等[34]在浓香型白酒发酵过程中酒醅微生物区系及其生态因子演变研究中发现，在发酵刚开始，酒醅中酒精和有机酸含量都比较低，好氧微生物的增殖相对较快。随着发酵的进行，窖内氧气慢慢耗尽，好氧微生物也逐渐消亡。酿酒酵母菌在发酵初期时其生长、发酵同时进行，随着窖内酒精含量增加，很多不耐酒精的酵母菌慢慢消亡。而在发酵的中后期，窖池处于无氧条件，乳酸菌生长发酵开始活跃。酒醅中的微生物来源比较复杂，研究起来比较麻烦，研究时可结合微生物分子生态学方法，如核酸探针杂交技术、PCR-RFLP技术、PCR-SSCP技术、RAPD技术、PCR-Clone Analysis技术，以及DGGE与TGGE技术，加快酒醅微生物的研究进程，从而为酿酒生产提供更多理论和技术依据，促进酿酒产业的发展。

2　小结

白酒是我国传统的民族工业，因其独特的生产工艺在世界蒸馏酒中独树一帜。很多学者专家在酿酒功能菌上做了很多研究，也花了大量时间，在功能菌筛选、鉴定、应用上也取得了很大的成绩，比如很多酒厂通过这些功能菌自己做的窖泥和酒曲，效果都比较好，然而在功能菌区域和应用上以及菌群之间的相互作用的研究上还有很大的局限性。传统的白酒酿造是一个很复杂的过程，影响酿酒生产的微生物以及风味物质和微生物的关系都还没有完全弄清楚，还需要进一步深入研究。“曲是酒之骨”，足以说明酿酒微生物对白酒生产的影响特别之大，对于白酒酿造生产中微生物的代谢机制也需要应用多种生物技术去研究，从而更好的服务白酒生产，提高白酒产量和质量，改良白酒的风格，促进白酒行业的发展更上一层楼，不断满足消费者的需求。

参考文献：

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2016年全国酒业协会秘书长座谈会在贵州仁怀召开

本刊讯：2016年全国酒业协会秘书长座谈会于2016年2月27日在贵州省仁怀市隆重召开。中国酒业协会常务副理事长王琦、副理事长刘秀华、秘书长宋书玉、常务副秘书长何勇、政策研究室主任李言冰，贵州省酿酒工业协会常务副理事长龙超亚以及全国31个酒业协会的会长、秘书长出席了本次会议。会议由常务副秘书长何勇主持。本次座谈会由中国酒业协会主办，贵州省酿酒工业协会、仁怀市酒业协会承办。中国酒业协会常务副理事长王琦致辞，感谢各地方协会对中国酒业协会工作的支持，希望借此会议，各协会能进行充分的交流沟通。贵州省酿酒工业协会常务副理事长龙超亚在座谈会上向与会代表介绍了贵州省酒业发展情况，她表示，贵州白酒是拉动贵州全省经济增长的主要力量，甚至在行业近几年的深度调整期，仍保持稳定增长，在解决城乡就业、维护社会稳定等方面做出了突出的贡献。但除茅台等少数主流企业外，很多中小酒企仍面临很多的困难。希望通过此次会议能学习兄弟省市的先进经验，促进贵州白酒和酱香型白酒的发展。仁怀市人民政府副市长邓帆表示：座谈会的召开是社会各届对仁怀白酒产业发展的支持和认可，对仁怀白酒产业的转型升级有积极的促进作用，希望更多的朋友走进仁怀，感受酱香魅力，共同推动仁怀走向更加美好的未来。

宋书玉秘书长向与会代表详细通报了2015年全国酿酒行业的发展情况和协会开展的主要工作以及2016年协会工作思路和计划开展的各项工作，着重提出“五个转变”和“三个升级”。五个转变即酒类产业要从规模效益向品质特色效益转变，传统酿造向智慧酿造转变；传统消费向健康理性消费转变，扩大国内市场需求向开拓国际市场转变，传统经销模式向互联网+连锁模式转变。三个升级即品质升级、标准升级和服务升级。刘秀华副理事长对全国职业技能培训工作进行了全面的总结，近年来，全国酒行业的企业虽然不断提升机械化程度以缓解用工压力，但实际生产中仍然存在技能型人才断层和缺失的现象，个别地区存在技能人才培养工作滞后的问题。高技能人才是推动行业技能创新和现代科技成果向现实生产力转化的骨干力量之一。企业只有加强高技能人才的培养，才能为企业和行业的可继续健康发展奠定基础。2016年，中国酒业协会将和各省市协会一道，积极推进技能人才培训工作，普遍提升从业人员能力水平，为行业发展输入优秀人才。中国酒业协会还将充分利用互联网+平台推进在线教育，让持续的人才教育培养成为新常态。

各省市酒业协会的领导对2015年的工作进行交流沟通，并提出合理化的建议。宋书玉秘书长在总结中表示，建议大家认真研究中协会各分支机构2016年工作计划，希望大家参与活动并形成联动。会议期间，与会代表参观了茅台酒股份有限公司的中国酒文化城，并对贵州茅台酒股份有限公司和酒中酒集团给予会议的服务工作表示感谢。（小雨）

Research on & Application of Liquor-making Microbes in Nongxiang Baijiu Production

JIN Wei, XIE Yuqiu,SHI Xiao,ZHONG Jixiao,ZHOU Ergan,CAI Meng and LIU Jian
(Jiangsu Yanghe Distillery Co.Ltd., Suqian, Jiangsu 223800,China )

Abstract:Fermentation is a necessary step in the production of Baijiu by solid fermentation. And microbes are indispensable to the fermentation. In this paper, the present research progress in liquor-making microbes in Nongxiang Bajiu production was reviewed from three aspects including microbes in the starter, microbes in pit mud, and microbes in fermented grains.

Key words：Nongxiang Baijiu; microbes; research progress

通讯作者：谢玉球，江苏洋河酒厂股份有限公司总工艺师，国家白酒评委。

作者简介：金伟(1983-)，安徽淮南人，男，硕士研究生，工程师，江苏省白酒评委，主要从事资源与环境微生物研究。

收稿日期：2015-11-03

DOI：10.13746/j.njkj.2015422

中图分类号：TS262.3；TS261.4；TS261.1

文献标识码：A

文章编号：1001-9286(2016)03-0106-04

优先数字出版时间：2015-12-30；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20151230.0920.004.html。