大曲微生物在大曲酒生产中的研究现状及发展前景

2016-04-11乔婧杨玲段冰邵强郭旭凯郭睿

生物技术世界 2016年3期

关键词：制曲浓香型大曲

乔婧杨玲段冰邵强郭旭凯郭睿

（山西省农业科学院高粱研究所山西晋中 030600）

大曲微生物在大曲酒生产中的研究现状及发展前景

乔婧杨玲段冰邵强郭旭凯郭睿

（山西省农业科学院高粱研究所山西晋中 030600）

大曲微生物在大曲酒的生产过程中起到了很重要的作用，本文主要概述了大曲中的微生物类型，并对当前大曲微生物的研究开发及应用进行了阐述，并对其发展前景进行了展望，并为大曲微生物以后的研究方向提供了思路，同时揭示了我国白酒发酵的本质。

大曲微生物研究现状发展前景

在我国白酒的发酵过程中的,大曲起了非常重要的作用,且历史悠久,选取有益的野生菌株进行人工培育,并在曲内积蓄酶及发酵前提物质,同时还能在发酵中产生营养物质。通过多年来不同地域人们对于大曲利用的经验积累,形成了不同地区各有代表的名酒。在整个发酵制曲的过程中,多种微生物共同作用,为研究人员的进一步研究造成了一定的难度,需要我们进一步进行探索。

通过研究,微生物的制曲过程分为四期,即适应期、增殖期、平衡期、衰退期,在经历这四个阶段后,经历3-6个月趋于稳定,形成可以接种到酒醅上的微生物群系。

1 大曲微生物的类型

大曲微生物的主要类型有细菌、霉菌、酵母菌、放线菌四大类,其中以细菌、霉菌、酵母菌的数量最多,且作用也较大,而放线菌的数量较少,作用尚不明确。

1.1 细菌

大曲中的细菌种类较多,常见的有醋酸菌、乳酸菌、芽孢杆菌等。芽孢杆菌主要在高温曲中起作用。而醋酸菌和乳酸菌在大曲中的需求数量较少,但是对于白酒中酯的形成却是不可缺少的［1］。但是由于在酯的形成过程中对于醋酸菌及乳酸菌的需求较少,而在实际生产过程中醋酸菌和乳酸菌的供给却过量,使得当前将这两种菌列为有害菌,需要在白酒的生产过程中采取“增已降乳”的措施来控制乳酸和醋酸的过量产生。

1.2 霉菌

大曲中霉菌的种类较多,常见的有曲霉菌、根霉菌、毛霉菌、头霉菌、青霉菌等等。霉菌的生长过程中,其颜色的变化开始是白色、灰白色,而通过一段时间长出孢子之后,不同的霉菌则会呈现出不同的颜色,而这就是在制曲过程中人们所称为的“五色衣”。霉菌在制曲中的主要作用来源于糖化菌,曲霉菌中的黑曲霉和根霉菌均具有较高的糖化力,而曲霉菌中的米曲霉和黄曲霉其糖化力则较弱,但其具有较强的液化力和蛋白质分解能力。

1.3 酵母菌

大曲中的酵母菌种类较多,其中以卡氏酵母和异常汉逊酵母的作用最为显著,前者主要体现在其发酵能力上,后者的产酯力较强。特别是在清香型白酒中,对于酵母的需求较为显著,而浓香型白酒和酱香型白酒中对于酵母的需求则较少［2］。

1.4 放线菌

放线菌的主要作用是其可以产生抗生素,抗生素具有抑制其他微生物生长、代谢的作用。同时由于放线菌不产生淀粉酶,所以其产生的酸性蛋白酶可以随着温度的升高而不断增加。

2 大曲微生物研究的开发和应用

2.1 细菌

2.1.1 乳酸菌在白酒生产中的应用

白酒固态法生产过程中最重要的微生物是乳酸菌,乳酸菌能有效的促进酿造过程中的发酵,同时保证酿造环境生态环境的稳定；同时,乳酸菌的代谢产物也是形成白酒香味的重要基础,而代谢产物中的乳酸可以有效的减轻白酒的刺激性,增加白酒的回甜感,在丰富白酒风味上具有不可替代的作用。在白酒酿造过程中,添加适量的乳酸菌有利于白酒质量的提高,但是在添加过程中要注意乳酸菌的量。

2.1.2 降乳菌在白酒中的应用

乳酸乙酯在酒香方面起到了很重要的作用,但是需要注意量的把握,特别是在清香型白酒中,其主体香来源于乙酸乙酯和乳酸乙酯,而乳酸乙酯对于清香型白酒中的主体香起到更重要的作用。清香型白酒的特点是要以清香醇正为主要特征,而这一特征的突出来源于其微量成分的存在有关,这就要提到其香体来源的乳酸乙酯和乙酸乙酯之间的比例。降乳菌即是调节乳酸乙酯和乙酸乙酯比例的重要菌种,通过降解乳酸乙酯的前体乳酸来调节这两者之间的比例,从而获得相应的香型［3］。

2.1.3 丙酸菌在白酒中的应用

丙酸菌在含有乳酸、葡萄糖、氮类化合物的条件下的发酵方式是无氧发酵,丙酸菌在乳酸存在的条件下,生成丙酸和乙酸,在特定的条件下,又将丙酸分解为戊酸和庚酸。而这些分解产物在特定微生物存在的条件下,可以合成丙酸乙酯、戊酸乙酯、庚酸乙酯。通过这一系列的分解和合成作用,调节了白酒中风味物质的比例,使其能够达到更好的效果［4］。

2.1.4 芽孢杆菌在白酒中的应用

芽孢杆菌的种类较多,在高温大曲中最为常见的是嗜热芽孢杆菌,而嗜热芽孢杆菌在白酒中的主要作用是为白酒提供营养成份。通过自身的代谢活动可以使糖、蛋白质、脂肪这三大营养物质发生转化,增加蛋白质和脂肪的含量,从而增加游离脂肪酸的含量,最为特别的是带来了苯环的芳香族氨基酸。对于芽孢杆菌的研究,不管是浓香型还是酱香型等白酒的研究中,相关的科研单位都做出了大量的研究和分析,但是在清香型白酒中的研究还相对甚少。

山西汾酒厂在制曲过程中就使用了芽孢杆菌,虽然添加的量较少,但是由于其繁殖速度快,耐高温、耐水份,所以在整个制曲过程中能一直存在。并且在发酵过程中起到了增香、改善汾酒后味的作用［5］。

2.2 霉菌在白酒生产中的应用

在我国传统的大曲中,较为常见的霉菌有：曲霉菌、根霉菌、拟内孢霉菌、红曲霉菌等,霉菌的主要作用则是糖化作用。而青霉菌、灰绿曲霉菌等一些霉菌虽然也属于糖化菌,但是如果大曲中被这些霉菌所污染的话则会影响白酒的口味,使其呈现出霉苦的味道。在白酒生产过程中,糖化菌发挥着巨大的作用,所以在白酒生产中,对于糖化菌有以下三点基本要求：首先是要具备高的糖化力；其次是要有较强的适应力；第三是繁殖速度要快。除此之外,还在热稳定性、耐酸、耐酒精方面有着较高的要求,这样才能使该菌在制曲过程中能有效的抵抗高温、强酸等方面的影响,从而保持较好的稳定性。

2.2.1 曲霉菌

当前的白酒生产中,较为重要的曲霉菌是3.758、甘薯曲霉、黑曲霉3.4309等,而在米酒的制作过程中较为重要的曲霉则是黄曲霉和米曲霉。

黑曲霉：3.4309是一株由我国科研人员成功诱变的具有强大糖化力的黑曲霉,每克干曲可糖化淀粉32g甚至更多,并且糖化产物葡萄糖含量高,占还原糖的98%以上。3.4309黑曲霉酶系纯、糖化力强,在很多白酒生产中发挥着重要作用［6］。

红曲霉：红曲霉的应用较广,由于其在代谢过程中可以产生酯化酶,对于白酒中酯的含量具有重要的作用,而酯含量对于白酒的质量和口感具有重要的作用。传统的酿酒工艺在添加红曲霉和酵母菌后,具有较高的出酒率和较好增己降乳效果。

2.2.2 根霉

根霉具有更高的糖化力,更强的适应力及更快的繁殖速度,在分解淀粉方面其DE值也能达到98%以上。由于根霉可以产生甜味感,所以目前根霉大多应用与小曲酒的制作工艺中。山西的汾酒厂已经成功分离出一株根霉,用料较3.4309少,清香和后味不苦,但其糖化力还有待调高［7］。

2.2.3 拟内孢霉

拟内孢霉的终产物是葡萄糖,在我国各地生产的中温大曲、小曲中,都离不开拟内孢霉,在大曲中,拟内孢霉是上霉的主要微生物,同时也是一种糖化菌。与根霉相比较,除糖化力外,其适应性和繁殖速度方面都更胜一筹。但由于野生的拟内孢霉对于酿造过程中黑霉3.4309具有污染作用,并且其糖化力较低,一旦在发酵过程中污染该菌,势必会造成出酒率下降的后果。

2.2.4 其他霉菌

毛霉菌：通过利用毛霉菌的糖化力和蛋白分解力能转化蔗糖形成更多的酒精,同时还能合成维生素B1、B6。

犁头霉菌：这种菌在干燥的条件下容易对曲种造成污染,犁头霉菌的适宜生长温度为37摄氏度,喜高温高湿的环境,所以在制曲过程中,如果生产环境不通风或温度过高时,容易被该菌污染。由于犁头霉菌的典型特征是菌丝表明有凝集的水珠,所以人们通常称之为“水毛”。

青霉菌和灰绿曲霉菌：这两种菌也属于污染菌种,其喜潮,在制曲过程中特别是在梅雨季节制曲时就极容易受到这两种菌的污染,被这两种菌污染后,制作的白酒口感会呈现霉苦的味道。

2.3 酵母菌

2.3.1 产酒酵母的开发及利用

活性酵母菌：是有鲜酵母或压榨酵母低温干燥后形成的干酵母,是面包酵母的一种。主要作用是通过其强大的发酵能力极大的提高了出酒率,并降低了生产成本。活性酵母的制作是将压榨酵母通过外力进行挤压后,利用空气流进行低温干燥,使最终的水份控制在7.5%左右。

耐高温活性干酵母：这种酵母是有中国生物开发中心研发的,通过在浓香型大曲酒、食用酒精、串香白酒的制作过程添加后进行试验,结果表明,耐高温活性酵母能提高这三种酒的出酒率。由于耐高温活性酵母的使用,使得热季制曲也有了保障［8］。

2.3.2 生香酵母的开发与应用

在过去,人们对于生香酵母的使用较为局限,仅应用于清香型麸曲、大曲白酒的制作中。上个世纪九十年代,随着人们对于生香酵母的不断开发、研究,也将生香酵母应用到了浓香型白酒的制作过程中。通过研究发现,生香酵母具有一定的发酵能力,在浓香型白酒的制作过程中,生香酵母可以酯化成乙酸乙酯,同时具有促进乙酸菌的生长、繁殖及的提高代谢产物的产量。为此科研人员研制出了生香活性干酵母,但是通过实验发现,生香活性干酵母在浓香型白酒的使用中效果并不突出,只能应用于清香型白酒的制作过程中［9］。

2.4 放线菌

由于当前人们对于放线菌的研究较少,大多数对于放线菌的研究只限于在酿酒中的微生物中提取到放线菌,其作用主要是脱臭生香,并未进行进一步深入的研究。近年来,有研究人员用淀粉培养基和纤维素刚果红培养基对放线菌进行初筛,并用固体发酵酶活测定复筛,得到了高产的淀粉酶和纤维素酶［10］。