丛台酒大曲春季培养过程中细菌数量变化的研究

王鑫昕，耿霄，杨军山，吴子龙

（1.邯郸学院生命科学与工程学院，河北邯郸056005；2.邯郸丛台酒业股份有限公司，河北邯郸057550）

丛台酒大曲春季培养过程中细菌数量变化的研究

王鑫昕1，耿霄1，杨军山2，吴子龙1

（1.邯郸学院生命科学与工程学院，河北邯郸056005；2.邯郸丛台酒业股份有限公司，河北邯郸057550）

对中温大曲春季培养过程中细菌数量的变化情况进行研究，以丛台酒业春季生产的中温大曲为研究对象，采用平板稀释涂布法进行细菌菌落计数。结果表明，从大曲入房起，细菌数量随着升高的曲温迅速增加，曲皮中的细菌在培养第6天时达到高峰，含量为7.8×107个/g，之后又逐渐减少，到发酵第16天时降到105个/g，此后略有回升，维持在106个/g直至出房；曲心中细菌呈现同样的增长规律，只是含量高峰在第8天，为2.35×106个/g，16 d后维持在105个/g，曲心的高峰期和出房时的细菌数量均远低于曲皮。本研究将为后续大曲细菌培养的定向控制提供理论依据。

大曲；细菌；数量；曲皮；曲心

白酒酿造的微生物大多来自窖泥、糟醅和酒曲，但最主要的是来自酒曲。传统的制曲过程是在曲料上自然富集多种微生物，这些微生物在曲料上竞争生长，最终适应制曲环境得以生存并大量繁殖，在进行生命活动时产生丰富的代谢产物，赋予了白酒特有的风味。因此，掌握酒曲中各种功能微生物的种类和代谢情况以及它们在发酵过程中的变化规律，对提高白酒的品质和产率具有重要的意义[1]。大曲中的细菌种类及数量影响着白酒的香型，细菌通过生香、代谢、热能供应、分解曲料中一些难以利用的物质等作用改善白酒的风味物质[2]。大曲中细菌在整个制曲过程的种类和数量变化也与大曲品质有紧密联系[3]。目前，关于各种香型白酒大曲的制备过程中微生物种类和数量的变化规律，已有一些研究成果[4-8]。

本实验首次研究丛台酒中温大曲春季培养过程中细菌数量的变化情况，可为后续研究大曲培养过程细菌的消长规律、大曲细菌培养的定向控制提供重要的实验基础和理论依据,为完善酿酒工艺、提高酿酒品质与产率的目标提供重要的实验基础。

1 材料与方法

1.1 材料

曲样：从4月开始生产丛台酒中温大曲开始，每隔1 d从同一曲房同批次大曲中采集一块酿酒大曲，装于无菌袋中，防止染菌，实验室进行实验分析。

牛肉膏蛋白胨培养基：牛肉膏0.3 g，蛋白胨1 g，氯化钠0.5 g，琼脂1.5～2.0 g，水100m L，放线菌酮100μg/m L，121℃灭菌20m in。

1.2 实验方法

1.2.1 大曲样品水分的测定

大曲水分测定采用烘干法，准确称取试样5 g（精确至0.0002 g）于100～105℃烘干至恒重的扁平称量瓶中，放入100～105℃烘箱中干燥3 h，趁热盖上盖子，在干燥器中冷却30m in，称重，再于同样条件下烘1 h，冷却、称重，直至恒重。

水分含量的计算方法为：水分含量＝（m1-m2）/(m1-m0)×100%。

式中：m0——称量瓶质量，g；m1——烘干前试样与称量瓶的总质量，g；m2——烘干后试样与称量瓶的总质量，g。

1.2.2 菌悬液的制备

在无菌环境中称取曲皮、曲心各5 g（距大曲表面1 cm处为曲皮样品，曲块中心周围都为曲心样品），放于研钵中，分别加入10 m L无菌水，研磨至匀浆状。10000 r/m in离心10m in，得到上清液，测出上清液的体积并记录。

取6支无菌试管，依次标记为10-1—10-6，在各试管中分别加入无菌水9m L，取上清菌液1m L于1号试管中，振荡混匀，得到10-1稀释度的菌悬液；从1号试管取1m L液体于2号试管中振荡混匀，得到10-2稀释度的菌悬液，依此类推可得到10-3、10-4、10-5……稀释度的菌悬液。

1.2.3 涂布培养

准备好牛肉膏蛋白胨培养基平板，分别标记为10-2、10-3、10-4……以此类推。分别吸取各稀释度的100μL菌悬液涂平板，每个稀释度涂布3个平板。之后，将平板倒置，37℃培养24 h。

1.2.4 细菌的菌落计数

选取适宜密度的培养皿（选取培养皿的细菌数量在30到300之间），根据细菌的菌落特征对细菌进行计数。

菌落总数的计算方法为：菌落总数=X0×V2/V1× n×m。

式中：X0——每板菌落数，个；V1——涂布体积，m L；m——样品干重，g；V2——上清液体积，m L；n——最适稀释度。

2 结果与分析

2.1 大曲中水分的变化（见图1）

图1 大曲培养过程中水分的变化

由图1可知，整个大曲的含水量总体是呈下降趋势的，曲皮的含水量总体比曲心低。在大曲成熟培养的过程中，其水分含量不断降低，一是随着微生物的大量繁殖，产生大量热量，造成曲房温度不断升高，曲块含水量因蒸发而降低，二是因为大曲富集的微生物生长利用了其所含的水分。大部分曲块成熟后期，曲块含水量都会降到15%以下。曲皮水分总体呈下降趋势，但在第14天时，含水量有略微的升高，之后又逐渐降低，这是因为在此期间，水分及热量由里向外散发。

2.2 大曲培养过程中温度的变化（见图2）

图2 大曲培养过程中温度的变化

由图2可知，曲温总的变化趋势是：大曲入曲房后，曲温迅速上升，6～8 d时达到高峰，以后呈下降趋势，14 d时达到最低，之后曲温维持在30℃。

曲温与室温的变化，与曲块中富集的微生物的繁殖与代谢密切相关。微生物的大量繁殖及其代谢，产生大量热量，造成曲温与室温的升高。随着微生物数量的减少，曲温与室温也逐渐降低。此外，曲温与室温改变的另一个决定性因素是人为的调控。人为调控通过窗户的开闭、草帘的铺盖或掀开、改变各曲块间的距离等实现。如在曲块入房后的长霉阶段，温度不可上升过快，否则影响上霉，此时可缓缓掀开部分草帘进行散热。

2.3 大曲培养过程中细菌数目的变化（见图3）

图3 大曲培养过程中曲皮细菌数量的变化

由图3可知，大曲培养过程中，曲皮内细菌数量的总变化趋势是先迅速升高，后逐渐降低至最小值，之后又缓慢上升。在第6天，细菌数量达到高峰，最多可达7.8×107个/g，此后，细菌数量开始下降，在第16天达到最小值，最少为7.6×105个/g，16 d后保持在106个/g的数量级。因而，4～12 d为曲皮细菌数量最多的时期。呈现这样升高又降低的规律是因为，培养初期升高的温度加快菌体的生长速率，也使曲温继续升高，生长速率继续增大，直到达到细菌生长能够承受的最高温度，而此时水分的散失和曲皮营养的消耗也使细菌数量积累达到限度，曲皮细菌数量便在第6天时达到了顶峰。此后，由于许多不耐热的细菌因高温致死，也就呈现了细菌数量在6 d后骤减的现象，随着曲温降低到细菌耐受温度，环境中细菌再次富集在曲块上，也就出现了曲皮细菌数略有回升的现象。

图4 大曲培养过程中曲心细菌数量的变化

由图4可知，大曲培养过程中，曲心内细菌数量的总变化趋势与曲皮的变化趋势大致相同，也是先升高后降低，之后又缓慢上升。曲心内细菌的数量在第8天达到顶峰，最高可达2.35×106个/g，此后，细菌数量开始下降，在第16天降到最少，为3.0×105个/g。16 d后保持在105个/g的数量级。因而，6～13 d为曲皮细菌数目最多的时期。

比较曲皮、曲心细菌数量的变化曲线，曲皮中细菌的数量远高于曲心中细菌的数量，而且曲心达到数量顶峰的时间滞后于曲皮，这是由于曲皮、曲心在通风、水分、温度和从环境富集细菌机会不同等方面的差异造成细菌类别、生长繁殖速率的差异，进而影响细菌数目间的差异。起初，曲皮中细菌数量先迅速增加，而曲心中细菌增长较慢，这主要因为，曲皮暴露在曲房环境中，空气中的细菌会自然富集在曲皮上，并利用营养快速生长；曲皮相对较好的通风和营养的配合使好氧菌生长繁殖的更快；曲心的细菌是由曲皮向内扩散生长，所以最初几天曲心处细菌量较少，而且微生物产生的热量不太高，导致曲心温度升高缓慢，细菌生长速率增加慢于曲皮。曲皮的细菌增长迅速，曲温快速升高，曲皮处营养消耗快，曲皮细菌竞争生长使曲皮细菌数量顶峰提前于曲心，于第6天结束了高增长趋势。此外，由于曲心处氧气量少，好氧细菌无法正常存活，向曲心处生长的以兼性和厌氧菌这些生长繁殖慢的细菌为主，所以曲心增长速率较曲皮慢很多，曲心的细菌量比曲皮的少许多。

3 结论

本研究结果显示，在大曲培养过程中，曲皮细菌数量的变化规律是，先迅速升高，在培养第6天达到最高峰，数量级达到107个/g。培养第16天时达到最小值，数量级达105个/g。曲心细菌数量的变化规律也是先升高，在培养第8天达到最大值，数量级为106个/g，在第16天数量最少，数量级为105个/g。细菌数量的变化是曲房内各个环境因素的综合效果，制曲工艺紧密影响着细菌的种类和数量，进而影响了白酒的质量。曲皮与曲心的细菌数量变化是不同的，这也导致了曲皮与曲心的理化指标和酿酒效果是明显不同的。

[1]敞颜,赵辉,凌宏志.传统白酒发酵微生物的研究进展[J].食品工业科技,2010,31(9)：425-427.

[2]刘晓光,谢和,屈直,等.酱香型白酒风味物质的形成与微生物关系的研究现状与进展[J].贵州农业科学,2007,35(2)：131-134.

[3]WANG C L,SHID J,GONG G L.Microorganisms in Daqu:a starter culture of Chinese Maotai-flavor liquor[J].World journal of microbiology and biotechnology,2008,24(10)：2183-2190.

[4]万自然.大曲培养过程中微生物及酶的变化[J].酿酒科技,2004 (4)：25-26.

[5]姚万春,唐玉明,张正英,等.泸型陈曲贮存期微生物酶类的变化及酿造效果[J].酿酒科技,1996(4)：19-20.

[6]蒋红军.茅台酒制曲发酵过程中微生物演替及作用规律[J].酿酒科技,2004(3)：39-40.

[7]唐玉明,张正英,任道群,等.曲外层和曲心的微生物数量生化性能及酿造效果研究[J].酿酒科技,1995(3)：73-76.

[8]WANG HY,ZHANG X J,ZHAO LP,etal.Analysis and comparison of the bacterial community in fermented grains during the fermentation for two different styles of Chinese liquor[J].Journal of industrial microbiology&biotechnology, 2008,35(6)：603-609.

Change in the Quantity of Bacteria in Congtai Daqu during the Culture Process in Spring

WANG Xinxin1,GENG Xiao1,YANG Junshan2andWU Zilong1
(1.Department of Life Science and Engineering,Handan Colleage,Handan,Hebei056005; 2.Congtai Distillery Co.Ltd.,Handan,Hebei057550,China)

Medium-temperature Daqu produced in Congtai Distillery in Spring was used as the research object,the change in the quantity of bacteria during the culture process was investigated,and the quantity of bacteria was counted by dilution plating method.The results showed that,bacteria quantity increased rapidly along with the increase of the temperature since the beginning of the culture of Daqu in the room.Bacteria quantity on the surface of Daqu reached the maximum of 7.8×107cfu/g at the6th day of the culture and then dropped gradually and declined to 105cfu/g at the 16th day of the culture,and later bacteria quantity increased slightly to 106cfu/g and maintained at that level till the end of Daqu culture.Bacteria quantity in the core of Daqu presented the same rule except that bacteria quantity peak occurred on the8th day of the culture as2.35×106cfu/g and bacteria quantity maintained at the level of 105cfu/g after the16th day of the culture.Bacteria quantity peak and bacteria quantity at the end of the culture in the core of Daqu were far inferior to that on the surface of Daqu.This study provided theoretical evidence for subsequent directional control of bacteria in the culture of Daqu.

Daqu;bacteria;quantity;surface of Daqu;core of Daqu

TS262.3；TS261.1；Q93-3

A

1001-9286（2017）02-0037-03

10.13746/j.njkj.2016326

邯郸市科学技术研究与发展计划项目(1523103064-5)。

2016-11-03

王鑫昕(1982-)，女，河北邯郸人，讲师，主要从事生化和发酵生产研究。