传统酿造黄酒风味功能微生物研究进展

肖 荣，谢 晶，肖时顺，田 蔚，朱恩康

（1.湖南人文科技学院农业与生物技术学院，湖南娄底 417000；2.湖南桃林园酒业有限公司，湖南娄底 417000）

黄酒是我国历史悠久的民族特产，在世界三大典型酿造古酒中占有重要一席，其营养物质丰富、药用价值极高，享誉国内外。黄酒独特的发酵原料、发酵条件和“用曲发酵”的生产工艺，使其形成了有别于其他酿造酒的独特风格。黄酒酿造体系中生存着一类极其特殊的共生微生物，这些微生物赋予了黄酒独特的风味。

1 黄酒曲的生产概况

黄酒是我国历史悠久、风味独具的民族特产，在其酿造过程中，酒曲中的微生物不断消长、演替，稻米中有机大分子被逐级代谢、转化，风味物质随之产生、积累，最终赋予了黄酒酒体独特的风格，因此，民间素有“曲乃酒之骨，好曲酿好酒”之说。我国幅员辽阔，各地地理环境、民俗习惯各异，黄酒酒曲制作所采用的原辅料、培养方式、生产季节等也各不相同，逐渐形成了诸多独具地域特色的黄酒生产用曲，其中，以江浙绍兴一带的麦曲、南方各地的小曲、闽南地区的红曲最为著名。这些传统酒曲制作一般选择处暑节气前后的初秋时节，我国典型黄酒酒曲生产概况如表1所示。

2 黄酒曲中微生物类群复杂多样

黄酒酿造体系是一个复杂的生态系统，对酒体风格的形成起决定性作用。不同地区来源的小曲中根霉属、曲霉属、酿酒酵母属和毛霉属等10个真菌属占主导地位，且后三者表现出显著的地域差异性；源自湖北省孝感市和四川省达州市的30种酒曲中，除归属于厚壁菌门的乳酸杆菌属、乳球菌属、芽孢杆菌属、芽孢杆菌，以及归属于变形菌门的肠球菌和克罗诺杆菌6种菌为共有优势菌群，其他菌属均表现出显著地域差异性。红曲黄酒酿造体系中存在乳杆菌属、芽孢杆菌属、明串珠菌属、乳酸乳球菌属、拉乌尔菌属、葡萄球菌属、片球菌属和魏斯氏菌属8个主要细菌属，以及酵母属、覆膜孢酵母属、根霉属、红曲霉属、毕赤酵母属、威克汉姆西弗酵母属、假丝酵母属以及曲霉属8个主要真菌属[1]。同一地区所产酒曲的共有菌群结构更为突出。研究发现，源自湖北孝感的3种凤窝酒曲中存在的共有微生物类群更多。其共有核心菌群是由隶属于毛霉亚门和子囊菌门的淀粉霉属、复膜孢酵母属、曲霉属、念珠菌及接合酵母属5种真菌，以及隶属于厚壁菌门和芽孢杆菌门的乳球菌属、魏斯氏菌属、明串珠菌属、肠球菌属、链球菌属和葡萄球菌属的6种细菌构成[2]。可见，黄酒酒曲及其酿造系统中存在极其丰富的微生物类群，且呈现出地域差异性。

3 黄酒的风味物质芬芳独特

风味是评价黄酒最重要的一项品质指标。已有学者鉴定绍兴麦曲黄酒中富含酯类、醇类、羰基化合物和酚类挥发性化合物64种[3]；葫芦巴内酯、香草醛、3-甲基丁醛和苯甲醛在陈酿麦曲黄酒的整体香气中起关键作用[4]；红曲黄酒中共检测到了79种酯类、醇类、有机酸、醛类、酮类和酚类风味化合物[1]。小米黄酒中主要风味物质为醇、酯、含苯化合物、烃、酸、醛、酮、烯、酚和杂环类化合物，其中，苯乙醇、苯乙烯、2-甲基萘、1-甲基萘、苯甲醛、苯乙醛、2-甲氧基-苯酚7种组分为对小米黄酒风味贡献最大[5]；此外，传统酿造的黑米酒中富含醇类、酯类、醛类、酮类、酚类和酸类香气成分51种[6]。由此可见，黄酒风味物质种类丰富，且因酒曲种类而异。

4 黄酒酿造风味功能微生物的代谢特征

酿酒体系中存在细菌、酵母菌、非酿酒酵母菌及霉菌等多种微生物类群，它们共同负责黄酒风味物质的代谢，“生香”微生物的相关研究也屡见报端。假单胞菌、热放线菌、芽孢杆菌和乳球菌在绍兴麦曲黄酒多种挥发性化合物的合成中起关键作用[3]；柬埔寨学者探明了5种发酵剂“Dombea”所酿米酒中的微生物区系及其风味特征，揭示了魏斯氏菌、片球菌、乳杆菌与其所酿米酒的风味形成密切相关。红曲黄酒发酵中，除葡糖醋杆菌、乳杆菌、乳球菌以外，非酿酒酵母，如毕赤酵母属、威克汉姆西弗酵母属在黄酒风味形成中起关键作用[1]，异常威克汉姆酵母菌还参与了乙酸苯乙酯的合成[7]；韩国学者曾利用非酿酒酵母菌Y197-13酿造玛格丽特米酒，使其代谢产生更多的异戊醇、苯乙醇、乙酸异戊酯、脂肪酸、油酸乙酯、亚油酸乙酯等风味组分[8]。因此，传统黄酒独特风味的形成与多种微生物的代谢活动息息相关。

5 风味功能微生物的选育

为定向提升传统黄酒的风味品质，研究者们开展了大量菌株筛选和改造工作。毛健团队从古越龙山黄酒发酵醪液中筛选到了对麦曲黄酒风味代谢有贡献作用的酵母、细菌、霉菌共53株，其中，酪丁酸梭菌L311、人参胞杆菌L15、扩张青霉C01所产挥发性风味物质总量较高[9]。传统米酒曲中的产香印度毛霉菌株ZT018能与米根霉协同发酵产香，通过提高乙酸苯乙酯、棕榈酸异酯、异戊醇等风味物质的含量改善米酒香气品质[10]。杂交酵母菌F23比二倍体母本菌具有更优的2-苯乙醇、短链和长链脂肪酸乙酯代谢能力，赋予了糯米酒更佳的果香、醇香和口感[14]。然而，非靶向菌株筛选工作效率低、周期长，且菌株改造往往是针对特定的某一菌株，酿造中多种微生物风味代谢的协同作用有待进一步研究。

6 风味功能微生物的研究方法

高通量测序技术是一项功能强大的技术，可对整个微生物群落DNA进行测序，无需培养微生物即可探明样品中微生物区系。气相色谱质谱联用技术（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）结合嗅辨仪技术（Gas Chromatography-Olfactometry，GC-O）、气相色谱-离子迁移谱（Gas Chromatography-Ion Mobility Spectroscopy，GC-IMS）技术[11]广泛用于风味的研究。尤其是GC-IMS技术，因其检测风味化合物时具备无损（常压）、快速（15～20 min/样）、高通、高敏（ppm级）等优点，被广泛应用于酒类样品的产地溯源、年份判别[12-13]。采用多组学技术能够打破单一组学技术的研究局限，如微生物组学、宏基因组学、风味代谢组学等组学间的联用，研究黄酒酿造体系中核心功能微生物组成结构、特征风味物质种类将更为快捷、准确、全面[14]。

7 小结与展望

国内外学者对传统酿造黄酒研究集中在以下4个方面。①酒曲及黄酒发酵过程中微生物区系多样性研究；②黄酒特征性风味物质的鉴定与表征；③微生物的演替及其与风味之间的关系探讨；④优良发酵特性菌株的筛选或改造。然而，黄酒发酵是一个复杂的微生物代谢过程，包括决定风味物质类型和强度的碳水化合物的水解、蛋白质的水解和脂质水解。目前，黄酒风味功能微生物的代谢机制尚不清楚，微生物菌群与风味物质之间的关联需要更多的研究，黄酒酿造生香的科学本质亟待相关学者的进一步探索。