扣囊复膜酵母在白酒生产中的应用研究进展

王乃军，马美荣

（北京红星股份有限公司，北京 101400）

扣囊复膜酵母（Saccharomycopsis fibuligera）属于复膜孢酵母科（Saccharomycopsidaceae），复膜孢酵母属（Saccharomycopsis），又名拟内孢霉（Endomycopsis fibuligera），是一类能产生子囊孢子的二形态酵母[1]。通过多极出芽、菌丝体形成来增殖，子囊为球状，游离于体细胞或附着于菌丝尾部或壁上。每个子囊可形成两个到四个帽状子囊孢子，成熟时释放[2]。我国各地生产使用的大曲、小曲中，都离不开扣囊复膜酵母,在大曲中,扣囊复膜酵母是上霉的主要微生物之一。文章介绍了扣囊复膜酵母产白酒风味物质性能研究、产酶性能研究及在白酒生产中的应用效果，以期为优选扣囊复膜酵母并应用于生产，提升原酒品质提供参考依据及思路。

1 菌种性能研究

酒曲是用于白酒酿造的糖化发酵剂，酒曲中含有多种微生物及其产生的复杂酶系，在中国白酒酿造中起着糖化、发酵、生香的作用[3]。近年来，研究者通过现代微生物学技术对酒曲进行解析，在清香型大曲[4-6]、浓香型大曲[7-9]、酱香型大曲[10-11]、小曲[12-13]中都发现了扣囊复膜酵母的存在，其为酒曲中的重要微生物。

研究者从酒曲、酒醅中分离到扣囊复膜酵母，并对其性能进行了研究。

1.1 产风味物质性能研究

刘志磊等[14]从某清香型大曲、酒醅中分离得到80 株酵母，经过培养皿培养、形态观察、分子生物学分析等,其中1 株酵母被鉴定为肋状拟内孢霉。该菌发酵能力一般，但产酸种类较多（可产乙酸、乳酸、丙酮酸、琥珀酸、柠檬酸），含量较高，其他白酒风味物质也比较丰富，应用于生产具有改善白酒口感的潜力[15]。

通过传统分离方法，郝文军等[16]从清香型白酒酒醅中分离到5 株菌落形态明显不同的扣囊复膜酵母。根据扣囊复膜酵母在酒醅发酵中的生长规律，采用单菌种纯培养试验，在培养第7天、第13天对培养物闻香，发现培养液的香气发生明显变化；对代谢产物的半定量分析发现，所用菌种在高粱培养基中可以生成7 种酸类化合物、9 种酯类化合物、7 种醇类化合物、4 种醛酮类化合物、5 种内酯类化合物、9种萘酚类化合物。

王晓丹等[17]从酱香型白酒大曲中分离得到一株扣囊复膜酵母，编号为FBKL2.0071，通过固态发酵得到的培养物有浓郁柔和的果香味，分析表明呈现果香味的乙酸乙酯、具有香蕉及梨气味的乙酸异戊酯、呈现玫瑰香气的苯乙醇、具有甜蜜香味的乙酸苯乙酯等含量较高，这些挥发性香味物质的共同作用使其培养物呈现果香味。

黄昊等[18]从青稞酒曲中分离到扣囊复膜酵母，发现扣囊复膜酵母为青稞酒发酵的主要酵母之一。以青稞汁为发酵培养基，其具有产乙醇的能力，发酵液中乙酸、琥珀酸和柠檬酸是主要的有机酸，酒石酸、苹果酸和乳酸含量相对较低。发酵液中检测出的风味物质共26种，包含4 种挥发性有机酸，13 种酯类化合物，3 种醇类化合物，4 种醛酮类化合物和2 种挥发性酚类化合物，其中苯乙醇、乙酸乙酯、乙酸异戊酯的含量较高。

马美荣等[19]对两种扣囊复膜酵母麸曲进行了研究。NL 麸曲呈奶油香、花香，花香较明显，NT 麸曲呈奶油香、曲香，曲香较明显，NL 麸曲的酸类物质、酮类物质、酯类物质的含量比NT 麸曲分别高32.28%、15.35%、6.56%，醇类物质、醛类物质的含量比NT麸曲分别低2.75%、6.01%。

1.2 酶类活性研究

1.2.1 淀粉酶活性研究

孙思佳等[20-21]从扳倒井芝麻香型白酒高温大曲中分离到一株被鉴定为扣囊复膜酵母的菌株CICC33077，该菌固态发酵的最佳产酶条件为原料添加量20 g，接种量18 %，含水量51 %，发酵温度24 ℃，在此条件下，淀粉酶活力可达到12297 U/g，比对照提高了约63.96 %。实验结果表明，该菌株产淀粉酶的能力较强，酶性能优良，适应高温、酸性环境，具有在高温大曲生产中应用的潜力。

庾昌文等[22]在清香型小曲酒醅中分离得到一株高产淀粉酶的酵母，经形态及ITS 序列分析鉴定为扣囊复膜酵母。该菌株在基础培养基中发酵，生长、产酶具有同步性，在48 h 内酶活可达到101 U/mL。培养条件经优化确定为：培养温度32 ℃，接种量5%，装液量为50 mL，培养基初始pH值为7.0。在此条件下发酵的酶活力为118 U/mL，比初始条件提高了16.83%。

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1.2.2 糖化酶活性研究

张志才等[23]于1993年分离到一株拟内孢霉，它具有耐酸耐高温的特性，在pH4.0 左右能继续分泌高活性的糖化酶。制备的拟内孢霉麸曲，在pH4.0、温度40 ℃条件下，绝干曲的糖化力为5000 U/g。

1.2.3 β-葡糖苷酶活性研究

扣囊复膜酵母除了能产生淀粉酶、糖化酶外，还能产生β-葡糖苷酶。纤维素在经纤维素酶水解过程中，先被内、外切葡聚糖酶降解为寡糖和纤维二糖，再由β-葡糖苷酶降解为葡萄糖。内、外切葡聚糖酶降解的主要产物是纤维二糖，是内、外切葡聚糖酶的非竞争性抑制物，β-葡萄糖苷酶可以把纤维二糖水解为葡萄糖，解除纤维二糖对内、外切葡聚糖酶的抑制作用，是纤维素降解的限速酶，决定纤维素的降解速度和程度[24-26]。在酿酒工业中，大麦、豌豆含有大量的纤维素，酿酒酵母对其利用率不高，通过扣囊复膜酵母与酿酒酵母的协同作用，能够提高纤维素的利用率，进而提高酒精的产量[27]。

1.2.4 酸性蛋白酶活性研究

酸性蛋白酶在白酒发酵中的作用主要包括：（1）溶解颗粒状原料，将吸附在颗粒上的α-淀粉酶释放出来；（2）把原料、死菌菌体蛋白分解成氨基酸，供酿酒酵母利用，促进酵母菌的生长繁殖；（3）由于酵母氨基酸合成代谢的底物多来自于糖代谢途径的中间产物，通过吸收利用外源氨基酸可以减少自身的氨基酸合成代谢，使底物用于乙醇发酵，提高出酒率；（4）高级醇及其派生物是白酒中重要的香味物质,氨基酸是白酒中高级醇的主要来源[28-30]。酸性蛋白酶可以提高白酒的产量和质量，越来越受到人们的重视。

2 在白酒生产中的应用

2.1 在强化大曲生产中的应用

在芝麻香型白酒高温大曲生产中，孙思佳等[31]应用微生物强化技术生产强化大曲，扣囊复膜酵母CICC33077 分别采用表面喷洒和内部混料两种方式应用。试验结果表明，与对照大曲相比，强化大曲曲块表面“穿衣”较好，曲皮较薄，断面整齐，内部质地疏松，液化力和糖化力显著增加，喷洒大曲液化力和糖化力分别达到5.6 g淀粉/g·h和361 mg·G/g·h，扣囊复膜酵母数量显著增加，达到107 cfu/g。应用强化大曲发酵得到的酒液色泽透明，香气浓郁，醇甜爽净，优于应用对照大曲发酵的酒样。

2.2 在白酒酿造生产中的应用

采用山芋粉为原料，以拟内孢霉麸曲为糖化剂、酒精酵母为发酵剂，与采用黑曲霉生产的糖化酶为糖化剂、酒精酵母为发酵剂进行发酵进行对比。比较可知，以拟内孢霉麸曲为糖化剂比以糖化酶为糖化剂的发酵醪的前期温度上升了1 ℃，出酒率提高了9.9%，所产酒的酒质绵甜，改进了酒的后味[23]。

在清香多微麸曲酒生产中，一种重要的麸曲就是扣囊复膜酵母麸曲，该麸曲具有一定的糖化能力、酒精发酵能力，并具有产多元醇的能力，该麸曲与白地霉混合使用，酒体绵软爽口、醇和回甜[32]。

2.2.2 在大曲白酒酿造生产中的应用

胡建华等[33]将拟内孢霉制成的麸曲应用于清香型大曲酒地缸发酵，结果表明，两种基酒的骨架成分变化不大，经感官评价，实验原酒表现出明显的水果香气，酒体醇甜、绵柔，口味更加谐调。

2.2.3 在小曲白酒酿造生产中的应用

为改善小曲酒的风味特性，Su等[34]从白酒酿造糟醅中分离选取了两株功能酵母菌(Saccharomycopsis fibuligera和Saccharomyces cerevisiae)用于小曲酒的发酵。与传统小曲相比，强化接种提高了发酵前期糖化酶和酸性蛋白酶的活性以及乙醇合成速度，降低了发酵前期的酸度。发酵结束时，总醇、总酯含量分别提高了42.5 %和11.8 %，醛酮化合物、杂环化合物含量分别降低了73.7%和77.1%。

2.3 在酒糟处理中的应用

据统计数据显示，我国白酒酿造行业每年产生约2500 万吨丢糟。白酒丢糟中水分含量大、酸度高，堆积存放时极易霉变腐烂，随意丢弃或者焚烧会造成严重的环境污染。白酒丢糟中残余较多的淀粉、蛋白质、氨基酸、维生素以及菌体等营养成分。对丢糟中营养成分充分利用不仅可以解决环保问题、节约粮食，还可以显著提高经济效益。

祖国仁等[35]以白酒糟为原料生产高蛋白饲料，采用扣囊复膜酵母和产朊假丝酵母混合固体发酵。通过工艺条件优化，确定发酵时采取同时接种方式，两种菌种的混合比为1∶1，培养基的起始pH值为5，培养温度为30 ℃，培养时间6 d。发酵产物的每克干基酵母细胞数达到24.28 亿个，粗蛋白含量达到33.54%，总糖含量为6.23%。

为了充分利用酒糟资源，提高酒糟的附加值，卢向阳等[36]以优良菌种产朊假丝酵母、热带假丝酵母、白地霉和扣囊复膜酵母混合发酵酒糟，生产单细胞蛋白饲料。研究表明，发酵最适起始pH 值为5.0 左右，适宜的培养基配方：80%酒糟、5%麦麸、3%玉米粉、1%豆饼、1%尿素、0.05%磷酸二氢钾，酒糟发酵前用适量糖化酶预处理，发酵产物的蛋白质含量增加了8.6%。经扩大发酵试验，100 g 酒糟中粗蛋白含量由18.1 g 增加到28.6 g，人和成年哺乳动物所需的必需氨基酸及钙、磷含量显著增加，单宁和粗纤维含量明显减少，该单细胞蛋白饲料可作为配合饲料的新型优质蛋白源。

3 结语

扣囊复膜酵母作为白酒发酵的重要菌种，具有产淀粉酶、糖化酶、β-葡糖苷酶、酸性蛋白酶的能力，且酶的活性较高；具有产乙醇的发酵能力；具有产酸类、醇类、醛酮类、酯类等白酒风味物质的能力。扣囊复膜酵母应用于白酒酿造，能增加酒体的绵甜感，提升原酒品质；用于酒糟处理，可提高酒糟的附加值。目前科研工作者对扣囊复膜酵母的研究较少，作为白酒科研工作者，应加强酒曲中扣囊复膜酵母菌种分离工作，加强扣囊复膜酵母性能研究，加强扣囊复膜酵母与其他酿造微生物相互作用的研究，优选扣囊复膜酵母应用于白酒酿造生产，以提升白酒品质，满足消费者对美好生活的向往。