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仁怀酱香酒微生物研究

/王杰

摘要:离开了茅台生产不出茅台酒,离开了仁怀生产不出纯正的酱香酒,其核心内涵也就是离开了仁怀的微生物种群资源,生产不出有机健康酱香酒。

1 仁怀酱香酒微生物研究的意义

白酒生产的核心为微生物,因此,对酿酒微生态环境中的微生物研究是提高产量、质量的根本,茅台酒至高的品质乃至仁怀市茅台镇生产的优质酱香白酒,其品质来源于该地域的微生物资源,其核心竞争力也是该地域的微生物资源。离开了茅台生产不出茅台酒,离开了仁怀生产不出纯正的酱香酒,其核心内涵也就是离开了仁怀的微生物种群资源,生产不出有机健康酱香酒。

研究仁怀传统酱香白酒酿酒微生态微生物,其目的就是认识微生态环境中的微生物资源,认识该微生态环境中的微生物种及种间代谢关系,认识该微生态环境中的微生物与产酒质量间的关系,进而充分发挥该地域微生态环境中的微生物资源在酿酒生产中的作用,提高其生物经济学价值。

2 仁怀微生态环境中的微生物

仁怀市对酿酒微生态环境中的微生物进行了大量研究,在酿酒微生物”“仁怀酱香酒与地域微生物的关系,仁怀酱香酒的发酵机理”“仁怀酱香酒与地域生态环境的关系等方面开展了大量的研究。经过几十年的研究,已分离、鉴定、保藏了329种微生物,其中,细菌有134种、酵母有59种、霉菌98种、放线菌38种。

2.1 仁怀制酒发酵过程中的微生物

据范光先等人报道,从制酒堆积发酵及发酵过程酒醅中分离得到微生物85种,其中细菌41种、酵母28种、霉菌16种。其主要是枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、环壮芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、迟缓芽孢杆菌、栗褐芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、芽孢杆菌、酿酒酵母、克鲁斯假丝酵母、汉逊酵母、异常汉逊酵母、丝孢酵母、假丝酵母、白地霉、毛霉、根霉、梨头霉、构巢曲霉、烟曲霉、丛梗孢霉、亮白曲霉、拟青霉、黄曲霉、红曲霉、紫红曲霉、红色红曲霉、Monascus pilosusThermomyces lanuginosus等。

2.2 仁怀制曲发酵过程中的微生物

从制曲发酵过程分离得到97种微生物。其中,细菌40种、酵母18种、霉菌35种、放线菌有4种。其细菌主要是枯草芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌等,酵母主要是酒精酵母、假丝酵母、丝孢酵母、汉逊酵母、异常汉逊酵母、毕赤酵母等,霉菌主要为温特曲霉、紫红曲霉、红色红曲霉、Monascus pilosusByssochlamys niveaByssochlamys fulvaG ilmaniella sp.Eurotium herbariorumRizomucor pusillusMoniliella acetoabutenChrysosporium farinicolaChrysosporium fastidium等。其主要作用是产生淀粉酶、糖化酶、液化酶、蛋白酶、纤维素酶、酯化酶等水解酶类,并形成氨基酸、香草酸、阿魏酸、丁香酸等香味物质。

2.3 仁怀地域环境中的微生物

分别对厂区生产环境、人居生态环境、自然生态环境的土壤、空气中的微生物进行了分离、鉴别和保藏。分离到微生物147种,其中,细菌53种、酵母11种、霉菌49种、放线菌34种。仁怀地域环境中分离到的微生物出现频度较高的是肠杆菌、球菌、链球菌、黄杆菌、葡萄球菌、金黄色葡萄球菌;青霉、绿霉、黄曲霉、毛霉、梨头霉、根霉、曲霉、红曲霉等微生物,偶尔也分离到绿浓杆菌、肺炎球菌、硫细菌等微生物。

3 仁怀微生态微生物与产酒质量关系

仁怀传统酱香白酒采用的是纯粮混菌固态发酵,产酒质量不但与生产工艺的合理性和工艺参数的控制有关,而且更与酿酒生产过程的微生态环境中的微生物种类和数量有关。酿酒生态环境中的微生物种类和数量越多,产酒的质量越好。

我们对仁怀市区域和仁怀以外部分企业(MT1~MT3,W1~W3)生产的酱香大回酒,采用GC-MS进行部分特征指标分析,初步考察地域性产酒的差异性。选择出峰时间在2min-25min之间的各酒样峰面积最大峰的成分进行分析,其中以最好酒样MT136个峰作参样进行比较(表1.

1 不同企业生产酱香大回酒主体成分相似度

项目      MT1      MT2       MT3      W1      W2      W3

MT1      1

MT2      0.944     1

MT3      0.889     0.941      1

W1       0.861     0.912      0.969    1

W2       0.806     0.853      0.906    0.935     1

W3       0.667     0.706      0.75     0.774     0.827     1

注:MT1 MT2 MT3为仁怀区域企业,W1 W2 W3为仁怀以外企业

由表1可知,仁怀区域内企业生产的大回酒与仁怀以外地区生产的大回酒,在主体成分种类和量上均存在明显的差别。

总体讲,仁怀区域内生产的大回酒比外地去生产的大回酒成分多,主体特征指标的含量高。几种酱香大回酒的重叠率显示,酱香型大回酒所含组分66.67%以上相似,但是无论在峰型还是峰高上,几种大回酒都有明显的差别。其中,MT1MT2企业生产的大回酒属于比较有特色的酱香酒。MT3W1较相近,这两家企业不在仁怀,离仁怀较近,所以,其与仁怀市MT1MT2企业产酒进行比较,成分的相似度都大于0.85W3企业虽然在贵州,但离仁怀很远,微生态环境和微生物环境中的微生物与仁怀的差异很大,自然所产酒的质量就存在较大差别。

4 仁怀酱香酒微生态中微生物演替

4.1 特殊的微生态及微生物

仁怀酿酒环境的微生态与其他酿酒微生态的明显差异,主要体现在极端的嗜热菌和嗜酸菌方面。仁怀长期的高温生态环境、高温制曲和高温堆积发酵环境,驯化了一些极端的微生物,不但增加了微生物的热稳定性,而且加快了微生物的代谢速度。同时,嗜热菌的酶和蛋白质比中低温菌的酶和蛋白质具有较高的热稳定性,有利于细胞的热稳定性。另外,嗜热菌的核糖体比中低温菌的核糖体的抗热性高。

在仁怀酱香酒酿造极端环境中,产生各种酶的菌株主要有:Bacillus Subtilis.Bacillus Licheniformis.Bacillus Stearthermophilus.Bacillus Thermoglucoseidasuis Bacillus Amyloliquefacieus等。

4.2 同一微生态系统微生物的稳定性差异

4.2.1 细菌的种类和数量变化

大曲曲坯入库发酵时,细菌的种类在数量和种类上都比较多,以G¯菌为主,芽孢杆菌在数量和种类上都较少,到大曲的升温阶段,细菌开始大量繁殖,数量达到高峰期,不耐热的G¯菌在58-65℃的高温发酵环境,因细胞耐热差而使其生理生化活性失活而死亡。因此,在高温制曲环境中主要以G†菌为主,如产芽孢的Bactillus属、Coccus属、以及Thermoactinomyces属的部分种;到第一次翻仓时数量达107-108/g曲。在高温生香阶段,主要以产芽孢的G†为主,微生物的数量级维持在105-106/g曲。在大曲干燥阶段,微生物在种类上仍然以G†为主。

在高温堆积发酵环境中,由于温度相对较制曲高温阶段低,不利于细菌特别是耐高温细菌的生长繁殖,所以,细菌数量不断下降。

4.2.2 酵母菌的演替变化

酵母菌因耐受高温的承受能力有限,主要集中于制曲的前期和在高温堆积发酵的前期。在制曲前期,一般占2%~5%,中后期由于发酵温度高,酵母菌逐渐死亡。整个制曲发酵过程中检测到的酵母菌种类主要有:Zygosaccaromyces Cidrci,Issatchonkia Orientalis,Issatchonkia Scutulata Varaxingae.Hyphichia Burtoniia等。

高温堆积过程,酿酒酵母数量明显增加。堆积酒醅中的酵母菌总数是不堆积酒醅中的14倍,不经堆积的酒醅中主要以细菌为主。堆积过程中,酵母菌数上升而细菌菌数下降;在酒醅入窖发酵前仍然以酵母占绝对优势。堆积过程酒醅中的微生物包括:CandidaSaccharomycesSchizosaclmromyces Cidrci,Issatchonkia Orientalis,Issatchonkia Scutulata Varaxingae.Hyphichia Burtoniiai等。

4.2.3 霉菌的演替

因霉菌有其特殊的细胞结构及其特性,如耐热孢子,因此,适宜在潮湿、多氧的环境中生长繁殖。因而在整个高温制曲顶火温度前和堆积发酵过程前期,霉菌的种类和数量都较多。

在高温堆积过程后期,部分霉菌逐渐消失。制曲和堆积发酵过程检测到的霉菌有:AspergillusRhizopusMucorPenicilim及红曲霉等属种,特别是红曲霉属的种类最多,其作用有很大。

4.2.4 放线菌的演替变化

在发酵过程中,由于防线菌种类和数量上的演替,代谢产生许多抑制其他微生物生长、代谢的次级代谢产物——抗生素,可以起到调节多菌种的混合发酵途径和代谢产物的积累,同时也实现了自身的演替过程。

5 不同微生态环境中微生物的差异

对仁怀不同的酿酒微生态中的微生物进行相似性比较研究,比较微生物间的相似性,结果表明:制酒发酵过程中,酒醅中的微生物与大曲中的微生物比较,相似度为:细菌24.39%、酵母25%、霉菌50%;制曲发酵过程的微生物与地域环境中的微生物比较,相似度为:细菌58.49%、酵母21.43%、霉菌16.33%;制酒发酵过程的微生物与地域环境中的微生物比较,相似度为:细菌58.49%、酵母52.38%、霉菌16.33%;地域环境中的微生物与制酒发酵、制曲发酵过程中的微生物比较,相似度为:细菌33.96%、酵母54.55%、霉菌44.89%



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