衡水老白干酒醅发酵主要酶活与微生物变化
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｅｎｚｙｍｅ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｂｅ ｉｎ ｔｈｅ ｆｅｒｍｅｎｔｅｄ ｇｒａｉｎｓ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｃｏｎｔｉｎｕａｌｌｙ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｅｄ ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ ｄｕｒｉｎｇ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｆｅｅｄｉｎｇ ｓｏｌｉｄ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｌａｏｂａｉｇａｎ Ｌｉｑｕｏｒ ｉｎ Ａｐｒｉｌ ． Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｅｎｚｙｍｅ ａｎｄ ｍｉ－ ｃｒｏｂｅ ｉｎ ｔｈｅ ｆｅｒｍｅｎｔｅｄ ｇｒａｉｎｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｗａｓ ｍａｄｅ ｃｌｅａｒ． Ｉｔ ｃｏｕｌｄ ｏｆｆｅｒ ｔｈｅ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏ－ ｂｉａｌ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｉｔｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ｔｈｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｄａｔａｂａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｌａｏｂａｉｇａｎ－ｆｌａｖｏｒ Ｌｉｑｕｏｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｍｉｃｒｏｂｅ； Ｌａｏｂａｉｇａｎ－ｆｌａｖｏｕｒ； ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ； ｆｅｒｍｅｎｔｅｄ ｇｒａｉｎｓ； ｅｎｚｙｍｅ
活力。
２．３ 微生物生长的变化
２．３．１ 酵母细胞数变化（ 图 ６）
图 ６ 酒醅发酵过程中酵母菌对数曲线
发酵过程中酵母菌的动态变化如图 ６ 所示。在 ０～ ６ ｄ 酵母菌数量急剧增加， 酵母细胞数目的对数最高可 达 ７．０４（１．１×１０７ 个 ／ｇ） ，由于淀粉质原料的糖化作用，还原 糖含量达到最大值。品温度 ４ ｄ 达到最高点 ２２ ℃， 说明 在 ４ ｄ 后， 就基本上完成了酵母菌从菌体增殖向酒精发 酵方向的角色转换， 在 ４～１４ ｄ 是酒精发酵的最旺盛期 间，１４ ｄ 后酒精发酵趋于减弱。在发酵后期酵母菌基本 上一直处于厌氧和酸性的环境， 一些有机酸代谢产物的 积累不利于酵母菌的大量增殖。 ２．３．２ 细菌细胞数变化（ 图 ７）
３２
酿酒科技 ２００７ 年第 ３ 期（ 总第 １５３ 期）·ＬＩＱＵＯＲ－ ＭＡＫＩＮＧ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ２００７ Ｎｏ．３（Ｔｏｌ．１５３）
衡水老白干酒醅发酵主要酶活与微生物变化
张煜行 １， ２， 黄建华 １， 王明远 ２， 杜惠丽 ２， 赵长新 １ （ １．大连轻工业学院 生物与食品工程学院， 辽宁 大连 １１６０３４；
１ 实验
１．１ 实验仪器
分析天平（上海海康电子 仪 器 厂） 、电 子 天 平（上 海 海康电子仪器厂）、ｐＨ－ ２９Ａ 型酸度计（上海雷磁仪器厂）、 ７２１ 分光光度计（上海精密仪器科学公司）、ＳＨＺ－ Ａ 水浴 恒温振荡器（上海精密仪器仪表有限公司）、显微镜（ 重庆 仪器厂） 、恒温培养箱（ 哈尔滨市东明医疗仪器厂） 、蒸馏 装置。 １．２ 样品来源及采样方法
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｂｉｏ． ＆ Ｆｏｏｄ Ｔｅｃｈ．， Ｄａｌｉａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｌｉｇｈｔ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ， Ｄａｌｉａｎ ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１６０３４； ２． Ｈｅｎｇｓｈｕｉ Ｌａｏｂａｉｇａｎ Ｌｉｑｕｏｒ－ｍａｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ， Ｈｅｎｇｓｈｕｉ Ｈｅｂｅｉ ０５３０００，Ｃｈｉｎａ）
样品来自衡水老白干酒厂， 每次取样时分别是发酵 缸的上、中、下 ３ 层， 每层取 ３ 个点并将其混匀作为一个 样品， 进行平行实验。发酵过程按入池 ０ ｄ、２ ｄ、４ ｄ、６ ｄ、 ８ ｄ、１１ ｄ、１４ ｄ、１７ ｄ、２０ ｄ、２５ ｄ 和 ２８ ｄ 分别采样。 １．３ 检测方法
ｐＨ 值： 酒醅压制成汁， 用酸度计测量； 酸度： 酸碱滴定法［４］； 糖化酶酶活： 硫代硫酸钠滴定法［４］； 酸性蛋白酶酶活： 福林－ 酚法［４］； 酵母菌对数值： 活菌计数法［５］； 细菌对数值： 活菌计数法［５］；
３ 结论
通过对发酵过程中酶活力变化进行的动态检测和 分析， ４ 月份入池酒醅在发酵过程中酶活力变化存在一 定的变化趋势。 ３．１ 酒醅的酶活变化： 糖化酶在前 ２ ｄ 迅速增加， 之后 开始下降， 在 ８ ｄ 有小幅回升， 然后变化趋于平稳。酸性 蛋白酶在在发酵前 ８ ｄ 呈波动上升， 然后迅速回落。 ３．２ 酒醅中微生物变化： 酵母数量在发酵前期不断增 加， 在发酵 ６ ｄ 数量为最大， 然后进入一个相对平稳阶 段， １４ ｄ 后酵母数量开始减少。细菌数在前 ２ ｄ 迅速减 少， ４～１４ ｄ 时开始波动增加， 之后开始不断减少， 出池 时为 ５０００ 个 ／ｇ。霉菌总数在 ０～１４ ｄ 不断减少， １７ ｄ 之 后已经无法检测到霉菌数。
图 ８ 酒醅发酵过程中霉菌对数曲线
发酵过程中霉菌的动态变化情况如图 ８ 所示。在 ０～４ ｄ， 霉菌含量稳中有降，维持在一个较高的范围对数 ４．３４～４．０３ （２．１７×１０４～１．０８×１０４ 个 ／ ｇ）， ４～１１ ｄ 是个相 对平稳的过程， 在 １１ ｄ 以后， 霉菌迅速减少， 到 １７ ｄ 后， 霉菌数几乎为零。原因是霉菌主要是来源于曲， 且好氧， 因而在发酵前期霉菌的数量较多， 并主要参与完成淀粉 质原料的糖化过程。发酵后期， 由于氧气的缺失严重， 霉 菌数量急剧减少， 在发酵后期基本消失。
Ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ Ｅｎｚｙｍｅ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ Ｆｅｒ ｍｅｎｔｅｄ Ｇｒ ａｉｎｓ ｆｏｒ Ｈｅｎｇｓｈｕｉ Ｌａｏｂａｉｇａｎ－ ｆｌａｖｏｒ Ｌｉｑｕｏｒ
ＺＨＡＮＧ Ｙｕ－ｈａｎｇ１，２，ＨＵＡＮＧ Ｊｉａｎ－ｈｕａ１，ＷＡＮＧ Ｍｉｎｇ－ｙｕａｎ２，ＤＵ Ｈｕｉ－ｌｉ２ ａ过程中蛋白酶活力随时间的变化趋势 纤维素酶能使纤维素分解成为纤维二糖和葡萄糖。
如图 ５ 所示， 酒醅入池时纤维素酶活力最高， 然后迅速 下降， 在 ６ ｄ 时 酶 活 力 降 至 最 低 点 ， 为 ０．４５ ｕ／ｇ， 之 后 酶 活力迅速上升； 在第 ８ 天时出现峰值， 为 １．２７ ｕ／ｇ。之后 逐渐下降， 在第 １７ 天降为 ０．２７ ｕ／ｇ。在 １７～２８ ｄ 酶活力 变化趋于稳定。在发酵的前 ６ ｄ， 酒醅中产纤维素酶微生 物繁殖缓慢， 造成了酶活力下降； 入池酒醅含有大量氧 气， 这也抑制了产酶微生物的活力。随着纤维素酶活力
３３
霉菌对数值： 活菌计数法［５］。
２ 结果与讨论
２．１ 酸度变化（ 图 １ 和图 ２）
图 １ 酒醅发酵过程中酸度随时间的变化趋势
图 ３ 酒醅发酵过程中糖化酶活力随时间的变化趋势
２．２．２ 酸性蛋白酶活力变化（ 图 ４）
图 ２ 酒醅发酵过程中 ｐＨ 随时间的变化趋势
发 酵 过 程 中 的 酒 醅 是 作 为 一 个 缓 冲 体 系 存 在 ， ｐＨ 值的变化是微生物在特定环境下代谢活动的综合指标。 测定酒醅发酵过程中 ｐＨ 值和总酸， 能够快速监测微生 物的消长和酒醅中的酶活力的变化， 对指导白酒生产具 有积极意义。如图 ２ 所示， 入池酒醅 ｐＨ ３．８９， 发酵前期 ｐＨ 变化曲线呈波浪式上升， 发酵 １０ ｄ 以后趋于平稳， 出 池时 ｐＨ３．９。这是因为酒醅发酵的前期发酵微生物处于 微氧状态， 快速繁殖， 导致 ｐＨ 快速下降， 酸度增加。在中 后期因为微生物代谢趋缓和数量递减， 酒醅发酵过程中 ｐＨ 和酸度曲线的整体变化趋势平稳。出现 ｐＨ 曲线变化 趋势与酸度变化曲线趋势不相同， 这是由于酒醅中缓冲 物质积累所导致。 ２．２ 主要酶活力的变化 ２．２．１ 糖化酶活力变化（ 图 ３）
衡 水 老 白 干 酒 的 生 产 历 经 了 ２０００ 多 年 的 发 展 积 累， 已经形成了自己独特而完善的生产工艺。其主要特 点有： 纯小麦中温大曲； 采用续茬混蒸混烧老五甑工艺； 地缸发酵。现已成为中国名优白酒之一， 是老白干香型 白酒的代表［１］。
白 酒 发 酵 是 化 学 物 质 、生 化 代 谢 、微 生 物 之 间 的 协 调作用的过程， 发酵酒醅在窖池环境中充当着物质循 环、能量流动和信息传递的载体［２］。白酒固态发酵过程中 的生物学系统是由多种微生物和多酶体系组成， 但由于 检测困难， 目前对白酒发酵生物学特征深入研究较少［３］。 本文结合现代生物学技术， 通过测定老白干酒发酵过程 中酸度、主要酶系的活性、微生物数量变化， 来揭示老白 干酒发酵过程中的生物学特性及其作用机制， 试图通过 改变生产工艺条件， 提高酶活力和协同作用效率、微生 物的活力， 提高出酒率及品质。
图 ７ 酒醅发酵过程中细菌对数曲线
发酵过程中细菌的动态变化如图 ７ 所示。 在 ０～ ４ ｄ， 细菌的含量迅速降低，最低时的细胞数的对数值可 达 ４．２１（ １．６２×１０４ 个 ／ ｇ） ， 之后又逐渐升高， １４ ｄ 细菌数 达 到 最 大 对 数 值 ５．４５（ ３×１０５ 个 ／ ｇ） ， １４ ｄ 后 ， 细 菌 数 不 断下降。产生这种现象的原因是酒醅发酵细菌分为兼性 厌氧细菌和兼性好氧菌， 在发酵前期， 酒醅中氧气不断 减少， 使兼性好氧菌数量下降； 因氧气消耗殆尽， 使兼性 厌氧细菌迅速繁殖， 产生了波动上升的曲线。在发酵后 期， 主要的细菌是能产生乳酸的乳酸菌。
２．河北衡水老白干酿酒集团， 河北 衡水 ０５３０００）
摘 要： 以 ４ 月份入池酒醅为例， 监测衡水老白干酒老五甑工艺发酵过程中主要酶系、微生物 的动态变化。初步弄清了老白干香型白酒酒醅发酵过程中主要微生物和酶活力的变化趋势。这将 为发酵过程的人工模拟及老白干香型白酒资源库的建立提供可靠的理论依据。 关键词： 微生物； 老白干香型； 发酵； 酒醅； 酶 中图分类号： Ｑ９３－ ３； ＴＳ２６２．３； ＴＳ２６１．１ 文献标识码： Ａ 文章编号： １００１－ ９２８６（ ２００７） ０３－ ００３２－ ０３
衡水老白干酒中产酸微生物的分离鉴定及性能研究
· ３６· Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ。２８９
Ｃｈｉｎａ Ｂｒｅｗｉｎｇ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｒｅｐｏ￣
能研 究
孙 鹏 飞１，张福艳 ｚ，吴海静 ，朱文 众
（１．河北科技大学 生物科 学与工程学院，河北 石家庄 ０５００１８；２．河北衡水老 白干酿酒集 团，河北 衡水 ０５３０００）
白酒的化学成 分中 ９８％￣９９％是水和 乙醇 ，１％～２％ 是呈香 呈昧 的微量组分［１－ 。微量组分主要包括有机酸 、酯 、 醇 、醛等 ＿３Ｉ，由于 它们在 白酒 中的种类 和含量 的不同，就形 成了不 同风格 、不 同香型 、不 同质量的 白酒 。
有 机酸 是 白酒 的重要 呈 味物质 ，也 是 白酒香味 成分 的前驱物质 ，因此没有酸就形不成酯。适量 的酸 能对 白 酒起到缓冲作用 ，能使酒体丰满 、协调、回味悠长，在贮存过 程中也可 以形成酯 。白酒中的有机酸主要来 自微生物代 谢 “］。由于采 用 多菌种 开放式 发酵 ，代 谢产 生 的有机 酸具 有 多样性㈦，且不 同类 型 白酒 中有机酸 的含量也不相 同［１３－１４］。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｒｇａｎｉｃ ａｃｉｄｓ ａｒｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｌａｖｏｒ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｉｎ Ｂａｉｊｉｕ（Ｃｈｉｎｅｓｅ ｌｉｑｕｏｒ），ａｎｄ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ ｏｆ ａｒｏｍａ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．Ｓｉｘ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ａｃｉｄｓ（ａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ，ｐｒｏｐｉｏｎｉｃ ａｃｉｄ，ｉｓｏｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ，ｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ，ｉｓｏｖａｌｅｒｉｃ ａｃｉｄ ａｎｄ ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ）ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ＧＣ ａｎｄ ＨＰＬＣ．６９ ａｃｉｄ—ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
白酒酿造中的发酵过程与微生物作用
白酒酿造中的发酵过程与微生物作用白酒是中国传统的名优酒品，其酿造过程深受微生物的参与和作用。
本文将介绍白酒酿造中的发酵过程和微生物的作用。
一、发酵过程白酒的酿造主要通过发酵过程实现。
发酵是一种利用微生物来分解有机物质的过程，其中主要通过酵母菌进行。
白酒的发酵过程需要经历酒曲培养、主发酵、细发酵和储酒等阶段。
1. 酒曲培养酒曲是白酒发酵过程中的关键，它是由多种微生物菌种组成的复合制剂。
其主要成分包括酵母菌、曲霉菌和细菌等。
酒曲培养过程中，通过科学的配比将这些微生物培养繁殖，产生丰富的酵母菌群。
2. 主发酵主发酵是白酒酿造的重要步骤。
酒曲中的酵母菌群在发酵过程中，作用于主要原料（如高粱、小麦等），将其转化为有机物和酒精等成分。
这个过程中，酵母菌通过分解底物中的淀粉、蛋白质和脂肪等有机物，同时产生酒精和二氧化碳。
3. 细发酵在主发酵后，需要进行细发酵。
这个过程主要是为了提高白酒的酒精含量和改善酒的质量。
细发酵通常在密封的大型容器中进行，将主发酵后的液体继续分解，产生更多的酒精物质。
4. 储酒细发酵结束后，白酒进入储酒阶段。
储酒期间，白酒可以进一步陈化和改善品质。
这个过程中，酒中的微生物逐渐减少，白酒的口感变得更加醇和。
二、微生物的作用微生物在白酒酿造过程中扮演着重要的角色，它们通过作用和转化，直接或间接影响白酒的酿造质量和口感。
1. 酵母菌的作用酿酒过程中的关键微生物是酵母菌。
酵母菌在主发酵和细发酵过程中产生酒精和二氧化碳，使白酒具有独特的风味和香气。
酵母菌的种类和数量对白酒的发酵效果和风味有着直接的影响。
2. 曲霉菌的作用曲霉菌在白酒酿造过程中起到促进发酵和产生特殊风味的作用。
曲霉菌可以分解底物中的淀粉和蛋白质，产生葡萄糖和氨基酸等物质。
这些物质进一步作用于酵母菌，促进发酵过程，同时也贡献了白酒的风味特点。
3. 细菌的作用虽然细菌在白酒酿造过程中数量相对较少，但它们也发挥了重要作用。
部分细菌可以将葡萄糖转化为乳酸，在白酒酿造中起到调节酸度的作用，提高白酒的口感和质量。
白酒生产基本原理及相关微生物
PБайду номын сангаасge 2
淀粉原料分解 酒精发酵 有机酸的形成 蛋白质的变化
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白酒生产中的微生物
与白酒酿造有关的微生物主要 是酵母菌、细菌和霉菌， 是酵母菌、细菌和霉菌，它们 在白酒生产中对酒的质量、 在白酒生产中对酒的质量、产 量起到重要的作用。 量起到重要的作用。
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霉菌 白酒生产常见的霉菌菌种有曲霉、 白酒生产常见的霉菌菌种有曲霉、 根霉、青霉、毛霉、拟内孢霉等。 根霉、青霉、毛霉、拟内孢霉等。 曲霉 根霉
白酒生产基本原理及相关微生物
白酒生产基本原理： 白酒生产基本原理：
白酒发酵的基本原理主要是酵母的糖 代谢过程，酵母消耗还原性糖， 代谢过程，酵母消耗还原性糖，一部 分通过异化和同化作用， 分通过异化和同化作用，合成酵母本 身物质， 身物质，绝大部分通过代谢作用释放 能量，产生乙醇等代谢产物， 能量，产生乙醇等代谢产物，并放出 二氧化碳。 二氧化碳。
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小曲白酒生产技术
小曲酒： 小曲酒：使用小曲为糖化发酵剂酿造 而成的蒸馏酒叫做小曲酒。 而成的蒸馏酒叫做小曲酒。 小曲酒生产根据所用原料和生产工艺， 小曲酒生产根据所用原料和生产工艺， 常分为固态法工艺和半固态法工艺。 常分为固态法工艺和半固态法工艺。 半固态发酵法生产小曲白酒， 半固态发酵法生产小曲白酒，又可分 为先培菌糖化后发酵和边糖化边发酵 两种传统工艺。 两种传统工艺。
摊冷 成品
拌料
下缸
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单一药小曲生产工艺： 单一药小曲生产工艺：
药小曲又名药酒或酒曲丸， 药小曲又名药酒或酒曲丸，是以生 米粉为原料，只添加一种中草药粉， 米粉为原料，只添加一种中草药粉， 接种曲母培养制成的。 接种曲母培养制成的
浅析白酒发酵过程微生物
Sep. 2020 China Food Safety ·33· 行业研究浅析白酒发酵过程微生物我国白酒酿造历史悠久，白酒在我国传统饮食文化中具有举足轻重的地位。
本文概述了白酒酿造过程中主要微生物（霉菌、酵母、细菌）的特征及在酿造中的作用。
白酒乃世界六大蒸馏酒之一。
中国白酒乃中华民族一大瑰宝，具有工艺独特、香型特色多样的风格，深受广大消费者喜爱。
因白酒酿造的糖化发酵剂类别、淀粉质原料选择、酿造环境及生产过程等的差异性，形成了各具特色、风格典型的各香型白酒[1]。
发展至今，以浓、酱、清、米四种香型为基础，一种、两种或两种以上香型通过工艺揉和衍生形成风格独特的芝麻香、豉香、老白干；兼香、凤香；药香和馥郁香型等八种风格的复合香型白酒，共十二种香型白酒[2]。
白酒，以曲为糖化发酵剂，将粮谷原料通过糖化发酵模式，经过蒸馏、贮存、勾兑，包装，最终形成了微量组分复杂多样的蒸馏酒。
白酒发酵与微生物的作用密切相关。
白酒酿造微生物的基础代谢过程和生物调节作用是白酒风味形成的关键，它决定了白酒风味物质以及酿造进程[3]。
我国名优白酒--茅台酒，其独特风格深受国内外白酒消费者青睐，其复杂的工艺、微生态环境、代谢过程均是广大白酒研究者所研究与关注的重点。
白酒发酵过程中的酵母酵母是一类单细胞，兼性厌氧真菌，喜含糖量高的偏酸环境，它含丰富的蛋白质及酶系。
酒类发酵中根据酵母在酒中作用可分为酒精酵母、产酯酵母、生香酵母。
酒精酵母酒精发酵力较高，在白酒发酵中主要产生酒精；产酯酵母也名生香酵母，主要产生酯类物质。
白酒发酵过程常见的酵母菌主要有：假丝酵母、毕赤酵母、拟内孢霉、汉逊酵母、异常汉逊酵母、丝孢酵母、球拟酵母、白地霉、红酵母等[4]。
酿酒酵母与非酿酒酵母通常共同应用于白酒酿造，如异常毕赤酵母和酿酒酵母在白酒液态酿造过程中进行混菌发酵，可以在保证白酒发酵率的前提下，显著改善白酒的风味物质含量。
白酒发酵过程中的霉菌霉菌是一类菌丝体发达、孢子抗逆性强，菌落疏松、干燥，呈蛛网绒毛状、毡状的真菌，繁殖能力较强[5]。
从酿酒技术角度，看衡水老白干酒的风格形成，6大原因你看懂了吗
从酿酒技术角度，看衡水老白干酒的风格形成，6大原因你看懂了吗中国白酒既带有历史、文化的特色，也带有不同区域的、气候水土的、人文地理的深深烙印。
比如茅台酒的异地不可复制，比如四川省多以浓香酒为主(适宜浓香型酒窖泥的湿润气候、地理条件)，北方多以清香型、老白干香型、二锅头为主。
不同的地理气候环境，造就了中国白酒众多的香型和不同的风格特色，成就了中国白酒的繁荣和色彩纷星，也显示了中国白酒神秘莫测的一面。
老白干酒独特的风格成因，与当地气候、水土环境相关，还与其生产工艺、原材料等因素密切相关。
主要有以下几个方面的因素。
（1）自然地理气候条件衡水市位于华北平原，河北省东南部，与山东省接壤。
地理位置为东经115°，北纬37°，属大陆季风气候区，四季分明，冷暖干湿变化较大。
境内水系发达，有华北名珠衡水湖，流经河流有滏阳河、滏阳新河、潴龙河、滹沱河、索泸河、清凉江等。
衡水属河北冲积平原，土地肥沃，物产丰富，是小麦、玉米、高粱等农作物的主产区。
衡水城区地下水贮量丰富，水质清纯、甘甜，硬度极低，为酿酒用软水，水中主要含有金属离子，离子含量极微，是酿造酒的最佳用水。
（2）微生物环境衡水老白干酒酿造中的微生物，主要来自于大曲，也从酿酒环境中带入一部分。
大曲中的微生物采自于制曲车间的自然环境，经培养富集于大曲内。
成品曲中以毛霉和黄曲霉为主，根霉次之，红曲霉和青霉有少量分布。
细菌中有欧文菌属、沙雷菌属、棒杆菌属、芽孢杆菌属、假单胞杆菌属和葡萄球菌属，丰富的细菌种类，使老白干酒的口感更显醇厚和丰满。
老白干大曲中，酒精酵母种类少，但数量多，产酯酵母种类多但数量少。
这是老白干酒出酒率高、香气复杂的原因。
（3）制曲原料和酿酒原料衡水老白干酒的制曲原料采用纯小麦，酿酒主料采用纯高粱，而不是像其他香型白酒，用几种粮食制曲或几种粮食配合作酿酒原料。
这种单-的原料结构，与老白干口感的清爽，甘洌有关。
白酒酿造中的微生物分析与调控研究
白酒酿造中的微生物分析与调控研究白酒酿造是指利用大米、小麦、玉米等粮食作为原料，通过破碎、蒸煮、糖化、发酵、蒸馏等工艺流程制作而成的一种传统酒类产品。
在白酒酿造过程中，微生物起着至关重要的作用，其活动直接影响着白酒的品质和口感。
因此，对微生物的分析与调控研究对于提高白酒酿造过程和产品的质量具有重要意义。
白酒酿造中的微生物主要包括酒曲、酵母和细菌。
其中，酒曲是白酒酿造的关键微生物。
它是一种含有多种微生物的菌块，主要由酵母、细菌和真菌组成。
酒曲的作用是通过分解淀粉和蛋白质，将其转化为酒精、乙醇和其他活性物质。
酒曲中的酵母主要起到发酵作用，将糖转化为酒精和二氧化碳；细菌则参与醇的产生和调味作用。
微生物分析是白酒酿造过程中的重要环节。
通过对白酒中微生物的种类和数量进行分析，可以了解白酒发酵过程中的微生物群落结构，以及微生物的活动情况。
目前常用的微生物分析技术主要包括传统培养、分子生物学和高通量测序等方法。
传统培养方法通过将白酒样品接种到特定培养基上进行培养，然后通过观察菌落形态和生理生化特性来鉴定微生物种类。
分子生物学方法则通过提取样品中的DNA或RNA，利用PCR扩增等技术来鉴定微生物的种类和数量。
高通量测序是一种全新的微生物分析技术，通过对样品中的DNA进行测序，可以获取到微生物群落的整体信息。
这些技术的应用可以帮助酿酒师们深入了解酿酒过程中微生物的变化规律，有助于发现和解决白酒酿造过程中的问题。
微生物调控则是指通过调整培养环境或添加特定微生物，来改变白酒发酵过程中微生物群落结构和代谢产物的生成。
微生物调控在提高白酒品质和降低生产成本等方面具有重要作用。
目前，微生物调控主要包括调整温度、pH值、氧气含量和添加副产物等方法。
调整温度和pH值可以影响微生物的生长速度和酶活性，从而改变发酵过程中微生物的代谢产物。
在白酒酿造中，温度和pH值调控对酵母的发酵效果和醇的产生具有重要影响。
此外，添加副产物如酒曲中的细菌等也可以调控发酵过程中微生物的代谢，从而影响白酒的风味特性。
老白干香型白酒酿造微生物菌群及其与微量成分的关系
第38卷第2期2020年3月食品科学技术学报Journal of Food Science and TechnologyVol.38No.2Mar.2020专题研究编者按:食品的色香味㊁营养功能成分与安全是食品制造与品质提升的永恒主题㊂近年来,传统发酵白酒㊁葡萄酒酿造良好控制成为酒类研究的重要关注点㊂本期选择了白酒㊁葡萄酒酿造方面的3篇文章,分别研究了白酒酿造微生物多样性与微量成分关系㊁原酒常见金属离子迁移规律以及干红葡萄酒陈酿过程的颜色变化等㊂希望该方面研究成果能为酒品质提升实践工作提供有益借鉴㊂(主持人:王成涛教授)doi:10.3969/j.issn.2095⁃6002.2020.02.004文章编号:2095⁃6002(2020)02⁃0020⁃14引用格式:马冰涛,范恩帝,李泽霞,等.老白干香型白酒酿造微生物菌群及其与微量成分的关系[J].食品科学技术学报, 2020,38(2):20-33.MA Bingtao,FAN Endi,LI Zexia,et al.Study on relationship between brewing microflora and microconstituents of Laobaigan⁃flavor Baijiu[J].Journal of Food Science and Technology,2020,38(2):20-33.老白干香型白酒酿造微生物菌群及其与微量成分的关系马冰涛1, 范恩帝1, 李泽霞2, 张煜行2, 张志民2, 陈叶福1, 肖冬光1, 郭学武1,2,*(1.天津科技大学生物工程学院/工业发酵微生物教育部重点实验室/天津市工业微生物重点实验室,天津 300457;2.河北衡水老白干酿酒(集团)有限公司,河北衡水 053000)收稿日期:20200214基金项目:国家重点研发计划项目(2016YFD0400500);国家自然科学基金资助项目(31471724);中国博士后科学基金面上项目(2017M611169);河北省博士后科研择优资助项目(B2018003031)㊂第一作者:马冰涛,男,硕士研究生,研究方向为现代酿造技术与发酵食品㊂ *通信作者:郭学武,男,副研究员,博士,主要从事现代酿造技术方面的研究㊂摘 要:利用高通量测序技术对老白干香型白酒酿造过程中的微生物进行测序,并对得到的有效数据进行α㊁β多样性分析,得到310个细菌属和59个真菌属,其中优势细菌属为Lactobacillus㊁Pe⁃diococcus和Weissella,优势真菌属为Saccharomycopsis㊁Issatchenkia㊁Rhizopus㊁Trichosporon㊁Candida和Aspergillus㊂采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术检测并定量酒醅中的微量成分,对检测到的微量成分进行热图绘制㊂结果表明:0~3d是微量成分种类增加的一个小高峰;3~14d微量成分种类变化较小,大部分微量成分含量增加;14~21d大量酯类物质合成;21~30d微量成分增速逐渐减小㊂通过计算微生物与微量成分之间和微生物与微生物之间的Spearman相关系数,分析得到对微量成分具有一定贡献老白干酒酿造核心微生物群为:Lactobacillus㊁Bacillus㊁Fusarium㊁Staphylococcus和Thelebolus㊂关键词:老白干香型;酒醅;微生物多样性;微量成分;相关性中图分类号:TS261.1 文献标志码:A02 中国白酒历史悠久,是世界六大蒸馏酒之一,因具备历史㊁品牌㊁价值㊁口感㊁经典等因素而跻身世界名酒之列[1]㊂到目前为止,中国白酒共分为12种香型,其中又以清㊁浓㊁酱㊁米4种香型为基本香型,其余香型则由其中2种或2种以上的基本香型复合所派生[2],如老白干香型㊂有研究表明,老白干香型白酒中的主要酯类物质是乙酸乙酯和乳酸乙酯,而这两者比值高达1∶1.5至1∶2.0,远高于其他香型白酒[3],这也正是老白干香型的独特所在㊂老白干香型典型代表为衡水老白干,其香气清雅㊁自然协调㊁绵柔醇和㊁回味悠长[4],这不仅得益于衡水独特的气候和地理环境,更取决于其独特的大曲(纯小麦中温曲,原料不润料,不加母曲,曲柸水分含量低)[5]㊂微生物在白酒酿造过程中具有举足轻重的作用,如:细菌(芽孢杆菌㊁乳酸菌㊁放线菌和梭菌等)能产生酯类㊁有机酸㊁吡嗪㊁萜烯等微量成分,从而影响白酒的风味与品质[6];霉菌具有较强的糖化能力㊁液化力以及蛋白质分解能力,也能产生少量的风味物质和风味前体物质,主要集中在醇类㊁酚类和呋喃类[7-8];酵母菌对于酒精发酵以及相关酶系的产生起着重要的作用,具有较强的生香功能[8],并且能抑制发酵过程中一些腐败微生物的繁殖[9],同时也有研究表明,除了酯㊁酸㊁高级醇和醛外,酵母菌还能产生一些α⁃Terpineol等萜烯类物质[10]㊂白酒中的微量成分是形成各种香型白酒独特风味的直接决定性因素,同时部分微量成分还具有保健作用[11]㊂研究微生物与微量成分之间的关系对指导白酒生产有着重要意义㊂王鹏等[12]通过高通量测序技术结合顶空固相微萃取气相色谱-质谱联用(headspace⁃solid phase microextraction⁃gas chromatography⁃mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)技术,得出白酒酿造过程中的核心微生物群,认为该核心微生物群推动了风味的演变;王鹏等[13]通过高通量测序方法解析了绵甜型白酒酒醅中的微生物群落结构;孙乐平等[14]同样借助HS-SPME-GC-MS技术结合高通量测序的方法,研究了燕麦黄酒中的微生物群落结构,并分析了燕麦黄酒中的高级醇与微生物之间的关系,认为燕麦可以增加黄酒中高级醇的种类和含量㊂这些研究借助高通量技术很好地解析了样品中的微生物群落结构,并分析了微生物对部分风味成分的影响,但对微生物与整体风味成分的关系,以立在此基础上,通过高通量测序技术对老白干香型酒醅进行测序,探究白酒酿造过程中的微生物多样性和群落演替,同时利用HS-SPME-GC-MS技术监测白酒酿造过程中微量成分的组成和变化,分析酿酒过程中微生物对微量成分的贡献情况,以期为提高白酒品质㊁改良标准化生产提供帮助㊂1 材料与方法1.1 酒醅样品的采集酒醅样品取自河北衡水老白干酒业股份有限公司酿酒车间,衡水老白干作为老白干香型的典型代表,其研究结果更具代表性㊂随机抽取一个酿酒车间,从车间再随机抽取两个班组,一个作为实验班组,一个作为对照班组㊂从酒醅入池第一天开始跟踪取样,取样时间点根据发酵温度变化选择[15],分别取0㊁3㊁5㊁7㊁14㊁21㊁30d(出池)7种样品,每种进行两次平行实验,以确保样品的代表性和稳定性㊂每次使用取样器取同一地缸上中下层酒醅,在无菌环境下充分混匀后四分法取样,每个样品取两份,每份50g,一份置于-20℃用于微量成分分析,一份置于-80℃用于高通量测序㊂1.2 仪器与试剂7890A-5975C型气相色谱-质谱联用仪,美国Agilent公司;50/30μm DVB/CAR/PDMS型萃取头,美国Supelco公司;HJ-2A型磁力加热搅拌器,上海维诚仪器有限公司;FA2004型电子天平,天津天马衡基仪器有限公司;20mL顶空萃取瓶,美国Agilent 公司㊂色谱纯标准品:癸酸乙酯(110⁃38⁃3)㊁己酸乙酯(123⁃66⁃0)㊁乳酸乙酯(97⁃64⁃3)㊁乙偶姻(513⁃86⁃0)㊁β⁃石竹烯(87⁃44⁃5)㊁β⁃环柠檬醛(432⁃25⁃7)㊁香叶基丙酮(3796⁃70⁃1)㊁α⁃石竹烯(6753⁃98⁃6)㊁正构烷烃标准溶液,美国Sigma⁃Aldrich公司;乳酸(50⁃21⁃5)㊁乙酸(64⁃19⁃7)㊁己酸(142⁃62⁃1)㊁乙醛(75⁃07⁃0)㊁异戊醛(590⁃86⁃3)㊁愈创木酚(90⁃05⁃1)㊁苯酚(108⁃95⁃2)㊁苯乙醇(60⁃12⁃8)㊁乙醇(64⁃17⁃5)㊁乙酸乙酯(141⁃78⁃6)㊁异戊醇(123⁃51⁃3)㊁2,3⁃丁二醇(513⁃85⁃9)㊁川芎嗪(1124⁃11⁃4),百灵威科技有限公司㊂NaCl(分析纯),天津市化学试剂一厂㊂1.3 实验方法1.3.1 微量成分的检测12第38卷第2期 马冰涛等:老白干香型白酒酿造微生物菌群及其与微量成分的关系用顶空固相微萃取配合气相色谱-质谱联用仪检测酒醅中风味成分,优化部分参数㊂1.3.1.1 色谱条件的确定HP-5MS型色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm)㊂升温程序:40℃保持30min,以4℃/min 升至150℃,保持1min,以6℃/min升至250℃,保持3min㊂注射模式:不分流进样㊂载气: He(>99.999%)㊂载气流量1mL/min,解吸附8 min㊂1.3.1.2 质谱条件的确定离子源为EI源,电子能量70eV,离子源温度230℃,四极杆温度150℃,进样口温度250℃,电子倍增器电压870V,质量扫描范围m/z35~500u㊂质谱分析数据库为NIST14(Agilent公司)㊂1.3.1.3 萃取方法10g酒醅水浴加热浸提,提取温度80℃,乙醇体积分数75%,提取时间1.5h,料液比(g/mL)1∶15㊂在顶空瓶中加入5mL酒醅提取液,2.5g NaCl,采用固相微萃取方法,通过萃取头(50/30μm DVB/ CAR/PDMS)水浴加热萃取,吸附时间60min,萃取温度60℃,平衡时间5min㊂1.3.2 保留指数的计算取0.1μL正构烷烃混标,按照1.3.1的方法进样分析,记录每个正构烷烃对应的保留时间和样品各色谱峰的保留时间,各挥发性化合物保留指数的计算如式(1)㊂RI=100n+100(RT x-RT n)RT n+1-RT n ㊂(1)式(1)中:RI为挥发性化合物的保留指数;n为该化合物碳标的原子数;RT x为该化合物的保留时间;RT n为碳数n正构烷烃的保留时间;RT n+1为碳数n+1正构烷烃的保留时间㊂1.4 高通量测序1.4.1 基因组DNA的提取和PCR扩增采用SDS方法对样本的基因组进行提取,利用琼脂糖凝胶电泳检测DNA的纯度和浓度㊂取适量的样本DNA于离心管中,用无菌水稀释样本至1ng/μL㊂以稀释后的基因组DNA为模板,根据测序区域的选择,使用带Barcode的特异引物(Phusion®High⁃Fidelity PCR Master Mix with GC Buffer,New England Biolabs公司)和高效高保真酶进行PCR扩增,确保扩增效率和准确性㊂细菌所用引物为338F GACTACHVGGGTWTCTAAT⁃3′),该引物针对细菌和古细菌16S rRNA基因序列中的V3㊁V4可变区进行扩增;真菌测序区域选择ITS2区域,引物为ITS3F (5′⁃GCATCGATGAAGAACGCAGC⁃3′)和ITS4R(5′⁃TCCTCCGCTTATTGATATGC⁃3′)㊂1.4.2 PCR产物的混样和纯化PCR产物使用2%的琼脂糖凝胶进行电泳检测;根据PCR产物浓度进行等量混样,充分混匀后使用1×TAE2%的琼脂糖胶电泳纯化PCR产物,剪切回收目标条带㊂1.4.3 文库构建和上机测序使用建库试剂盒(Ion Plus Fragment Library Kit 48rxns,ThermoFisher公司)进行文库的构建,构建好的文库经过Qubit定量和文库检测合格后,使用Ion S5TMXL(ThermoFisher公司)进行上机测序㊂测序得到的原始数据,存在一定比例的干扰数据,为了使信息分析的结果更加准确㊁可靠,首先对原始数据进行拼接㊁过滤,得到有效数据㊂基于有效数据进行OTUs(operational taxonomic units)聚类和物种分类分析㊂根据OTUs聚类结果,对OTUs进行丰度㊁α和β多样性分析㊂对不同样本在97%一致性阈值下的α多样性分析指数(Shannon㊁Chao1㊁样品覆盖率)进行统计㊂1.5 微量成分热图的绘制和聚类分析热图和聚类分析可以清晰显示制曲过程中各种微量成分的动态变化规律,同时可以看出各个样本之间的相似度㊂使用MSD化学工作站处理气质联用数据,得到微量成分在各个样本中的含量和种类,在初始阈值为12的前提下筛选匹配度大于800的成分作为有效数据㊂使用OmicShare云平台(https:∥)对所有样本进行聚类分析和热图绘制㊂1.6 核心微生物与微量成分的关系确定参考王鹏等[12]研究中国白酒发酵过程中的核心微生物群及其与环境因子关系的方法,将所有样品中检测到的风味成分和在属水平选取的丰度top20的细菌和真菌作为变量,7个时间段检测到的风味成分含量和微生物含量(取平行样品的均值)分别对应每个变量,通过SPSS24.0计算微生物与风味物质之间的Spearman相关系数(ρ),选取系数绝对值大于0.8且相关性显著的部分作为研究微生物与微量成分相关性的可视化对象;对于微生物之22食品科学技术学报 2020年3月系数,选取系数绝对值大于0.8且相关性显著的部分作为可视化对象㊂使用Cytoscape3.6.1软件对酒醅微生物与微量成分的相关性和微生物之间的相互关系进行可视化图形绘制,分析他们之间的关系,明确微生物对微量成分的贡献情况㊂top20的选取:选取7个时间段样品丰度排名前两位的微生物共14个,继续对比7个样品丰度排名第三的微生物,选取丰度排名前6的微生物(如有相同微生物,则选取下一排名)㊂所有微生物丰度均是每个时间段平行样品的平均值㊂top10的选取方法与top20相同㊂2 结果与分析2.1 微生物多样性分析利用高通量测序技术对老白干香型白酒酿造过程中的微生物进行多样性分析㊂对测序结果进行嵌合体过滤,得到有效数据,后续所有分析将建立在有效数据的基础上进行㊂细菌测序结果共得到1076932条高质量的序列,平均每个样本具有76923±19479条序;真菌测序结果共得到345007条高质量的序列,平均每个样本具有24643±14856条序列㊂测序数据处理结果见表1,所有样本的样品覆盖率均大于0.998,保证了测序得到的数据质量科学可靠[17]㊂对每个样本的有效数据进行α多样性分析,可以反映白酒酿造过程中微生物群落的丰富度和多样性[18]㊂选取Chao1和Shannon两个指数进行分析(表1)(均一化时选取的数据量:cutoff=43407)㊂Shannon指数用来估算样品中微生物的多样性,值越大,说明群落多样性越高;Chao1指数是用Chao1算法估计群落中含OTU数目的指数,在生态学中常用来估计物种总数,值越大代表物种总数越多㊂表1 测序数据处理统计Tab.1 Statistical table of sequencing data processingt(样本)/d OTUs Shannon Chao1样品覆盖率0176±675.423±0.570213.183±71.3830.999±0.0013103±21.710±0.042148.638±29.4620.999±0.0015109±153.336±0.264141.800±32.7310.998±0.001 16S7112±62.002±0.172170.461±4.1280.999±0.000 14130±421.435±0.428164.986±38.2360.999±0.00021168±830.644±0.249236.915±93.6420.999±0.00030117±184.024±0.759136.750±31.9200.999±0.000058±123.118±0.08366.292±13.2920.999±0.001365±43.551±0.01282.038±3.8710.998±0.001573±13.538±0.06988.000±2.0000.998±0.000 ITS762±93.265±0.35077.917±6.4170.998±0.000 1481±53.760±0.012102.000±3.5000.998±0.0002159±193.534±0.57371.491±10.7410.999±0.0013070±13.529±0.00173.611±1.5000.999±0.000 通过对有效数据进行OTUs聚类和物种分类分析,根据物种注释结果,选取每个样本在门水平(phylum)和属水平(genus)上top10的微生物,生成微生物相对丰度柱形累加图(图1),以便直观查看各样本在不同分类水平上,相对丰度较高的微生物及其比例㊂从图1可知,细菌门主要包括Firmicutes 和Proteobacteria,其中Firmicutes(50.63%~ 99.13%)为整个发酵过程中的优势细菌门,Pro⁃Actinobacteria(3.43%)只在0d占据一定优势,随着发酵时间的延长,几乎消失,这些菌可能来自大曲,随着发酵时间的延长,发酵环境不利于它们生长,故逐渐丧失优势;优势真菌门则主要为Ascomycota (83.39%~93.78%)㊁Mucoromycota(3.38%~ 15.16%)和Basidiomycota(0.83%~11.33%),在整个发酵过程中相对比较稳定㊂在属水平上,总共检测到310个细菌属和59个真菌属,其中细菌属Lac⁃tobacillus(13.90%~95.14%)㊁Pediococcus(1.08%~32第38卷第2期 马冰涛等:老白干香型白酒酿造微生物菌群及其与微量成分的关系73.43%)㊁Weissella(0.20%~10.55%)和真菌属Saccharomycopsis(20.67%~56.40%)㊁Issatchenkia (20.67%~49.63%)㊁Rhizopus(2.27%~15.26%)㊁Trichosporon(2.22%~11.19%)㊁Candida (1.83%~7.77%)㊁Aspergillus(3.55%~5.84%)在整个发酵过程中占据相对较大优势㊂图1 酿造过程中的微生物在门水平和属水平的分布情况Fig.1 Distribution of microorganisms at phylum and genus levels during brewing β多样性分析是对不同样本的微生物群落构成进行比较分析㊂首先根据所有样本的物种注释结果和OTUs的丰度信息,将相同分类的OTUs信息合并处理得到物种丰度信息表,同时利用OTUs之间的系统发生关系,进一步计算Unifrac距离(Unweight⁃ed Unifrac)[18-19]㊂Unifrac距离是一种利用各样本中微生物序列间的进化信息计算样本间距离,两个以上的样本,则得到一个距离矩阵,然后利用OTUs 的丰度信息对Unifrac距离(Unweighted Unifrac)进一步构建Weighted Unifrac距离[20]㊂选用Weighted Unifrac距离和Unweighted Unifrac距离两个指标来绘制热图,以衡量两个样本间的相异系数,其值越小,表示这两个样本在物种多样性方面存在的差异越小㊂β多样性分析结果见图2,发酵0~3d是微生物群落变化最大的时候,尤其是细菌㊂酒醅温度[15],巨大温度变化可能是导致微生物群落发生变化的重要影响因素㊂随着发酵时间的延长,发酵温度逐渐趋于平缓,微生物群落结构也趋于稳定㊂ β多样性分析(图2)结合物种聚类分析(图1)可知,老白干香型白酒在酿造过程中,微生物种类和数量变化呈现一定规律㊂0~3d部分微生物丰度变化较大,0d和3d之间的Unifrac距离是整个发酵过程中相邻样本间Unifrac距离的最大值,是微生物群落结构发生重大变化的时期,这个阶段发酵温度迅速上升,并逐渐到达最高温度,能够适应发酵环境的微生物存留下来,形成逐渐稳定的群落结构㊂3~ 21d微生物丰度逐渐增大,相邻两样本之间Unifrac 距离较小,且变化不大,说明微生物群落结构趋于稳定,微生物开始迅速繁殖㊁代谢,产生大量风味物质,42食品科学技术学报 2020年3月同一方格中,上下两个值分别代表Weighted Unifrac和Unweighted Unifrac距离㊂图2 β多样性分析热图Fig.2 Heatmap of beta diversity声,部分微生物丰度减小,但相邻两样本之间Unif⁃rac距离较小,说明随着发酵时间的延长,乙醇浓度的逐渐升高,微生物生长受到抑制,但群落结构并没有太大变化㊂2.2 微量成分检测结果分析监测酿造过程中微量成分的变化情况,能够更好地了解微生物群落变化所带来的影响㊂通过HS -SPME-GC-MS技术,检测酒醅中的微量成分,实验结果如表2㊂由表2可知,酒醅中共检测到可挥发性微量成分120种,其中包含37种酯类物质㊁10种酸类物质㊁10种酮类物质㊁10种醛类物质㊁19种醇类物质㊁6种萜烯类物质㊁14种碳氢类化合物㊁6种酚类物质㊁5种吡嗪类物质和3种呋喃类物质㊂通过半定量分析可以发现,酒醅中含量较多的微量成分主要为酯类物质,其中以乙酸乙酯和乳酸乙酯为主,两者比例大约在1∶1.2至1∶1.5,与丁云连等[3]报道的结果相近㊂同时,检测结果中还发现了6种萜烯类物质㊂萜烯类化合物是白酒中一种重要的微量风味成分,由谷物和豆类材料发酵过程中的各种酵母菌产生,是自然界化合物中结构多样性最为丰富的物质[21]㊂萜烯类化合物功能较多,包括抗菌活性㊁抗病毒活性㊁抗氧化活性㊁镇痛活性㊁助消化活性和抗癌活性,等等,此次发现的α⁃石竹烯就具有抗氧化活性[22]㊂ 对检测到的微量成分进行热图绘制,并进行聚类分析,结果见图3㊂可以看出,微量成分变化趋势较为明显,0~3d是微量成分种类增加的一个小高d微量成分种类变化较小,结合酒醅中的微量成分相对含量(见表2)可以发现,这个阶段是大部分微量成分逐渐增加的过程;14~21d是微量成分种类变化的另一个高峰,大量酯类物质在这一阶段合成,酒醅中的微量成分进一步丰富起来;21~30d微量成分种类变化不大,数量持续增加,部分原料中带来的微量成分趋于消失㊂2.3 微生物核心群落与微量成分的关系为进一步研究微量成分与微生物之间的相关性,对两者进行相关性分析㊂通过计算微生物与微量成分之间的Spearman相关系数,绘制相关性网络图,见图4㊂由图4可知,Lactobacillus是与微量成分连接数最大的一个属(42个),与它相关的微量成分包含了大部分的酯类㊁醇类和酸类,还有少量的醛类㊁芳香类和萜烯类㊂Lactobacillus属于乳酸杆菌,对白酒风味有较大影响,是白酒酿造过程中的核心微生物[23]㊂有研究表明,L.acetotolerans能够促进清香型白酒中酯类物质的形成,如果在发酵过程中缺少这种菌,会导致发酵滞后,且产出的白酒中酯含量也较低[24]㊂此外,Bacillus㊁Fusarium㊁Oceanobacil⁃lus㊁Staphylococcus㊁Thelebolus和Weissella与微量成分也有很大相关性(连接数分别为30㊁39㊁32㊁26㊁32㊁33)㊂因此,由Lactobacillus㊁Bacillus㊁Fusarium㊁Oceanobacillus㊁Staphylococcus㊁Thelebolus和Weissella 形成的微生物群对微量成分贡献较大㊂通过计算微生物之间的Spearman相关系数,选取系数绝对值大于0.8且相关性显著的部分进行微52第38卷第2期 马冰涛等:老白干香型白酒酿造微生物菌群及其与微量成分的关系 表2 酒醅中的微量成分Tab.2 Trace components in fermented grains编号CAS名称鉴定方法计算RI/文献查找RI相对含量/%0d3d5d7d14d21d30d酯类A001000084⁃69⁃5邻苯二甲酸二异丁酯MS1895/-----0.018±0.0020.075±0.015-A002000084⁃74⁃2邻苯二甲酸二丁酯MS RI2037/1909-----0.090±0.027-A003000084⁃78⁃6邻苯二甲酸正丁异辛酯MS RI2434/2317----0.016±0.002--A004000093⁃89⁃0苯甲酸乙酯MS RI1171/1141-0.122±0.0160.110±0.0230.062±0.0130.055±0.0170.301±0.0130.071±0.015 A005000097⁃64⁃3乳酸乙酯MS RI S1274/1335-34.430±2.91737.006±1.12634.310±1.37939.808±0.67425.901±0.29921.607±1.043 A006000101⁃97⁃3苯乙酸乙酯MS RI1259/1210-----0.071±0.0120.018±0.002 A007000106⁃30⁃9庚酸乙酯MS RI1083/1079-0.065±0.0180.075±0.0140.078±0.0120.023±0.0160.209±0.0021.013±0.018 A008000106⁃32⁃1辛酸乙酯MS RI1183/1175-1.020±0.0580.779±0.0110.415±0.0140.434±0.0142.966±0.1194.323±0.015 A009000106⁃33⁃2月桂酸乙酯MS RI1580/1566-0.720±0.1400.664±0.0131.198±0.0350.330±0.0243.564±0.1093.075±0.035 A010000110⁃38⁃3癸酸乙酯MS RI S1396/1367-2.978±0.0731.548±0.0811.038±0.0510.633±0.0385.252±0.0120.637±0.018 A011000110⁃82⁃0十二酸甲酯MS RI1829/1835----0.047±0.006--A012000111⁃61⁃5硬脂酸乙酯MS RI2177/2181-0.130±0.0010.326±0.0120.460±0.0511.913±0.0370.874±0.0110.243±0.013 A013000111⁃62⁃6油酸乙酯MS RI2173/2171-0.981±0.1444.731±0.0919.941±0.2530.758±0.0131.257±0.0490.550±0.028 A014000112⁃39⁃0棕榈酸甲酯MS RI1878/1903-----0.032±0.003-A015000123⁃25⁃1丁二酸二乙酯MS RI1151/1149-0.027±0.0020.060±0.0180.058±0.0160.046±0.0120.322±0.0120.126±0.017 A016000123⁃29⁃5壬酸乙酯MS RI1282/1282-0.095±0.0060.053±0.0110.034±0.0070.030±0.0090.300±0.0220.034±0.011 A017000123⁃66⁃0己酸乙酯MS RI S1000/975-0.274±0.0290.206±0.0100.135±0.0140.126±0.0150.640±0.0230.242±0.018 A018000123⁃92⁃2乙酸异戊酯MS RI1447/1429--0.171±0.0170.101±0.0140.121±0.0170.134±0.0200.239±0.012 A019000124⁃06⁃1肉豆蔻酸乙酯MS RI1779/1778-0.445±0.0010.205±0.0180.220±0.0221.237±0.0161.990±0.0800.152±0.019 A020000141⁃78⁃6乙酸乙酯MS RI S612/5779.623±0.22520.610±0.85130.609±0.36628.010±0.75630.306±0.26916.906±0.16914.203±0.575 A021000544⁃35⁃4亚油酸乙酯MS RI2193/2139-0.687±0.0770.740±0.0480.497±0.0280.973±0.0131.783±0.0120.631±0.027 A022000585⁃24⁃0乳酸异丁酯MS RI983/947-----0.093±0.020-A023000614⁃18⁃6烟酸乙酯MS RI1154/1191-----0.041±0.016-A024000617⁃37⁃8草酸单乙酯MS463/------0.002±0.0010.002±0.001 A025000624⁃17⁃9壬二酸二乙酯MS RI1634/1667-----0.047±0.018-A026000627⁃90⁃7十一酸乙酯MS RI1431/1483----0.028±0.0150.044±0.013-A027000628⁃97⁃7棕榈酸乙酯MS RI1993/19630.847±0.0190.961±0.0680.794±0.0111.036±0.0351.382±0.0363.433±0.0721.065±0.041 A028001746⁃77⁃6氨基甲酸异丙酯MS765/-------1.995±0.028 A029002021⁃28⁃53⁃苯丙酸乙酯MS RI1359/1320----0.020±0.0020.126±0.0130.026±0.007 A030002035⁃99⁃6辛酸异戊酯MS2697/------0.092±0.017-A031002155⁃30⁃82⁃羟基丙酸甲酯MS848/-------0.089±0.015 A032006114⁃18⁃7反油酸乙酯MS RI2185/2476---0.501±0.0111.135±0.0161.691±0.0240.767±0.016 A033018281⁃05⁃5花生酸乙酯MS RI2375/2379--0.029±0.006----A034019329⁃89⁃6乳酸异戊酯MS RI1082/1047----0.022±0.0020.048±0.015-A035028267⁃29⁃0十三酸乙酯MS RI1947/1943-----0.038±0.007-A036014010⁃23⁃2十七烷酸乙酯MS RI1125/1119-----0.015±0.002-A037041114⁃00⁃5十五酸乙酯MS RI2121/2106-0.037±0.0020.155±0.0121.116±0.0170.591±0.0170.030±0.0020.034±0.002酸类A038000050⁃21⁃5乳酸MS RI S831/8382.462±0.1402.275±0.1143.998±0.0602.741±0.0193.526±0.1594.997±0.3506.535±0.105 A039000057⁃10⁃3棕榈酸MS RI1968/19421.219±0.0490.122±0.0270.105±0.0020.071±0.0110.061±0.015--A040000060⁃33⁃3亚油酸MS RI2133/2095-----0.075±0.017-A041000064⁃19⁃7乙酸MS RI S610/5940.079±0.0121.259±0.0921.679±0.0362.597±0.1373.025±0.1521.593±0.0142.478±0.019 62食品科学技术学报 2020年3月续表2编号CAS 名称鉴定方法计算RI /文献查找RI 相对含量/%0d 3d 5d 7d 14d 21d30d A043000112⁃80⁃1油酸MS RI 2175/2133-----0.036±0.013-A044000142⁃62⁃1己酸MS RI S990/973-----0.251±0.017-A045000144⁃49⁃0氟乙酸MS RI 543/512---0.019±0.0030.024±0.0060.018±0.0020.059±0.015A046000334⁃48⁃5癸酸MS RI 1372/1344-----0.223±0.011-A047000600⁃18⁃02⁃酮丁酸MS770/------0.007±0.0010.002±0.001酮类A048000098⁃86⁃2苯乙酮MS RI 1065/10490.474±0.017------A049000106⁃68⁃33⁃辛酮MS RI 1181/1255-0.141±0.0150.005±0.002----A050000110⁃43⁃02⁃庚酮MS RI 891/8710.951±0.041------A051000119⁃61⁃9二苯甲酮MS RI 951/960-----0.048±0.013-A052000502⁃69⁃2植酮MS RI1844/1842-----0.049±0.006-A053000513⁃86⁃0乙偶姻MS RI S 713/678----0.001±0.001--A054000821⁃55⁃62⁃壬酮MS RI 1172/12542.203±0.106------A055005445⁃31⁃82⁃甲基⁃3⁃壬酮MS RI 1411/14151.709±0.053------A056005704⁃20⁃12⁃羟基⁃3⁃戊酮MS RI 1012/1032--0.069±0.0130.027±0.0060.036±0.0110.018±0.0020.043±0.013A057005878⁃19⁃3甲氧基丙酮MS RI 716/754-----0.051±0.019-醛类A058000066⁃25⁃1己醛MS RI 1074/10773.214±0.145------A059000075⁃07⁃0乙醛MS RI S404/3810.018±0.0020.063±0.0170.166±0.0110.451±0.0230.010±0.0010.010±0.0020.004±0.001A060000100⁃52⁃7苯甲醛MS RI 962/927-----0.248±0.015-A061000104⁃67⁃6桃醛MS RI 1363/1324-----0.102±0.013-A062000110⁃62⁃3戊醛MS RI 699/674-0.004±0.0010.005±0.001----A063000111⁃71⁃7庚醛MS RI 905/8820.940±0.0430.007±0.0010.002±0.001----A064000122⁃78⁃1苯乙醛MS RI 1045/10480.157±0.0130.054±0.0100.044±0.0080.022±0.0020.014±0.003--A065000123⁃72⁃8丁醛MS 632/-0.008±0.001------A066000124⁃19⁃6壬醛MS RI 1104/10813.480±0.0930.366±0.0880.377±0.0170.213±0.0180.150±0.0290.091±0.021-A067000590⁃86⁃3异戊醛MS RI S 652/6280.664±0.0260.009±0.0020.002±0.0010.003±0.0010.005±0.001--醇类A068000057⁃55⁃6丙二醇MS RI752/722---0.016±0.0020.209±0.0130.484±0.0131.318±0.087A069000060⁃12⁃8苯乙醇MS RI S 1116/10822.068±0.0660.392±0.0010.607±0.0120.491±0.0180.607±0.0383.424±0.1360.839±0.022A070000064⁃17⁃5乙醇MS RI S 427/423-0.011±0.0020.091±0.0140.162±0.0131.364±0.0358.977±0.09328.900±0.843A071000067⁃63⁃0异丙醇MS RI 737/500------0.103±0.017A072000071⁃23⁃8丙醇MS RI 1033/1037-0.001±0.0010.005±0.001----A073000078⁃92⁃2仲丁醇MS RI 740/743------0.023±0.002A074000100⁃51⁃6苯甲醇MS RI 1036/1005-----0.032±0.007-A075000108⁃11⁃2甲基异丁基甲醇MS RI 756/760----0.005±0.0010.023±0.0040.202±0.026A076000108⁃82⁃7二异丁基甲醇MS RI 950/1509-----0.008±0.0010.369±0.017A077000111⁃70⁃6正庚醇MS RI960/9291.499±0.055------A078000123⁃51⁃3异戊醇MS RI S 736/7064.303±0.2133.325±0.4727.980±0.2024.504±0.1435.405±0.3115.992±0.1931.708±0.117A079000513⁃85⁃92,3⁃丁二醇MS RI S 788/747---0.072±0.0130.374±0.0200.516±0.0141.011±0.014A080000543⁃49⁃72⁃庚醇MS RI 879/877----0.007±0.001--A081000598⁃75⁃43⁃甲基⁃2⁃丁醇MS 739/------0.264±0.0140.158±0.018A082000626⁃93⁃72⁃己醇MS RI 780/781----0.011±0.0180.031±0.0140.004±0.001A083000764⁃48⁃72⁃乙烯氧基乙醇MS 844/---0.019±0.0040.020±0.0020.008±0.0010.013±0.0010.007±0.00172第38卷第2期 马冰涛等:老白干香型白酒酿造微生物菌群及其与微量成分的关系续表2编号CAS名称鉴定方法计算RI/文献查找RI相对含量/%0d3d5d7d14d21d30dA085002516⁃33⁃8环丙基甲醇MS RI664/648-0.003±0.0010.008±0.0010.003±0.0010.010±0.0020.009±0.0020.008±0.001 A086002919⁃23⁃5环丁醇MS RI730/7170.205±0.0150.042±0.0030.026±0.0020.026±0.0090.022±0.0020.006±0.0010.006±0.001萜烯类A087000087⁃44⁃5β⁃石竹烯MS RI S1419/14247.948±0.2821.390±0.3921.169±0.0560.991±0.0350.872±0.0200.908±0.0261.414±0.013 A088000432⁃25⁃7β⁃环柠檬醛MS RI S1217/1221--0.631±0.0130.419±0.0140.501±0.0180.386±0.0200.551±0.030 A089000489⁃40⁃7(⁃)⁃α⁃古芸烯MS RI1409/14362.839±0.108----0.197±0.019-A090003796⁃70⁃1香叶基丙酮MS RI S1435/14279.112±0.3131.237±0.0250.892±0.0560.562±0.0110.630±0.0240.459±0.0190.865±0.046 A091006753⁃98⁃6α⁃石竹烯MS RI S1454/14569.841±0.2371.845±0.0171.868±0.0191.916±0.0131.637±0.0170.598±0.028-A092006831⁃16⁃9马兜铃烯MS RI1403/1417-----0.045±0.017-碳氢化合物A093000075⁃21⁃8环氧乙烷MS RI349/4170.008±0.0010.182±0.0360.398±0.0180.006±0.0010.005±0.001--A094000090⁃12⁃01⁃甲基萘MS RI1203/11841.582±0.0250.175±0.0290.062±0.0120.028±0.0080.024±0.0030.016±0.0010.020±0.002 A095000091⁃20⁃3萘MS RI1182/11700.428±0.0140.044±0.0030.030±0.0020.014±0.0030.022±0.0020.101±0.0180.048±0.003 A096000091⁃57⁃62⁃甲基萘MS RI1240/12092.143±0.107------A097000100⁃42⁃5苯乙烯MS RI883/9144.991±0.2370.186±0.0390.007±0.001----A098000111⁃65⁃9正辛烷MS RI782/8000.104±0.016------A099000264⁃09⁃5苯并环庚三烯MS1251/-----0.020±0.0010.095±0.0200.042±0.005 A100000513⁃35⁃92⁃甲基⁃2丁烯MS RI682/690----0.006±0.001--A101000513⁃49⁃5(S)⁃2⁃氨基丁烷MS633/-0.044±0.0110.022±0.0010.058±0.0061.314±0.0150.002±0.0010.005±0.0010.006±0.001 A102000628⁃80⁃81⁃甲氧戊烷MS RI724/721----0.034±0.0060.015±0.0040.106±0.015 A103005981⁃06⁃61,3,5⁃三氧烷MS3034/--0.002±0.0010.009±0.0020.027±0.0070.023±0.0020.002±0.001-A104007408⁃81⁃312⁃(甲氨基)十二烷酸MS RI1852/1854-0.016±0.0010.106±0.0152.281±0.0560.021±0.0050.004±0.0010.011±0.001酚类A105000090⁃00⁃6邻乙基苯酚MS RI1114/1108-----0.424±0.0120.019±0.002 A106000090⁃05⁃1愈创木酚MS RI S1090/10591.098±0.0320.103±0.0030.135±0.0140.089±0.0110.102±0.0130.075±0.0050.101±0.019 A107000103⁃86⁃64⁃(2⁃氨基丙基)苯酚MS RI901/10010.158±0.0200.022±0.0040.029±0.0070.004±0.0010.007±0.0010.001±0.001-A108000108⁃95⁃2苯酚MS RI S980/9550.723±0.0150.082±0.0080.095±0.0180.079±0.0070.056±0.016--A109000123⁃07⁃94⁃乙基苯酚MS RI1135/1140-0.087±0.0140.064±0.0180.062±0.0120.093±0.0120.053±0.0140.074±0.011 A110000128⁃37⁃02,6⁃二叔丁基对甲酚MS RI1668/15300.435±0.0170.064±0.0120.183±0.0140.740±0.0430.226±0.0160.093±0.0170.029±0.003 A111002785⁃89⁃94⁃乙基愈创木酚MS RI1303/12501.556±0.0690.380±0.0810.132±0.0200.135±0.0110.232±0.0120.135±0.0270.219±0.019 A112007786⁃61⁃04⁃乙烯基⁃2⁃甲氧基苯酚MS RI1301/13121.588±0.0900.378±0.0260.267±0.0160.044±0.0030.045±0.002--吡嗪类A113000108⁃50⁃92,6⁃二甲基吡嗪MS RI915/8802.439±0.027------A114001124⁃11⁃4川芎嗪MS RI S1089/10724.759±0.1680.447±0.0850.399±0.0160.231±0.0150.118±0.0180.076±0.0140.095±0.029 A1150014667⁃55⁃12,3,5⁃三甲基吡嗪MS957/-4.071±0.031------A116005910⁃89⁃42,3⁃二甲基吡嗪MS RI925/8920.637±0.030------A117013925⁃03⁃62⁃乙基⁃6⁃甲基吡嗪MS RI1003/9760.675±0.024------呋喃类A118001487⁃18⁃92⁃乙烯基呋喃MS RI731/722---0.173±0.0120.292±0.0140.127±0.002-A119000496⁃16⁃22,3⁃二氢苯并呋喃MS RI1136/1188-0.034±0.0010.050±0.0060.085±0.0180.051±0.002--A120003777⁃69⁃32⁃戊基呋喃MS RI994/9776.301±0.2360.010±0.0010.002±0.001---- -”表示未检测到该物质;相对含量值为 平均值±标准偏差”㊂82食品科学技术学报 2020年3月图3 酿造过程中微量成分变化的热图92第38卷第2期 马冰涛等:老白干香型白酒酿造微生物菌群及其与微量成分的关系节点大小表示此节点连接数的多少;实线代表极显著,虚线代表显著;黑线代表正相关,红线代表负相关;连接线的粗细代表相关性的强弱㊂图4 微生物和微量成分的相关性Fig.4 Correlation between microbial genera and trace components关性㊂微生物间的共现性见图5,分析共得到28个有效节点和61个边㊂连接数较多的菌属包括Pedi⁃ococcus㊁Thelebolus㊁Fusarium㊁Saccharomyces㊁Lactoba⁃cillus㊁Yamadazyma㊁Bacillus和Staphylococcus,主要分布在Bacillales㊁Saccharomycetales和Lactobacillales 三个目中㊂结合图4(a)所得结论, 由Lactobacil⁃lus㊁Bacillus㊁Fusarium㊁Oceanobacillus㊁Staphylococcus㊁Thelebolus和Weissell a形成的微生物群对微量成分贡献较大”,可以得出:在老白干酒酿造过程中,对微量成分具有较大贡献的核心微生物群由Bacillus㊁Fusarium㊁Lactobacillus㊁Staphylococcus和Thelebolus 组成㊂已有研究表明:酱香型酒醅样品中的细菌主要是Lactobacillus㊁Lactococcus㊁Acetobacter㊁Bacillus㊁Ly⁃sinibacillus,窖内发酵酒醅中细菌的优势菌是乳杆菌属Lactobacillus,是酱香型白酒窖内发酵过程中最常见的重要微生物菌群[25];浓香型酒醅中乳杆菌占据绝对优势,但丰度较低的梭菌纲微生物对酒醅风味物质贡献却巨大[26];清香型酒醅中的绝对优势菌为Acetobacteraceae㊁Lactobacillaceae㊁Candida和Pichi⁃aceae[27]㊂结合本次研究结果可以看出,老白干香型酒醅中的核心微生物群与其他香型有较大区别,这很有可能是形成老白干香型白酒独特风味的重要因素㊂ 通过提取微生物和微量成分的第一主成分进行相关性分析,可以验证微生物与微量成分是否具有相关性,从而验证所得结论的科学性[12]㊂选取1.6中筛选出的丰度top20的细菌和真菌,对比7个取样时间下这些菌的相对丰度,提取第一主成分作为微生物第一主成分;选取1.6节中筛选出的微量成节点大小表示此节点连接数的多少;实线代表极显著,虚线代表显著;黑线代表正相关,红线代表负相关;连接线的粗细代表相关性的强弱㊂图5 微生物之间的共现性Fig.5 Correlation of co⁃occurring microbial genera分,对比7个取样时间下这些微量成分的相对含量,提取第一主成分作为微量成分第一主成分㊂最后计算两个第一主成分之间的相关性,结果如图6㊂由图6可知,微生物与微量成分具有显著相关性(R 2=0.6021,ρ=0.797,P <0.05),说明本次研究所得的核心微生物群对微量成分具有一定贡献㊂图6 微生物第一主成分与微量成分第一主成分的相关性Fig.6 Correlation between microorganisms PC1andtrace components PC13 结 论本研究通过高通量测序技术,分析了老白干香型白酒酿造过程中微生物多样性及其演替规律,共得到310个细菌属和59个真菌属,其中优势细菌属为Lactobacillus ㊁Pediococcus ㊁Weissella ,优势真菌属为Saccharomycopsis ㊁Issatchenkia ㊁Rhizopus ㊁Trichosporon ㊁Candida ㊁Aspergillus ㊂通过顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术检测了酿造过程中微量成分的变化,共得到120种微量成分㊂0~3d 和14~21d 微量成分种类迅速增加,其他时间是微量成分含量逐渐增加的过程,其中21~30d 部分原料中带来的微量成分趋于消失㊂最后通过分析微生物与微量成分之间的相关性以及微生物之间的相互关系,探明微生物对微量成分的贡献情况㊂结果表明,以Lacto⁃bacillus 为主,结合Bacillus ㊁Fusarium ㊁Staphylococcus 和Thelebolus 共同形成的核心微生物群对老白干香型白酒酿造过程中的微量成分具有一定贡献㊂希望本研究能够为研究老白干香型白酒的品质与酿酒微生物之间的关系提供一定的理论依据和参考㊂参考文献:[1] 郑福平,马雅杰,侯敏,等.世界6大蒸馏酒香气成分研究概况与前景展望[J].食品科学技术学报,2017,35(2):1-12.ZHENG F P,MA Y J,HOU M,et al.Progress and prospect in aroma components in top six distilled spirits [J].Journal of Food Science and Technology,2017,35(2):1-12.[2] 曹静,余有贵,曹智华,等.中国复合香型白酒研究进展[J].食品与机械,2017,33(7):200-204.CAO J,YU Y G,CAO Z H,et al.Research progress of Chinese multiple⁃flavor liquor [J].Food &Machinery,2017,33(7):200-204.[3] 丁云连,范文来,徐岩,等.老白干香型白酒香气成。
白酒酿造中的发酵过程与微生物作用
白酒酿造中的发酵过程与微生物作用白酒是中国传统的名优酒品，世界著名的酿酒类型之一。
它具有悠久的历史和独特的酿造工艺。
白酒的酿造过程中，发酵起着至关重要的作用。
发酵是由微生物引起的化学反应，通过这一过程，葡萄糖和其他有机物质被转化为酒精和其他化合物，赋予了白酒独特的风味和香气。
本文将介绍白酒酿造中的发酵过程及其中的微生物作用。
一、白酒酿造的发酵过程白酒的酿造过程可以分为原料处理、制曲、发酵、蒸馏和陈酿等阶段。
其中，发酵是白酒酿造中最为重要的环节。
发酵的主要目的是将大量的糖类物质转化为乙醇酒精和二氧化碳，并产生酒香和风味。
在白酒的发酵过程中，主要使用液态发酵，即在含有糖分的原料中加入酵母菌等微生物进行发酵反应。
首先，通过制曲的过程将酿造原料处理成可发酵的醪糟，然后将其装入发酵罐，加入适量的水和酵母，控制好温度和湿度，以促进发酵过程的进行。
发酵通常需要经过数天或数周的时间，直到达到所需的酒精度和风味。
二、发酵过程中的微生物作用1. 酵母菌的作用在白酒酿造中，酵母菌是发酵的关键微生物。
酵母菌属于真菌类，通过对糖分进行代谢，产生酒精和二氧化碳。
主要应用的酵母主要有酿酒酵母和食用酵母。
酿酒酵母是一种特殊的酵母菌，有很强的糖分发酵能力。
它们具有较高的耐酒精度和温度适应性，能够在较高的酒精浓度和较高的温度下继续进行发酵。
同时，酵酒酵母还具有优良的酒香生成能力，为白酒赋予了独特的风味。
食用酵母则具有较高的营养价值和健康功效。
在白酒酿造中，食用酵母有时会被用来进行辅助发酵，并添加一些特定的营养成分，以促进酵母的生长和繁殖。
2. 非酵母微生物的作用除了酵母菌之外，还有一些其他微生物在白酒酿造中扮演重要的角色。
这些微生物包括细菌、酵母以外的真菌等。
细菌在白酒的酿造过程中，主要通过酸化作用来影响发酵过程。
例如，乳酸菌可以将糖分转化为乳酸，使得发酵液的酸度增加。
这种酸化作用可以抑制或防止一些有害微生物的生长，在一定程度上保证了发酵正常进行。
衡水老白干酒醅发酵主要酶活与微生物变化
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酿酒科技 ２００７ 年第 ３ 期（ 总第 １５３ 期）·ＬＩＱＵＯＲ－ ＭＡＫＩＮＧ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ２００７ Ｎｏ．３（Ｔｏｌ．１５３）
衡水老白干酒醅发酵主要酶活与微生物变化
张煜行 １， ２， 黄建华 １， 王明远 ２， 杜惠丽 ２， 赵长新 １ （ １．大连轻工业学院 生物与食品工程学院，３１ 作者简介：张煜行（ １９６７－ ） ， 男， 河北人， 工程硕士在读， 主要从事固态发酵方面的研究。 通讯作者： 赵长新， Ｅ－ ｍａｉｌ： ｚｈａｏｃｈａｎｇｘｉｎ＠１２６．ｃｏｍ。
张煜行， 黄建华， 王明远， 杜惠丽， 赵长新·衡水老白干酒醅发酵主要酶活与微生物变化
图 ４ 酒醅发酵过程中蛋白酶活力随时间的变化趋势 酸性蛋白酶水解蛋白质和多肽， 产生的氨基酸是微 生物生长的营养成分， 也是产生高级醇、有机酸的前体
物质。如图 ４ 所示， 发酵前 １０ ｄ 中酸性蛋白酶活力呈波 动升高， 酒醅中酸性蛋白酶活力高峰出现在第 ８ 天， 为 １０．２７ ｕ／ｇ， 随后逐渐降低； 在 １０～２０ ｄ 酸性蛋白酶酶活 变化平稳。在发酵前期， 因为氧气充足， 温度适宜， 使酒 醅中微生物迅速生长， 分泌大量的酸性蛋白酶； 在发酵 中后期， 酒醅中的微生物处于厌氧状态， 造成了后期微 生物产酶能力下降， 导致酒醅中酸性蛋白酶活力降低。 ２．２．３ 纤维素酶活力变化（ 图 ５）
白酒酿造中的发酵过程与微生物作用
白酒酿造中的发酵过程与微生物作用白酒是我国独具特色的传统酒类之一，在酿造过程中，发酵是关键环节之一。
这个过程需要依赖微生物的参与与作用，其中包括酵母、细菌和其他微生物。
本文将详细介绍白酒酿造中的发酵过程以及微生物的作用。
一、白酒酿造的发酵过程1. 酒曲的制备首先，酒曲的制备是白酒酿造的起点。
酒曲是由大麦、小麦、豌豆等作物经过一系列工艺的制作而成。
这个过程中，微生物起到了重要的作用。
大麦等作物中的一些特定细菌和酵母会在一定的条件下发酵繁殖，形成酒曲。
酒曲中的微生物会为后续的发酵过程提供必要的菌群。
2. 主麯发酵主麯是白酒中主要的原料，在发酵过程中发挥关键作用。
主麯一般是由高粱、糯米等多种物质混合制作而成。
当主麯与酒曲混合后，微生物开始进行发酵。
在此过程中，主要的微生物是酵母菌。
酵母菌通过对主麯中的淀粉和糖分进行分解和转化，释放出酒精和二氧化碳。
3. 次麯发酵次麯是辅助麯，其成分一般包括小麦、糯米等。
次麯的作用是丰富白酒的风味和口感。
次麯发酵的过程与主麯类似，同样需要微生物的参与。
酵母菌在次麯发酵中继续分解糖分，产生更多的酒精和香气物质。
4. 蒸馏过程在主麯和次麯发酵完毕后，需要进行蒸馏过程，提取酒液中的酒精。
这个过程中，微生物的作用有限，主要起到了提供发酵产物的作用。
二、微生物在白酒酿造中的作用1. 酵母菌的作用酿造中的酵母菌是非常重要的微生物之一，它们通过分解主麯和次麯中的糖分，产生酒精和二氧化碳。
酵母菌还会分解产生具有特殊香气的物质，为白酒赋予独特的风味。
2. 细菌的作用在白酒酿造过程中，细菌也发挥着重要的作用。
其中一种细菌称为乳酸菌，在发酵过程中会参与酒液的酸化，产生乳酸。
乳酸的生成不仅能增加白酒的酸度，还能抑制一些有害微生物的生长，保证酒的品质。
3. 其他微生物的作用除了酵母和细菌之外，在白酒酿造过程中，还可能存在一些其他微生物的参与。
这些微生物可能来自醪、酒甑或者酒醅等酿造环节中，它们的存在对酒的风味和品质有一定的影响。