汾酒釀造過程中微生物群落及其功能菌的研究.pdf

1、汾酒的釀造歷史悠久，可追溯到3200多年前的商殷時代，是我國勞動人民創(chuàng)造的一塊酒類奇葩。它以綿甜清香的風味著稱，在國內(nèi)外有著很好的口碑和市場。汾酒的生產(chǎn)采用豌豆和大麥制曲，高粱釀酒，清蒸后地缸發(fā)酵，經(jīng)貯存勾兌而成。其顯著特點是以汾酒大曲微生物群落作為生物作用劑，通過雙清地缸獨特工藝控制釀造過程，從而造就了清香型汾酒的優(yōu)良品質(zhì)。其成酒的產(chǎn)量和品質(zhì)與整個釀造過程中獨特的微生物群落結(jié)構變化有著緊密的聯(lián)系。因此，深入研究汾酒釀造微生物群落及功能

2、微生物，不僅可以提高我們對汾酒釀造機理的認識，而且有助于汾酒生產(chǎn)工藝的技術改造。
　　在本實驗室的前期工作中，對夏季汾酒釀造過程中可培養(yǎng)微生物群落和主要代謝產(chǎn)物進行了研究。本論文利用微生物分離技術，跟蹤冬季汾酒釀造過程，定期采樣，獲得各種類群的菌株及其相關數(shù)據(jù)，描繪出了冬季酒醅微生物菌群的消長規(guī)律。結(jié)果表明，同夏季汾酒釀造過程類似，霉菌僅存在于發(fā)酵前期，主要提供一些水解酶系，為淀粉、蛋白及脂類的降解提供生化基礎。細菌和和酵母菌生長

3、活躍，是汾酒釀造的主要功能菌群。從大楂發(fā)酵起始到第10天左右，各類微生物的第一次生長基本結(jié)束。從此到發(fā)酵終點，霉菌和好氧細菌基本消失，而酵母菌和其他種類細菌出現(xiàn)了第二次生長。在二楂發(fā)酵過程中酵母菌、細菌從0天起開始增殖，到第3～7天達到最高數(shù)量，之后微生物數(shù)量開始緩慢下降，直到發(fā)酵終點。在二楂發(fā)酵過程中只有部分酵母菌和厭氧細菌出現(xiàn)了二次生長現(xiàn)象。冬季微生物類群的增殖與消失過程較夏季緩和得多，是兩個季節(jié)釀造過程中的主要區(qū)別所在。
　

4、　為了更深入地研究汾酒釀造過程中的群落結(jié)構，將分離到的微生物進行分類鑒定，并分析各個種類的消長變化情況。結(jié)果表明夏季與冬季汾酒釀造過程中微生物菌群的基本結(jié)構相似，但也存在著種群差異。夏季酵母菌包括8個屬，冬季除未檢測到球囊酵母菌外其他7個屬與夏季相同。兩個季節(jié)的細菌均包括10個屬，除夏季含有分枝桿菌屬而冬季含有節(jié)桿菌屬外，其余種屬均相同。不同種屬的酵母菌和細菌并不是同時出現(xiàn)在某一時段，而是依種屬特點出現(xiàn)在釀造的特定時段。通過與釀造過程中

5、代謝產(chǎn)物的變化情況相聯(lián)系可以為功能菌的研究奠定基礎。
　　之后我們利用從夏季和冬季汾酒釀造過程中分離出來的菌株（酵母菌和細菌），模擬汾酒釀造條件進行純種發(fā)酵試驗，應用氣相與液相色譜法分析其代謝產(chǎn)物。根據(jù)代謝特性確定了產(chǎn)乙醇、乙酸乙酯、乳酸和乙酸的主要功能微生物，并發(fā)現(xiàn)它們與汾酒釀造過程中代謝產(chǎn)物之間存在一定的關系，為今后汾酒生產(chǎn)工藝優(yōu)化和調(diào)味酒的研制提供了菌株資源。
　　另外，在利用傳統(tǒng)的微生物學方法對酒醅中微生物構成及演變

6、情況進行研究的同時，也嘗試應用溫度梯度凝膠電泳(temperature gradient gel electrophoresis，TGGE)技術這一分子生態(tài)學方法對釀造不同階段的汾酒酒醅樣品進行分析。通過實驗初步建立了對汾酒釀造過程中細菌微生物群落變化的TGGE分析體系，包括總基因組DNA的提取、特異性片段的PCR擴增以及電泳分析方法和參數(shù)。根據(jù)不同釀造階段樣品的條帶數(shù)目和亮度之間的明顯差異，說明微生物菌群的整體變化趨勢。通過日后對TG

7、GE分析體系的優(yōu)化以及對條帶的測序分析，可以更深入地研究釀造過程中微生物群落變化。
　　綜上所述，本論文從對汾酒釀造過程中的微生物群落的研究出發(fā)，分析了各個種屬微生物的消長變化情況，并應用TGGE技術對微生物群落動態(tài)變化進行了初探。同時，根據(jù)代謝特性分析找出了主要的功能菌株與發(fā)酵過程代謝產(chǎn)物具有一定相關性。研究結(jié)果為認識汾酒釀造機理提供了理論依據(jù)，并為進一步開展對生產(chǎn)過程調(diào)控的研究和今后釀造技術的改造打下了一定的基礎。