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(shí)代，是我國勞動(dòng)人民創(chuàng)造的一塊酒類奇葩。它以綿甜清香的風(fēng)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(diǎn)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(dú)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(gè)釀造過程中獨(dú)特的微生物群落結(jié)構(gòu)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(jī)理的認(rèn)識，而且有助于汾酒生產(chǎn)工藝的技術(shù)改造。
　　在本實(shí)驗(yàn)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(jìn)行了研究。本論文利用微生物分離技術(shù)，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(guān)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(chǔ)。細(xì)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(diǎn)，霉菌和好氧細(xì)菌基本消失，而酵母菌和其他種類細(xì)菌出現(xiàn)了第二次生長。在二楂發(fā)酵過程中酵母菌、細(xì)菌從0天起開始增殖，到第3～7天達(dá)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(diǎn)。在二楂發(fā)酵過程中只有部分酵母菌和厭氧細(xì)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(gè)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(gòu)，將分離到的微生物進(jìn)行分類鑒定，并分析各個(gè)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(gòu)相似，但也存在著種群差異。夏季酵母菌包括8個(gè)屬，冬季除未檢測到球囊酵母菌外其他7個(gè)屬與夏季相同。兩個(gè)季節(jié)的細(xì)菌均包括10個(gè)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(xì)菌并不是同時(shí)出現(xiàn)在某一時(shí)段，而是依種屬特點(diǎn)出現(xiàn)在釀造的特定時(shí)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(chǔ)。
　　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(xì)菌），模擬汾酒釀造條件進(jìn)行純種發(fā)酵試驗(yàn)，應(yīng)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(guān)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(xué)方法對酒醅中微生物構(gòu)成及演變

6、情況進(jìn)行研究的同時(shí)，也嘗試應(yīng)用溫度梯度凝膠電泳(temperature gradient gel electrophoresis，TGGE)技術(shù)這一分子生態(tài)學(xué)方法對釀造不同階段的汾酒酒醅樣品進(jìn)行分析。通過實(shí)驗(yàn)初步建立了對汾酒釀造過程中細(xì)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(kuò)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(gè)種屬微生物的消長變化情況，并應(yīng)用TGGE技術(shù)對微生物群落動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了初探。同時(shí)，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(guān)性。研究結(jié)果為認(rèn)識汾酒釀造機(jī)理提供了理論依據(jù)，并為進(jìn)一步開展對生產(chǎn)過程調(diào)控的研究和今后釀造技術(shù)的改造打下了一定的基礎(chǔ)。