白酒釀造中微生物的相關(guān)作用

1、白酒釀造中微生物的相關(guān)作用,,一、課堂報(bào)告依據(jù)的知識(shí)背景,?白酒及白酒的分類(lèi)?白酒生產(chǎn)工藝?白酒中微生物的種類(lèi)及特點(diǎn),一、課堂報(bào)告依據(jù)的知識(shí)背景,1.白酒及白酒的分類(lèi)1.1白酒 中國(guó)傳統(tǒng)白酒是以淀粉質(zhì)或糖質(zhì)原料，加入糖化發(fā)酵劑（糖質(zhì)原料無(wú)需糖化劑），經(jīng)固態(tài)、半固態(tài)或液態(tài)發(fā)酵、蒸餾、貯存、勾兌而制成的蒸餾酒；其釀造的實(shí)質(zhì)是主要來(lái)源于酒曲、窖泥、酒醅以及工藝操作環(huán)境的相關(guān)微生物，參與淀粉糖化、酒精發(fā)酵、產(chǎn)酯生香等生化過(guò)程

2、。,一、課堂報(bào)告依據(jù)的知識(shí)背景,1.2白酒的分類(lèi) 因釀造原料、酒曲種類(lèi)和生產(chǎn)工藝以及自然環(huán)境等因素的不同，形成了特色、風(fēng)格不同的各種香型的白酒。目前共包括12種香型，即濃香型、清香型、醬香型、米香型、兼香型、鳳香型、芝麻香型、藥香型、特香型、豉香型、老白干香型、馥郁香型。,一、課堂報(bào)告依據(jù)的知識(shí)背景,1.2.1濃香型白酒 濃香型酒，以瀘州老窖特曲和五糧液為代表。一般酒度為60度。其風(fēng)格特點(diǎn)是：窖香濃郁，綿甜甘例．

3、香味協(xié)調(diào)，尾凈余長(zhǎng)。濃香型酒的主體香味成分是己酸乙酯和適量的丁酸乙酯，并有糟香和微量的泥香。另外，瀘型酒種類(lèi)眾多，但其共性是，香要濃郁，入口要甜并有回甜(謂之“無(wú)甜不成瀘“)。,一、課堂報(bào)告依據(jù)的知識(shí)背景,cr:《白酒釀造及新型白酒工藝學(xué)》,,,一、課堂報(bào)告依據(jù)的知識(shí)背景,1.2.2醬香型白酒 以貴州茅臺(tái)酒為代表．它的主體香味成分至今尚未確定．但有認(rèn)為醬香白酒沒(méi)有主體香．其香氣是多種芳 香物質(zhì)組成的復(fù)合香氣．初步認(rèn)為是一組高沸點(diǎn)

4、羰基化合物和酚類(lèi)化合物。其香味特點(diǎn)和酒曲的關(guān)系較大，香味物質(zhì)主要來(lái)源于高溫曲、高梁和麩皮．推斷有美拉德反應(yīng)的產(chǎn)物，是微生物發(fā)酵與化學(xué)合成相結(jié)合的結(jié)果。其風(fēng)格特點(diǎn)是；醬香突出．優(yōu)雅細(xì)膩．回味悠長(zhǎng)，杯中香氣經(jīng)久不散( “空杯留香”)。,一、課堂報(bào)告依據(jù)的知識(shí)背景,1.2.3清香型白酒 以山西汾酒為代表，酒度為65度(降度前)。其風(fēng)格持點(diǎn)是：清香純正，醇甜柔和，自然協(xié)調(diào)，余味爽凈。其主體香味成分是乙酸乙酯和乳酸乙酯(主要是襯托作用)。

5、除主體香成分外，還含有較多的多元醇、醋酸、雙乙酰等芳香物質(zhì)，并且汾酒中所含的辛酸乙酯較多．比瀘州特曲高3倍，這對(duì)形成汾酒的典型風(fēng)味有著重要意義。,一、課堂報(bào)告依據(jù)的知識(shí)背景,cr:《白酒釀造及新型白酒工藝學(xué)》,,一、課堂報(bào)告依據(jù)的知識(shí)背景,2.白酒生產(chǎn)工藝,一、課堂報(bào)告依據(jù)的知識(shí)背景,3.白酒中的微生物種類(lèi)及特點(diǎn)3.1白酒中的細(xì)菌 細(xì)菌是一類(lèi)單細(xì)胞、非絲狀的原核生物。一個(gè)細(xì)茵細(xì)胞就是整個(gè)生命的實(shí)體，可以實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)、代謝、遺傳

6、、變異繁殖后代及對(duì)生存環(huán)境的變化作出反應(yīng)等生命活動(dòng)的全部過(guò)程。由于細(xì)菌非絲狀的特性，它們的個(gè)體形態(tài)就是細(xì)胞的簡(jiǎn)單形態(tài)。按其形態(tài)可分為：球菌、桿菌、螺旋菌。3.1.1乳酸菌 乳酸菌，能使糖類(lèi)發(fā)酵產(chǎn)生乳酸，在大曲、小曲及其酒醅中均存在．如乳鏈球菌，乳桿菌．在大曲中存在少量此菌對(duì)大曲酒中酯的形成是有利的。另外，在白酒生產(chǎn)中乳酸在白酒口味及香味上也有很重要的作用。,一、課堂報(bào)告依據(jù)的知識(shí)背景,3.1.2乙酸菌 乙酸菌，

7、即醋酸菌，能使糖類(lèi)和酒精氧化成醋酸等產(chǎn)物的短桿菌．無(wú)芽孢．不能運(yùn)動(dòng)，好氧。在液體培養(yǎng)基上形成菌膜，是氧化細(xì)菌的重要菌屬。產(chǎn)酸能力強(qiáng)，對(duì)酵母菌殺傷力大，醋酸是白酒的香味成分之一．同時(shí)也是丁酸、己酸及其酯類(lèi)生成的前體物質(zhì)，但是如果白酒中醋酸超量，將會(huì)使酒呈刺激性酸味，還可阻礙正常乙醇發(fā)酵。大曲中含量較少，小曲及白酒發(fā)酵過(guò)程中含該菌較多．在生產(chǎn)中更要嚴(yán)格控制。,一、課堂報(bào)告依據(jù)的知識(shí)背景,3.1.3 需氧芽孢桿菌 芽孢桿菌，有芽孢，能運(yùn)

8、動(dòng)，革蘭氏陽(yáng)性，好氣性桿 菌。大多分布在土壤、水和空氣中，大曲中含量較少，繁殖迅速，特別是在高溫、高水分、曲塊發(fā)軟的區(qū)域，常有芽孢桿菌繁殖。其中枯草芽孢桿菌能分解淀粉及蛋白質(zhì)，產(chǎn)生淀粉酶和蛋白酶，也是大曲中所含細(xì)菌最多的一種．有的芽孢桿菌能形成白酒的香味成分，如雙乙酰等。3.1.4丁酸菌 丁酸菌種類(lèi)繁多．一般是紡錘形并且能游動(dòng)。屬于梭菌屬，周生鞭毛，革蘭氏陽(yáng)性，形成孢子，厭氧。發(fā)酵產(chǎn)物主要為丁酸，醋酸及丁醇。,一、課

9、堂報(bào)告依據(jù)的知識(shí)背景,3.1.5己酸菌 己酸菌是一種能夠在培養(yǎng)基中積累己酸的功能菌，是梭狀芽孢桿菌的一種，也是濃香大曲白酒發(fā)酵中起決定作用的窖泥功能菌。一般生長(zhǎng)在pH為5.8—6.5的中性偏酸性環(huán)境中。最適生長(zhǎng)溫度35℃左右，pH值小于4.5時(shí)，生長(zhǎng)受到嚴(yán)重影響。在世代過(guò)程中，對(duì)釀酒有重要作用的是旺盛期和芽孢期。處于旺盛期的己酸菌．菌體有較多鞭毛以便獲取營(yíng)養(yǎng)和排出代謝產(chǎn)物，這一時(shí)期是己酸的主要產(chǎn)期，己酸菌的芽孢是在營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞內(nèi)

10、生成的，也叫內(nèi)生孢子，對(duì)外界不良環(huán)境有很強(qiáng)的抵抗力，80℃水中10％仍可維持正常的生命活力，100℃沸水中處理，也不能馬上致死，能多年保持休眠狀態(tài)。,一、課堂報(bào)告依據(jù)的知識(shí)背景,3.2白酒中的酵母菌 酵母菌是一群?jiǎn)渭?xì)胞的真核微生物，一般是卵形、圓形、圓柱形或檸檬形，屬兼性厭氧微生物，繁殖時(shí)需要大量的氧氣；而酒精發(fā)酵時(shí)，不需要氧氣。由于白酒的特殊性．白酒生產(chǎn)要求酵母有較強(qiáng)的發(fā)酵能力，較高的耐酒精能力和耐酸能力。大曲發(fā)酵中有酒精

11、酵母、產(chǎn)酯酵母、假絲酵母等。,一、課堂報(bào)告依據(jù)的知識(shí)背景,3.2.1酒精酵母 酒精酵母產(chǎn)酒精能力強(qiáng)，其細(xì)胞形態(tài)以橢圓形、卵形、球形為最多。酒精酵母適應(yīng)性強(qiáng)，最適pH值為4.5-6.2，最適生長(zhǎng)溫度28℃-32℃。常用的有南陽(yáng)酵母、拉斯12號(hào)、拉斯M、德國(guó)204、拉斯R、古巴2號(hào)等。3.2.2產(chǎn)酯酵母 產(chǎn)酯酵母也稱生香酵母，是具有產(chǎn)酯生香能力的酵母。主要有漢遜酵母、畢赤酵母、球擬酵母、假絲酵母，能以糖、醛、有

12、機(jī)酸等為營(yíng)養(yǎng)，在酯酶作用下，合成乙酸乙酯及其他酯類(lèi)。,一、課堂報(bào)告依據(jù)的知識(shí)背景,3.3白酒中的霉菌 霉菌又叫絲狀真菌，菌絲呈絲狀．菌絲結(jié)構(gòu)是霉菌形態(tài)的一個(gè)重要特征。霉菌分為曲霉、根霉、毛霉、梨頭霉、紅曲霉、青霉。霉菌菌落與其他微生物明顯不同。菌落最初生長(zhǎng)時(shí)，往往是白色、灰白色，這是菌絲生長(zhǎng)的現(xiàn)象。當(dāng)菌絲上長(zhǎng)出孢子．便形成各種顏色，如綠、黃、青、棕、橙、黑、紅等．實(shí)際上是指霉菌形成孢子的時(shí)期。白酒中霉菌較多，主要是起糖化作用

13、。,一、課堂報(bào)告依據(jù)的知識(shí)背景,3.3.1曲霉 曲霉菌絲體由具有橫隔的分枝菌絲構(gòu)成。菌絲無(wú)色或少數(shù)種局部可緩慢地呈現(xiàn)褐色或其他顏色。一部分菌絲深入培養(yǎng)基深處，稱為基內(nèi)菌絲，另一部分菌絲伸向空中稱為氣生菌絲．也叫基外菌絲。分生孢子具有不同的顏色和形狀，如球形、放射形、棍棒形或直柱形；顏色有綠、淡黃、黃褐、褐綠、藍(lán)綠、黑、白、棕、褐、橄欖色及桂皮色等，曲霉中與釀酒關(guān)系最密切的有：黑曲霉、黃曲霉、米曲霉、棲土曲霉、紅曲霉等。,一、課

14、堂報(bào)告依據(jù)的知識(shí)背景,3.3.2根霉 根霉在生命活動(dòng)中能產(chǎn)生淀粉酶、糖化酶、有機(jī)酸．在白酒釀造中做為糖化劑。根霉最適生長(zhǎng)溫度為25℃-40℃．酶的最適作用溫度為45℃-55℃，最適pH值為4.5-5.5。3.3.3毛霉 毛霉也叫白霉．菌絲體在基質(zhì)上或基物內(nèi)能廣泛的蔓延，無(wú)假根的葡萄菌絲，孢子囊梗直接由菌絲體生出，一般單生、分枝或較少不分枝．有些種產(chǎn)生厚垣孢子．對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)．生長(zhǎng)迅速，有一定的糖化力，蛋白質(zhì)分解

15、能力強(qiáng)，與根霉、梨頭霉的區(qū)別是氣生菌絲整齊．菌絲短．淡黃色或黃褐色。,一、課堂報(bào)告依據(jù)的知識(shí)背景,3.3.4梨頭霉 梨頭霉，菌絲體近似根霉，但不同于根霉的是，它的孢子囊梗生于假根之外，還生于匍匐菌絲中間，孢子囊梗大都是2—5個(gè)成簇，很少單生，且常呈輪狀或不規(guī)則的分枝，有的糖化力強(qiáng)．一般糖化力不高，分布于土壤、空氣、糞便、酒曲中，在釀酒生產(chǎn)中，大曲中含量最多，網(wǎng)狀菌絲，呈青灰至白色、纖細(xì)。,二、撰寫(xiě)課堂報(bào)告的目的,了解白酒釀造

16、，白酒的分類(lèi)及白酒生產(chǎn)工藝明晰白酒釀造過(guò)程中的各種微生物及其特點(diǎn)掌握白酒釀造中的微生物種類(lèi)及其作用,三、撰寫(xiě)課堂報(bào)告的思路,通過(guò)對(duì)微生物及白酒釀造相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，了解白酒的分類(lèi)以及生產(chǎn)過(guò)程，探討白酒釀造中微生物的相關(guān)作用。,四、課堂報(bào)告的正文,?白酒釀造中微生物多樣性?釀造過(guò)程中微生物的作用,四、課堂報(bào)告的正文,1.白酒釀造中微生物多樣性1.1酒曲微生物多樣性 酒曲是白酒發(fā)酵生產(chǎn)中微生物的主要來(lái)源，構(gòu)成中國(guó)傳統(tǒng)白酒發(fā)

17、酵不可缺少的微生物體系。根據(jù)制曲溫度，可分為高溫、中高溫和中溫大曲。高溫和中高溫大曲多用于釀造醬香型白酒，而濃香型和清香型白酒多以中溫大曲發(fā)酵。不同種類(lèi)的大曲微生物類(lèi)群和數(shù)量存在較大差異，濃香型酒曲細(xì)菌總數(shù)、常溫分解菌和產(chǎn)酸菌大體上高于醬香型大曲，而芽孢菌和嗜熱菌的數(shù)量則是醬香型酒曲較多。,四、課堂報(bào)告的正文,1.1.1濃香型白酒酒曲微生物多樣性 從酒曲層次來(lái)看，曲心以細(xì)菌為主，曲外層以霉菌、酵母菌為主，入房初期細(xì)菌、酵母菌

18、為優(yōu)勢(shì)類(lèi)群，中后期霉菌占優(yōu)勢(shì)，但最后當(dāng)酒曲溫度接近環(huán)境溫度，含水量降到一定程度時(shí)，這些微生物均會(huì)基本保持穩(wěn)定，曲心所產(chǎn)酒的質(zhì)量和數(shù)量?jī)?yōu)于曲外層。1.1.2醬香型白酒酒曲微生物多樣性 從酒曲層次來(lái)看，好氧性細(xì)菌多分布在大曲表面和邊緣，嗜溫性細(xì)菌多存在于曲心，細(xì)菌主要為枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌。而發(fā)酵初期，酵母菌在大曲表面迅速生長(zhǎng)，后期只能在曲心中少量檢出。對(duì)霉菌來(lái)說(shuō)，根霉屬分布在曲表面，木霉屬多分布在曲中層，曲霉屬多在曲心

19、。,四、課堂報(bào)告的正文,1.1.3清香型白酒酒曲微生物多樣性 大曲中的酵母、霉菌較多，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，其種類(lèi)和數(shù)量不斷減少，作為優(yōu)勢(shì)細(xì)菌的乳桿菌也逐漸被乳球菌所取代，而醋酸菌的數(shù)量有大幅增加。1.2酒醅微生物多樣性 酒醅是已發(fā)酵完畢等待蒸的物料，其微生物菌系來(lái)自于酒曲、窖泥以及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境。1.2.1濃香型白酒酒醅微生物多樣性 從酒醅微生物分布和消長(zhǎng)的總體情況來(lái)看， 細(xì)菌多分布在上層酒醅，酵母多分

20、布在下層酒醅，霉菌較少。 發(fā)酵初期，好氧細(xì)菌、兼性厭氧細(xì)菌、酵母菌和霉菌的數(shù)量都急劇增加。 隨著發(fā)酵的進(jìn)行，各菌數(shù)均有減少，細(xì)菌和酵母菌在發(fā)酵中期交替成為優(yōu)勢(shì)菌群， 臨近出窖時(shí)，酵母菌的數(shù)量減少，芽孢桿菌數(shù)增加，霉菌到后期基本上已不能檢出。,四、課堂報(bào)告的正文,1.2.2醬香型白酒酒醅微生物多樣性 與濃香型白酒不同，醬香型酒醅可為分高溫堆積酒醅和窖內(nèi)發(fā)酵酒醅。對(duì)醬香型白酒來(lái)說(shuō)， 由于高溫制曲使酵母菌大量死亡，而堆積工藝相當(dāng)于二

21、次制曲。酒醅堆積期間，酵母菌數(shù)急劇上升，細(xì)菌數(shù)相應(yīng)下降，且隨著輪次的增加，菌群總數(shù)逐漸下降。而窖內(nèi)發(fā)酵期間，細(xì)菌和酵母菌數(shù)均不斷減少，其中乳酸菌在出窖時(shí)難以檢出。 由于堆積溫度在 50 ℃左右，極端釀造環(huán)境中的微生物多屬于中溫嗜熱菌。1.2.3清香型白酒酒醅微生物多樣性 對(duì)清香型白酒酒醅微生物的研究報(bào)道較少，還處于初期探索階段。,四、課堂報(bào)告的正文,1.3窖泥微生物多樣性 濃香型白酒屬于傳統(tǒng)的泥窖固態(tài)發(fā)酵模式，窖

22、泥中的微生物以細(xì)菌為主，有乳酸菌、丁酸菌、己酸菌、甲烷菌、硫酸鹽還原菌、硝酸鹽還原菌等，同時(shí)含有一定量的放線菌。 經(jīng)鑒定分離出的功能菌主要為甲烷菌和己酸菌。己酸菌是濃香型白酒生產(chǎn)中非常重要的產(chǎn)酸微生物，由其代謝產(chǎn)生的己酸與大曲發(fā)酵產(chǎn)生的酒精生成己酸乙酯，是濃香型大曲酒的主體香成分。己酸菌與甲烷菌為互利共生關(guān)系。,四、課堂報(bào)告的正文,2.釀造過(guò)程中微生物的作用2.1微生物的糖化作用 用淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精時(shí)，在進(jìn)行

23、乙醇發(fā)酵之前，一定要先將淀粉全部或部分轉(zhuǎn)化成葡萄糖等可發(fā)酵性糖，這種淀粉轉(zhuǎn)化為糖的過(guò)程稱為糖化，所用催化劑稱為糖化劑。糖化劑可以是由微生物制成的糖化曲，也可以是商品酶制劑。 在實(shí)際生產(chǎn)中主要用的是曲霉和根霉。2.2微生物的發(fā)酵作用 許多微生物都能利用己糖進(jìn)行酒精發(fā)酵，但在實(shí)際生產(chǎn)中用于酒精發(fā)酵的幾乎全是酒精酵母。,四、課堂報(bào)告的正文,2.3微生物的生香作用 酯類(lèi)是白酒中最重要的香味物質(zhì)．其含量較豐

24、富，有的超過(guò)0.5%，由產(chǎn)酯酵母生成。2.4微生物的代謝作用 微生物所產(chǎn)生的酶同樣是酒曲生物活性的重要來(lái)源。微生物在生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中,不斷分泌酶類(lèi)物質(zhì),將原料中蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、脂肪等大分子逐漸分解為氨基酸、寡糖、脂肪酸等小分子有機(jī)物質(zhì),一方面供自身代謝利用,另一方面為乙醇和香味物質(zhì)的形成提供了豐富的前體物質(zhì)。 另外,微生物在生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中還產(chǎn)生維生素、生長(zhǎng)素、氨基酸之類(lèi)的物質(zhì),這些產(chǎn)物既可促進(jìn)其它微生物的生長(zhǎng)繁殖,

25、又可參與釀酒過(guò)程中的各種化學(xué)反應(yīng)變化,形成香味物質(zhì)。,四、課堂報(bào)告的正文,2.5微生物參與熱能供應(yīng) 微生物的生命活動(dòng)及有機(jī)物質(zhì)的分解伴隨著能量轉(zhuǎn)化。微生物在對(duì)有機(jī)物質(zhì)的分解過(guò)程中,常釋放出一定的熱量,這些熱量能增加溫度,加速化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行,特別是引發(fā)了美拉德反應(yīng)，形成醬香風(fēng)味。2.6微生物的其他作用 微生物還可參與分解原料中一些難以利用的物質(zhì),例如:可將木質(zhì)素、單寧、果膠等物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化成多種微生物可直接利用的碳