陈继良

 (湖北工业大学生物工程与食品学院 湖北  武汉 430000)

白酒在中国有着悠久的酿造历史， 一直以来深受大众的喜爱 。 白酒的酿造通常采用的原料富含淀粉， 可以通过酒曲将微生物带入料中， 进行一系列的发酵（这些发酵包括液态发酵， 半固态发酵与固态发酵）， 然后蒸馏这些经过发酵的原料， 得到大量乙醇及其他各种风味物质混合的原酒， 再通过贮藏勾调得到风味独特的适合大众口味的白酒。

功能菌通常指的是在白酒酿造过程中能够自身直接产生或者间接产生对白酒风味有利作用的微生物 。 白酒酿造是一个多菌共存的环境， 各种微生物为了提高自 身的竞争能力， 会向环境中释放自 身的代谢产物， 抑制其他微生物的生长代谢或者使其他的微生物无法利用该物质从而提高自 身竞争力，当这些代谢物的量达到一定的量， 原料消耗到一定程度， 各种微生物的生长就保持相对的数量上的稳定，代谢几乎停止，风味物质基本上成型。 不同的微生物菌落构成，就会导致风味物质生产发生差异，这也就造就了各种不同香型的白酒。

这些用于酿造的原料、酒曲类型、酿造工艺及生产环境等因素对于白酒的品质风味起着至关重要的影响 ， 影响着不同功能菌的生长代谢， 形成特殊的菌落环境，从而形成了独具风格的白酒。浓香型白酒以己酸乙酯作为主体香 ， 具有“醇香浓郁、甘冽清爽、回味悠久”的特点， 是中国传统典型的白酒香型之一。 浓香型白酒的功能菌主要有细菌、酵母、霉菌与放线菌这四大类，目前，有两大利用功能菌的方式来达到提升酒体品质的目的， 分别是在酿造过程中将功能菌加入到入窖前的酒醅中与利用功能菌改善反复利用的人工窖泥两种。 本文将从四种主要的功能菌的功能特性研究及在浓香型白酒酿造中的应用两方面进行总结， 旨在为更好地将功能菌在浓香型白酒中应用提供参考。

1 细菌在浓香型白酒酿造中的研究

浓香型白酒的香味成分主要提供者是细菌， 而且多数是芽孢杆菌，有些风味成分能够单菌产生，有些风味成分是多菌协作的结果。 浓香型白酒中的主体风味成分己酸乙酯的合成前体物质己酸， 主要由己酸菌产生 ，与其他微生物产生的乙醇在酶的作用下发生酯化反应生成己酸乙酯。 除了一些细菌能够产生各种有机酸为各种酯的合成提供前体物质， 也有一些能够产生用于酯化反应的另一种前体物质醇类，杜礼泉等 在浓香型白酒窖泥中发现了能够产生正丁醇的梭状芽孢杆菌； 也有一些能够酯化醇与有机酸， 生成独具风味的酯类， 黄丹等 在浓香型大曲中分离得到了酯化能力达 18.26U/mL 的血红鞘氨醇单胞菌。 陈晓旭等 在浓香型大曲中分离枯草芽孢杆菌能够产生苯甲醛、愈创木酚与吡嗪类风味物质，该菌具有 11.756g/g·h 的高液化能力。

细菌在浓香白酒中除了产生风味物质外， 还能够产生某些酶， 如淀粉酶、糖化酶、纤维素酶类与蛋白酶等  ， 能够促进自 身及其他微生物在酒醅中的生长繁殖代谢。 曹敬华  对细菌的产香机制展开研究，发现在细菌能够产生一些胞外酶，有促进美拉德反应发生的作用，利于产香。 赵东等在浓香型大曲中分离出一株能够高产淀粉酶和液化酶的细菌， 该菌能够生长在宽泛酸碱度与温度的环境中。

2 酵母在浓香型白酒酿造中的研究

占白酒含量一半以上的物质是水与乙醇， 其中乙醇的主要贡献菌是产酒精的酵母菌， 乙醇自 身具有香味， 也能够用于合成其他各种酯类， 如乳酸乙酯、丁酸乙酯与己酸乙酯等，为了提高浓香型白酒的风味物质的丰富度。 边名鸿等 从泸州的酒曲中筛选到酿酒酵母 Y-18， 将其按照 3.6∶ 1 与根霉混配用于小曲酒的生产，得到了高产量的酒。为了使酵母拥有更好的乙醇能力、耐酒精能力与稳定性， 酵母的筛选与驯化一直在进行， 不断有新的从自 然环境或者原料分离得到的酵母被报道出来， 也不断有好的驯化成果被报道，推动了酿酒酵母的发展。

3 在浓香型白酒酿造霉菌

中的研究霉菌的作用主要有三个， 第一个作用是产生各种水解酶， 将酒醅中的淀粉、纤维素、蛋白质等大分子物质降解容易被吸收利用的还原糖、多肽、氨基酸等小分子物质，这样可以加速其他菌的生长， 这也是发酵前期酒醅糖化过程主要起作用的菌 。

第二个作用是在浓香型白酒酿造过程中产生风味物质， 或者促进风味物质在浓香型白酒酿造过程中形成， 王晓丹等 在浓香型大曲中筛选得到一株紫色红曲霉(Monascus purpureus)FBKL3.0018， 其产生的酯化酶粗酶的酯化力达到了 236mg/g·100h， 糖化力 892mg/g·100h，液化力 1.1mg/g·100h， 蛋白水解力 50000mg/100h， 能够促进己酸乙酯的催化合成。罗惠波等 在曲中分离得到一株产香能力强的霉菌Njsys45，其代谢产物总酯占总的代谢产物的 0.14%。

第三个作用是一些霉菌能够分泌一些抑菌物质，如青霉能够产生抗生素，能够适当的控制其他菌的生长，保证各菌的数量代谢在合理范围，保证了各风味物质的浓度比例在一个大众普遍可接受的一个范围 。

4 放线菌在浓香型白酒酿造中的研究

放线菌在白酒方面的研究相对于细菌霉菌酵母来说较少， 但放线菌对浓香型白酒的风味形成的重要贡献不可忽视， 放线菌自 身也是可以产生丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯和醇类等呈香物质。 有报道显示， 放线菌产生的一些抗生素能够抑制其他微生物生长、代谢， 对产香的芽孢杆菌起到了调控作用，防止其过渡地生长繁殖代谢， 间接地影响了浓香型白酒的风味组成。在一些研究中发现，放线菌普遍存在于酒曲和窖池之中，能够一定量分泌纤维素酶、蛋白酶与淀粉酶， 通过水解一些不易吸收利用的大分子物质，促进其他菌的生长繁殖；也能分泌一些抑制物，特别是针对细菌的抑制物抗生素，保持微生物的种类数量相对稳定，起到了维护窖池环境的作用 。王涛等  利用气相色谱与质谱联用分析 123 株放线菌在浓香型白酒酿造过程中主要的挥发性产物， 这些来源不同的菌株产生的挥发性物质类型各不相同， 发现能够产生除乙醇以外的酯类代谢物的菌株多达 50 株，醛类代谢产物 11 株，酮类代谢物 10 株，醇 类 的 50 株 ， 分别 占 40.65% 、8.94% 、8.13% 与43.90%。 郭威等  通过研究放线菌在浓香型白酒的特性，发现该菌可以产生黑色素，具有促进己酸菌产己酸的作用。

5 功能菌在浓香型白酒酿造过程中的应用

5.1 将功能菌加入到入窖前的酒醅中

浓香型白酒以己酸乙酯作为主体香， 己酸乙酯的合成前体物质是乙醇与己酸， 乙醇与己酸在酯化酶的作用下生成己酸乙酯  。 己酸主要由己酸菌所产生，但是己酸菌产己酸受到许多因素的影响， 除了生产的原料工艺外，还受到其他微生物的调控， 如放线菌产生的黑色素。 姚万春等扩培在老窖泥中筛选的己酸菌添加到浓香型白酒酿造过程中酒醅中，再适当补充母糟、乙酸钠、老窖泥等物质， 酒体中的己酸乙酯得到小幅度的提升。在酿造过程中，仅仅添加己酸菌的提升极为有限， 己酸的形成是受到多因素的影响的， 其中菌株所处的环境对其有重要的影响。 周新虎等 将筛选的 2 株细菌、2 株酵母与 8 株霉菌制备成功能菌菌液、 强化曲等方式运用在浓香型白酒生产当中， 得到了感官品评与骨架成分均表现良好的高品质白酒。

5.2 利用功能菌改善窖泥

除了酒曲能够为浓香型白酒的的酿造提高大量功能菌外，窖泥也是能够提供重要功能菌来源，酒质很大程度上受到窖泥的状态影响， 人工窖泥在多次利用不额外的加以维护的话， 往往会呈现一些老化退化的现象，酒质出现下降的现象  。 人工窖泥稳定性不如老窖泥，被多次利用容易改变窖泥的状态，白酒酿造过程中，酒醅中携带大量酒曲中的微生物，对于窖泥中的微生物会产生重大的影响， 原料本身也会偏向于适宜哪种功能菌的菌生长繁殖， 多次酿造之后，一些不利变异的功能菌也会积累，会导致某些竞争优势小的功能菌数量更低， 导致酒体品质随着窖泥使用次数增多而下降。 杜礼泉等 研究认为人工窖泥往往会因为调节 pH 的微生物随着窖泥使用次数增多时间延长变得缺乏，进而出现退化现象，可以通过往窖泥添加功能菌菌液来维护窖泥的状态，从而维持提高基酒的品质。 姚万春等 在其前面的基础上进行改善， 模拟功能菌在老窖泥中的生长环境，在老窖泥中添加合适的新窖泥，适量补充各种营养物质以及辅料，使得功能菌拥有一个更好的生长、代谢与繁殖的环境， 酿造结束后酒体中的己酸乙酯含量高于前面直接添加己酸菌的方式， 浓香型白酒的品质也得到了一定程度的提升。 陈翔等在额外添加己酸菌到酒醅的基础上加以改进， 另外添加了细菌、霉菌与酵母菌，扩大培养制备成的多菌混合的功能菌液，添加到生产用到的窖泥当中，出酒率与优质酒率均得到了显著的提高。

6 总结与展望

目前对于浓香型白酒酿造中微生物的研究方式主要是将酒醅中菌株分离鉴定， 通过研究各个模式菌株的生长繁殖代谢特征， 从而得到微生物菌落构成与风味物质的形成关系。 借助对于单菌落的研究将其优点通过选择适宜的时机添加适宜的量运用于生产中，从而达到提升酒体品质的目的。 但是，由于浓香型白酒酿造过程处于一个相对开放的环境， 酒醅中的各种微生物之间相互作用， 难以外源添加几种菌达到目的，需要结合微生物之间的作用关系，通过调整原料、 酒曲外的种类比例和生产工艺来调整微生物之间的作用关系， 并且从入窖的酒醅与使用的窖泥一起调整改善，进而提升浓香型白酒的品质。

放线菌的研究主要集中抗生素的生产中， 在浓香型白酒的作用甚少， 大部分研究停留在检测到放线菌的状态， 放线菌在白酒酿造生产中也绝不是可有可无的微生物。随着新的研究方法到来，放线菌在浓香型白酒中所扮演的角色将会进一步明了。目前，放线菌在浓香型白酒中的作用需要继续研究。