李付麗，吳鑫穎，王曉丹，邱樹毅*

（1.貴州省發(fā)酵工程與生物制藥重點實驗室，貴州 貴陽 550025；2.貴州大學 化學與化工學院，貴州 貴陽 550025）

中國白酒有悠久的歷史、獨特的工藝，是世界六大蒸餾酒之一。白酒是以含淀粉的物質為原料，加入曲類、酒母為糖化發(fā)酵劑，經蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾、貯存、勾調而成的蒸餾酒。傳統(tǒng)白酒的生產，發(fā)酵作用依賴于自然環(huán)境中種類繁多的微生物，依靠曲坯和糟醅提供的營養(yǎng)條件，微生物間進行著彼消此長的生長繁殖，并進行著紛繁復雜的微生物代謝等各種生化演化[1]。

白酒產品中98%的成分是乙醇和水，其余約2%為微量香味物質[2]。由于這些微量的香味物質在白酒中的種類多少和相互比例的不同才使得白酒呈現出不同的風格和質量。根據香型，中國白酒主要可以分為濃香型、醬香型、清香型、米香型、鳳香型、藥香型、豉香型、芝麻香型、特型、兼香型、老白干香型和馥郁香型十二類[3-4]。

其中濃香型白酒是目前我國產量最大、消費面最廣也是研究最多的一類白酒。典型的濃香型白酒應具有的風格是窖香濃郁，綿甜爽洌，香味協調，尾凈味長。酯類是濃香型白酒中含量最多的芳香成分，大約占總量的60%。其中的己酸乙酯是構成濃香型白酒主體香的主要物質。除己酸乙酯外，含量較多的酯還有乙酸乙酯、乳酸乙酯和丁酸乙酯。除絕對含量外，幾種主要酯的比例對濃香型白酒的品質也有很大的影響。如己酸乙酯與乙酸乙酯的比例在1∶0.6～0.8，己酸乙酯與乳酸乙酯的比例在1∶0.5～0.6，己酸乙酯與丁酸乙酯的比例不大于1∶0.1。

由此可以看出，適量的主要香味物質和恰當的相互比例是生產優(yōu)等濃香型白酒的關鍵，而當前濃香型白酒生產中常出現白酒主體香味成分不突出，主體香味成分間的比例不恰當，個別微量香味成分偏高而導致優(yōu)質品率低的情況。據此，我國學者從20世紀50年代就開始對濃香型白酒生產中的微生物類群進行研究，并相繼提出人工老窖技術、強化大曲技術、香醅制備技術、酯化酶技術等技術應用于生產，以期提高濃香型白酒的出酒率和優(yōu)質品率。

1 濃香型白酒生產過程中的微生物研究

我國白酒產業(yè)由來已久，盡管對釀酒微生物研究在解放前就有了，但是對白酒微生物的集中研究卻是在新中國成立之后，特別是在20世紀80年代開展研究較為突出，這些研究促進了我國釀酒業(yè)的發(fā)展。中國微生物學會于1981年和1988年分別召開了全國酒曲微生物學術討論會，這是我國酒曲史上兩次盛會，對推動我國釀酒微生物研究和發(fā)展起了重要作用[5]。

隨著濃香型白酒產業(yè)的迅猛發(fā)展，濃香型白酒生產過程中微生物的研究也逐漸繁盛，對濃香型白酒酒曲的微生物研究主要集中在酒曲微生物的種類、數量、結構的分析；對窖泥中的微生物研究主要集中在窖泥功能微生物的研究和應用等；對濃香型白酒酒醅中的微生物研究主要集中在發(fā)酵過程中微生物群落演化規(guī)律以及其與物質變化的關系[6]。

1.1 濃香型白酒酒曲微生物研究

國內較多科研院所已對濃香型白酒酒曲微生物進行了大量研究，濃香型大曲為中溫大曲，其微生物主要分為霉菌、細菌及酵母3大類，其數量及分布與制曲環(huán)境、溫度密切相關，其間此消彼長的規(guī)律變化不一，但又呈現大致規(guī)律，具體見表1。

表1 濃香型白酒大曲微生物的研究Table 1 Research of Daqu microbes in Luzhou-flavor liquor

從表1可知，對濃香型白酒酒曲微生物研究，以往大部分的工作都集中在酒曲微生物的種類、數量結構的分析。近幾年來，不少學者也開始研究大曲培養(yǎng)過程中微生物變化規(guī)律、微生物群落多樣性、濃香型酒曲中酶系與菌系之間的關系和動態(tài)變化趨勢，這些已成為濃香型酒曲微生物研究的新方向。

1.2 濃香型白酒窖泥微生物研究

窖泥微生物的研究主要集中在功能微生物的種類、數量及比例方面的工作。

早在1964年茅臺試點就成功地分離出己酸菌[15]，隨后，內蒙古輕工所[16]也分離出了己酸菌，通過這些推斷出己酸菌濃度對窖泥微生物生態(tài)具有重要作用。最近熊俐等[17]不僅分離出己酸菌，而且通過誘變，使其產酸量大大提高。

1983年，中科院研究所從瀘州老窖窖泥中分離到了甲烷菌及甲烷氧化菌，認為甲烷菌與己酸菌共酵對產己酸有明顯增強效果[18]。王葳等[19]從濃香型老窖泥中分離篩選乳酸菌并進行鑒定，得到了3株不同的乳酸菌。

孫陳浪等[20]對窖泥中主要微生物進行分析研究，揭示了其生理特征，形態(tài)規(guī)律以及在窖泥中的功能，并進行純種培養(yǎng)，以此為基礎培養(yǎng)出了優(yōu)質液態(tài)窖泥。

我國在窖泥的微生物生態(tài)，特別是主要功能菌的分離純化，人工培育活性窖泥等方面已經取得了重大的成績。

1.3 濃香型白酒酒醅微生物研究

由于白酒酒醅入窖后需密閉發(fā)酵及其特殊的工藝特點，所以科研工作者在酒醅微生物方面所作的動態(tài)性研究相對較少。

施安輝等[21-22]的研究均發(fā)現，濃香型酒醅發(fā)酵過程中，微生物主要有細菌、酵母菌和霉菌。細菌和酵母菌數量相差不大，遠多于霉菌數量。細菌隨發(fā)窖期延長數量增加，總體變化不是很大，酵母菌繁殖很快，短期內便達到數量上的高峰，而霉菌入窖后數量變少[21-23]，以上這些研究并未對菌種做細致的分類鑒定。

2005年，董永勝等[24]從酒醅中分離到一株酵母菌，經馴化、篩選使其能在38℃發(fā)酵良好且耐酸耐高溫并應用于生產；2010年，姚惟琦等[25]從發(fā)酵酒醅中分離得到21株產乳酸菌株，其中16株為芽孢桿菌。

從20世紀中期起就有很多的酒廠和研究機構對濃香型大曲、窖泥、酒醅微生物進行分離鑒定，到90年代，這方面的研究到達高潮階段。近些年，關于白酒微生物的研究技術已經較為成熟，其中的優(yōu)勢菌種功能菌株，種類和數量結構等相關信息了解的也比較詳細了。但是發(fā)酵過程中微生物群落演化規(guī)律，其與物質變化的關系對發(fā)酵途徑及最終產物的生成有著怎樣重要的影響，微生物如何作用進而影響著白酒的質量還不清楚，值得進一步研究。

2 濃香型白酒微生物應用技術

2.1 濃香型白酒強化大曲技術

眾所周知，“曲乃酒之骨”，“好曲產好酒”[26]，在自然條件下如何培育出好曲已成眾多酒廠和科研院所研究的熱點之一，強化大曲應運而生。所謂強化大曲就是自然接種微生物和人工接種微生物相結合，將從生產濃香型大曲酒的曲藥及窖泥中篩選出酯化功能菌，加上一定比例的霉菌和酵母等優(yōu)良菌系，制成生香功能菌。一些酒廠對強化大曲微生物方面的研究及成果見表2。

表2 研究機構對濃香型強化大曲的研究成果Table 2 Research results of strengthen Luzhou-flavor Daqu by research institutes

從表2可知，各酒廠根據自身情況制作強化大曲，方法不太一致，但總體分為兩大類，一是將分離純化的菌種加入大曲中進行培曲，另外一種是將培養(yǎng)的菌種制備成菌懸液，在大曲培養(yǎng)過程中噴灑在大曲表層?？偟膩碚f，應用強化大曲技術后，曲藥菌絲生長密集，斷面整齊、色澤好，曲香味濃，酸度、糖化力、液化力、酯化力高于普通大曲，優(yōu)質酒率和出酒率提高。但是強化大曲在使用過程中也存在如實驗成本高；前期擴大培養(yǎng)的麩曲工藝繁瑣、菌種生理活性保質期短、不易保存和運輸；生產上未大范圍推廣等問題。因此，如何讓將強化大曲微生物技術應用于濃香型白酒生產以提高名優(yōu)白酒產量和質量的研究還需要進一步探索。

2.2 濃香型白酒人工老窖技術

在濃香型白酒生產中，窖泥是濃香型白酒典型風格形成的基礎，窖泥質量的優(yōu)劣對濃香型白酒的質量起著至關重要的作用，對此，國內已有相關機構和學者做了大量工作，并取得較好的成果。

唐松林[37]將己酸菌擴大培養(yǎng)，培養(yǎng)出的窖泥極優(yōu)，用于生產，一輪次酒平均優(yōu)質品率達12%，二、三輪次高達43%，基酒窖香濃郁、醇厚甘冽、回味悠長、余味凈爽。

黃芳[38]培養(yǎng)老窖泥中有益微生物，通過擴大培養(yǎng)后加入到人工窖泥配料中，很好地富集和培養(yǎng)了老窖泥中的功能菌，同時對厭氧功能菌進行純化，以加快窖泥老熟，老窖池底泥中分離出己酸菌、丁酸菌等功能菌菌種，用于產酒也可達到較好的要求。

江蘇洋河酒廠使用從老窖泥中分離出的優(yōu)良產酸菌株YH-LCI，改進人工窖泥配方，濃香型大曲酒的優(yōu)質品率提高了10%，對菌種培養(yǎng)基進行優(yōu)化試驗，改進人工窖泥配方，使新窖泥迅速老熟，逐步達到天然窖泥的效果[39]。此外，還有研究發(fā)現發(fā)現甲烷菌在老窯中具有一定數量，而且甲烷菌與己酸菌共酵對產己酸可能有明顯增強效果[16，40]。

現在，關于老窖窖泥中的功能菌種的分離和鑒定，以及利用功能菌種培養(yǎng)人工老窖窖泥已變得比較容易，通過人工窖泥改造和維護老窖泥的優(yōu)良性狀，提高白酒質量的研究也已經取得了重大成果[39-44]。關于人工老窖技術，除了有意識地控制有益菌的繁殖，還要防止窖池退化，才能真正達到人工老窖的標準。

2.3 濃香型白酒香醅制備技術

關于濃香型白酒香醅的制作方法多種多樣，有的就是普通酒醅（發(fā)酵時間3～5d），有的用延長發(fā)酵時間的酒醅（20～30d），有的用回窖發(fā)酵的大曲酒糟窖外發(fā)酵或直接利用扔糟串蒸[2]。

另外，瀘州老窖應用微生物技術成功地實現了香醅的窖外可控發(fā)酵[45]；河南伊川杜康酒有限公司以香醅為載體，加入超濃縮復合己酸菌液、紅曲酯化酶等材料，在生物酶的作用下，提高優(yōu)質品率，取得良好效果[46]。

濃香型白酒酒窖外發(fā)酵香醅的生產工藝技術，不是一個簡單的組合，而是應用現代微生物技術，將生香酯化發(fā)酵從大曲整體發(fā)酵過程中獨立出來，可人為控制酯化條件以強化生香發(fā)酵，實現生香發(fā)酵與酒精發(fā)酵的同步進行，通過蒸餾工藝又將酒精發(fā)酵為主體的酒醅與窖外制作的香醅有機地結合，才能保證名優(yōu)酒比率，并縮短發(fā)酵期。

2.4 濃香型白酒酯化酶生產技術

黃水是濃香型大曲酒發(fā)酵過程中產生的副產物，含有大量酸、酯和香味物質前體物質等，具有大量的潛在價值。而酯化酶技術就主要應用于黃水處理中，處理后制成的酯化液，經沉淀、脫色等酯化技術處理后的黃漿水酯化液用來直接勾兌白酒，可提高濃香型曲酒的優(yōu)質品率[47]。

甘肅瀧西渭水酒業(yè)引進酯化酶技術，合成酯化液的己酸乙酯含量以100mL酯香液中酯含量計：酯化10d生酯量為1 080mg，30d為2 370mg，60d為4 180mg，90d達到7 230mg水平[48]。利用運用酯化酶技術對黃水進行酯化，也取得了很好的效果[49-50]。

劉賓等[51]除了利用黃水外還添加了尾酒作為原料，采用酯化酶酶法制備酯化液，所得酯化液中己酸乙酯含量增加30倍左右。羅惠波等[52]應用酯化酶技術的基礎上還添加了耐高溫活性干酵母，黃水經酯化后，總酯含量上升，尤其己酸乙酯上升幅度更為明顯，達9倍。

山東蘭陵美酒利用酯化酶制劑生產黃水酯化液后，將黃水酯化液倒入底鍋中，串蒸香醅或將酯化液潑灑到香醅中蒸酒，酒質可以在原基礎上提高兩個檔次[53]。

酯化酶生物合成香酯液技術，在中國白酒走向生態(tài)化生產的今天用于白酒生產將是必然的趨勢。

3 結論與展望

多年來，國內大多科研院所、高等院校及相關酒廠都對微生物技術在濃香型白酒增香方面做了很多研究，成果頗豐。在應用功能微生物、強化大曲、人工老窖、香醅制備及酯化酶技術方面，很多酒廠和研究機構已做了大量實驗并應用到生產，收效甚好，如何更好的將微生物技術應用到實際生產中，提高白酒產量和質量上已受到很多學者青睞。如何提高濃香型白酒的主體香味物質含量，除了掌握現有的科研技術外，我們還需要做更多的努力，還有較多的工作需要去做：

（1）強化大曲方面的研究及應用，取得了較多的成果，應用效果也不錯，但是由于強化大曲投入大，時間長、成本高而不易大規(guī)模應用。使用強化大曲做發(fā)酵劑所生產出來的基酒，保持了濃香更加突出、綿甜的優(yōu)點，白酒的優(yōu)質品率及出酒率也得到了一定程度的彌補。根據濃香型白酒的質量特點，適時調整強化大曲的菌種種類和比例，但如何穩(wěn)定強化大曲的質量，穩(wěn)定濃香型白酒產量及質量需要進一步探索。

（2）人工老窖技術研究比較早而且技術方面也比較成熟，除了正常的工藝操作之外，如何做到“揚長避短”，保持有益菌的生長繁殖而抑制腐敗菌的增長，以達到自然人工老窖的整體要求，是一個需要不斷實踐的過程。總之，如何將人工老窖技術應用于生產并保持濃香型曲酒的典型風格，如何維持老窖中己酸菌高效活力，防治菌種衰退，需要綜合多方面技術才能做到。

（3）香醅液技術在濃香型曲酒生產中應用較多，取得良好結果。但如何更好的應用現代微生物技術，將生香酯化發(fā)酵從大曲整體發(fā)酵過程中獨立出來，人為控制酯化條件以強化生香發(fā)酵，對濃香型白酒產業(yè)來說非常重要。

（4）現在推廣使用的酯化酶技術中多使用固態(tài)法培養(yǎng)麩曲，雖然有很多優(yōu)勢，但是也存在一些問題。采用固態(tài)法培養(yǎng)酯化酶麩曲，得到的是粗酶制劑，其易霉變蟲蝕，不利于保存和運輸，生理活性物質保質期短，限制了其應用。另外，生產上存在酶活低、效果不穩(wěn)定等現象，亟需進一步研究并改進。

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