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濃香型白酒釀造微生物與風(fēng)味物質(zhì)組成的研究進(jìn)展

2020-05-15 13:35祝水蘭何家林歐陽(yáng)玲花周巾英
中國(guó)釀造 2020年4期
關(guān)鍵詞:濃香型大曲乙酯

羅 晶,祝水蘭,王 麗,何家林,歐陽(yáng)玲花,周巾英

(江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,江西 南昌 330200)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們對(duì)酒精飲品的關(guān)注度越來(lái)越高,同時(shí)酒精飲品也成為全球最為熱門(mén)的產(chǎn)品之一。根據(jù)地域不同,人們對(duì)酒精飲品的偏好也有所不同,如西方國(guó)家偏好葡萄酒和啤酒,而白酒卻深受中國(guó)大眾的喜愛(ài)。白酒作為中國(guó)最具有代表性的傳統(tǒng)發(fā)酵蒸餾酒,已有上百年的歷史,也是世界六大蒸餾酒之一[1]。安徽、貴州、河南、江蘇、山東、山西、四川等地是國(guó)內(nèi)白酒的主要釀造省份,其白酒生產(chǎn)量占白酒總產(chǎn)量的90%以上[2]。由于白酒生產(chǎn)企業(yè)的釀造原材料和釀造工藝不同,致使白酒在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)也有所不同,同時(shí)這些風(fēng)味物質(zhì)作為白酒典型特征的基礎(chǔ),以一定的比例共存于酒體中相互作用,形成不同香型和不同特點(diǎn)的白酒。根據(jù)風(fēng)味的不同,白酒主要可分為三大類(lèi):濃香型白酒、清香型白酒和醬香型白酒,其中濃香型白酒占白酒總產(chǎn)量的70%[2]。為了更全面了解濃香型白酒,對(duì)近年來(lái)濃香型白酒的釀造、微生物組成、風(fēng)味物質(zhì)形成、微生物及風(fēng)味物質(zhì)的鑒定方法的研究現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)分析,以期為今后濃香型白酒的規(guī)范化生產(chǎn)和管理、理論的研究與技術(shù)的開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。

1 釀造工藝

濃香型白酒的釀造工藝包括典型的天然固體發(fā)酵和蒸餾,其特點(diǎn)主要為多菌種參與固態(tài)發(fā)酵、曲的中高溫制備、分級(jí)取酒、使用陶罐或者不銹鋼罐體進(jìn)行儲(chǔ)存等,使其含有獨(dú)特的風(fēng)味特征,如窖香濃郁、口感柔和、尾凈余長(zhǎng)等[3]。釀造過(guò)程是在一個(gè)開(kāi)放式的環(huán)境中進(jìn)行,釀造的發(fā)酵底物主要是谷物,如高粱、玉米、大米、小米、糯米和小麥的混合物等,大曲則作為糖化的發(fā)酵物。濃香型白酒的釀造工藝如下[4]:

1.1 大曲的制作過(guò)程

大曲作為白酒固態(tài)發(fā)酵最為重要的動(dòng)力,其主要是以小麥為原料,通過(guò)自然接種、菌體培養(yǎng)發(fā)酵而形成的一種由多種物料、菌和酶為一體系的微生態(tài)制品[5],在可控的溫度和濕度條件下,經(jīng)歷機(jī)械粉碎、加壓等步驟形成類(lèi)似于板磚式樣的曲胚[6]。這些原料蛋白質(zhì)含量較高,加上在制曲過(guò)程中采取高溫措施,有利于蛋白質(zhì)分解轉(zhuǎn)化為氨基酸以及氨基酸的衍生物,一些含氮化合物、酚類(lèi)化合物等極微量成分同時(shí)產(chǎn)生,形成濃郁的曲香味。根據(jù)溫度的不同,大曲一般可分為以下幾類(lèi):高溫曲、中高溫曲、中溫曲和低溫曲。在濃香型白酒發(fā)酵過(guò)程中,大曲是微生物的主要來(lái)源,不僅含有較高的蛋白質(zhì),還富含淀粉和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),可為微生物提供水解發(fā)酵谷物中大分子的水解酶[7]。另外,大曲中的微生物主要有四大類(lèi):霉菌、酵母菌、細(xì)菌和放線菌等,為發(fā)酵和糖化提供條件,對(duì)濃香型白酒的風(fēng)味有著顯著的影響[8]。首先在低溫階段,大曲中的各種微生物均會(huì)急劇增殖,霉菌是該階段的主要微生物;隨后到高溫階段,氧氣和水分的含量減少,大多數(shù)霉菌、酵母菌、非嗜熱菌和需氧型細(xì)菌的數(shù)量減少,嗜熱型菌株成為優(yōu)勢(shì)菌群,如芽孢桿菌屬;在曲香味形成的階段,微生物利用大曲中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行生長(zhǎng)和代謝,同時(shí)微生物二級(jí)代謝物的產(chǎn)生和累積,形成許多風(fēng)味化合物的前體物質(zhì);在儲(chǔ)存階段,最高溫度可達(dá)60 ℃,微生物的含量減少[7]。大曲的制作過(guò)程如下:

1.2 谷物的發(fā)酵過(guò)程

濃香型白酒的生產(chǎn)過(guò)程是在厭氧條件下的泥漿坑中進(jìn)行糖化和酒精發(fā)酵[1]。根據(jù)原料作物的蛋白質(zhì)含量及成熟度對(duì)發(fā)酵原料進(jìn)行選擇;然后對(duì)發(fā)酵原料進(jìn)行混合和蒸煮,發(fā)酵原料經(jīng)碾磨粉碎后,與相關(guān)輔料按一定比例要求混合加入到需進(jìn)行蒸餾取酒的糟醅中,然后在同一容器中蒸煮并混合加熱,該過(guò)程必須小心控制熱量[9],先用慢火進(jìn)行酒蒸,然后加熱使原料凝膠化,確保釀酒原料的糊化[10]。待混合物冷卻后置于富含多種微生物的窖泥中發(fā)酵,整個(gè)發(fā)酵環(huán)境為兼性厭氧,并控制溫度在28~32 ℃。整個(gè)谷物發(fā)酵過(guò)程中會(huì)存在一些不可控因素影響谷物的發(fā)酵,如:發(fā)酵溫度、發(fā)酵環(huán)境的水分含量、谷物混合物中水/氧的比例、pH值、所加入的大曲劑量和一些較為特殊的微生物群落等[11],其中微生物在谷物原料轉(zhuǎn)化和風(fēng)味形成中起著重要作用。在每一代谷物發(fā)酵過(guò)程中,發(fā)酵谷物的重復(fù)使用也是濃香型白酒釀造的一個(gè)重要特征。通過(guò)揭示濃香型白酒的釀造機(jī)理,有助于穩(wěn)定和完善生產(chǎn)過(guò)程,提高產(chǎn)品質(zhì)量。

2 微生物組成

濃香型白酒中微生物菌群的多樣性影響著風(fēng)味化合物的形成[12],鑒定影響風(fēng)味化合物形成的微生物有助于理解風(fēng)味物質(zhì)的形成機(jī)制和改善濃香型白酒的特性。目前,濃香型白酒的釀造行業(yè)面臨諸多亟待解決的問(wèn)題,如釀造的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,對(duì)酒中風(fēng)味化合物的形成機(jī)制了解不透徹,釀酒的機(jī)械化程度低和釀造工藝的復(fù)雜性等[1],因此全面了解濃香型白酒釀造過(guò)程中微生物生態(tài)系統(tǒng)的群落組成及其優(yōu)勢(shì)菌群的功能顯得尤為重要。

在濃香型白酒的釀造過(guò)程中,大曲、糟醅(發(fā)酵谷物)、窖泥中的微生物能催化一系列復(fù)雜的生物化學(xué)反應(yīng),還會(huì)產(chǎn)生各種風(fēng)味物質(zhì)或其前體物質(zhì),并與醇類(lèi)、醛類(lèi)、酸類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)等其他芳香化學(xué)物質(zhì)相混合。微生物微生態(tài)系統(tǒng)對(duì)濃香型白酒的風(fēng)味、口感及品質(zhì)有較大的影響,探究濃香型白酒中的微生物多樣性能進(jìn)一步揭示微生物的組成和代謝對(duì)濃香型白酒風(fēng)味物質(zhì)的形成機(jī)制。

2.1 大曲中的微生物組成

大曲可提供濃香型白酒發(fā)酵的微生物菌株,研究發(fā)現(xiàn)大曲中的微生物組成主要有霉菌、酵母菌、細(xì)菌和放線菌等四大類(lèi)菌群[5]。霉菌主要分布在大曲表面,細(xì)菌富集在大曲核心區(qū)域,酵母雖然存在于大曲的各個(gè)位置,但其豐度較低。

大曲中霉菌的顏色可作為大曲質(zhì)量高低的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)對(duì)大曲在發(fā)酵過(guò)程中的糖化能力、酯化能力起著至關(guān)重要的作用。酒曲中霉菌的種類(lèi)主要有曲霉(Aspergillus)、根霉(Rhizopus)、毛霉(Mucor)、青霉(Penicillium)、紅曲霉(Monascus)等[13],根據(jù)其種類(lèi)的不同,代謝產(chǎn)物在大曲發(fā)酵過(guò)程中所發(fā)揮的作用也有所不同,如黑曲霉能產(chǎn)生α-淀粉酶、過(guò)氧化氫酶、纖維素酶、α-半乳糖苷酶、β-葡萄糖酶、糖化酶、葡萄糖氧化酶、β-葡萄糖苷酶等[5,14];麥芽糖酶、蛋白酶、酯化酶可通過(guò)紅曲酶的代謝所產(chǎn)生[15];根霉不僅產(chǎn)生糖化酶、液化酶(淀粉酶)能力強(qiáng),還能以最高轉(zhuǎn)化率的形式將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖[16];另外,霉菌在其生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中通過(guò)利用濃香型白酒的發(fā)酵底物來(lái)代謝產(chǎn)生一些呈香物質(zhì),對(duì)酒風(fēng)味物質(zhì)的形成也產(chǎn)生一定的影響,并且嗜熱真菌(Thermomyces)、嗜熱子囊菌(Thermoascus)、犁頭霉菌(Absidia)和地霉菌(Geotrichum)被確定為最常見(jiàn)的霉菌種類(lèi),但這些菌不能通過(guò)基于培養(yǎng)的方法分離。

酵母菌是釀酒過(guò)程中產(chǎn)生酒精所必需的,根據(jù)其功能的不同,主要有負(fù)責(zé)產(chǎn)乙醇的酵母,這類(lèi)酵母主要將葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇;還有與酯酶產(chǎn)生協(xié)同作用,將糖、醛、有機(jī)酸、鹽類(lèi)等物質(zhì)作為底物繼而合成酯類(lèi),形成濃香型白酒的特征風(fēng)味。此外,在濃香型白酒的大曲中,釀酒酵母是最主要的酵母菌,它可以分泌淀粉酶、酸性蛋白酶和β-葡萄糖苷酶,有利于淀粉的降解以及后期的酒精發(fā)酵[17-20]。酵母菌所分泌出來(lái)的胞外酶作用于發(fā)酵底物來(lái)產(chǎn)生一系列的酶促反應(yīng),進(jìn)而使產(chǎn)物之間發(fā)生復(fù)雜的反應(yīng),如氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、脫水反應(yīng)、水解反應(yīng)等,最終形成不同風(fēng)味的酒。研究者發(fā)現(xiàn)Wickerhamomyces可產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外的葡萄糖苷水解酶、阿拉伯糖苷酶和木糖苷酶[21],這些酶在濃香型白酒的葡萄酒香氣的形成過(guò)程中非常重要。

然而就大曲的細(xì)菌多樣性而言,目前能檢測(cè)到的主要為芽孢桿菌屬(Bacillus),運(yùn)用培養(yǎng)依賴性和不依賴性的培養(yǎng)方式對(duì)芽孢桿菌(Bacillus)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)內(nèi)生地衣芽孢桿菌(B.licheniformis)是最為常見(jiàn)的芽孢桿菌屬,且B.licheniformis可以分泌淀粉酶、蛋白酶和一些風(fēng)味化合物的前體物質(zhì)等[22-24]。

濃香型白酒中的大多數(shù)放線菌都是有益微生物,該菌對(duì)纖維素有著非常強(qiáng)的分解能力,也是許多酶、抗生素和維生素等物質(zhì)的來(lái)源。在濃香型白酒中,嗜熱放線菌(Thermoactinomyces)為主要的放線菌,也是大曲中的優(yōu)勢(shì)菌[25-26]。但迄今對(duì)放線菌的研究還是主要以菌株的篩選和鑒定為主,同時(shí)探索放線菌對(duì)產(chǎn)酸產(chǎn)酯和環(huán)境pH值的影響[27]。

2.2 窖泥中的微生物組成

濃香型白酒的釀造通常是在地下泥坑中發(fā)酵谷物來(lái)進(jìn)行,會(huì)在地下的窖坑內(nèi)壁覆蓋上窖泥,以維持濃香型白酒發(fā)酵所需的微生物多樣性。窖泥中微生物的種類(lèi)和數(shù)量、微生物種群間的相互作用及微生物代謝產(chǎn)物的多樣性對(duì)濃香型白酒的品質(zhì)產(chǎn)生重要影響,并且窖泥為微生物的生長(zhǎng)和代謝提供了一個(gè)較為良好的棲息環(huán)境,對(duì)后期酒的風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生非常重要。窖泥中的微生物主要以厭氧為主,主要為甲烷菌、梭狀芽孢桿菌、乳酸菌、硫酸鹽還原菌、硝酸鹽還原菌和厭氧異氧菌等,并且通過(guò)厭氧培養(yǎng)的方式對(duì)窖泥中的微生物進(jìn)行分離鑒定,得到芽孢桿菌屬、芽孢乳酸桿菌屬、分岐桿菌屬、假單胞菌屬、微桿菌屬、棒狀桿菌屬、黃桿菌屬、梭菌屬等8個(gè)菌屬的細(xì)菌,且這些微生物大多數(shù)為兼性厭氧細(xì)菌。隨著試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展,通過(guò)采用不同的微生物特異性引物對(duì)瀘州老窖窖泥中的細(xì)菌、真菌和古細(xì)菌的微生物群落多樣性進(jìn)行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)窖泥中的古細(xì)菌主要是廣古細(xì)菌門(mén)中的甲烷菌,如甲烷短桿菌(Methano brevibacter)、甲烷囊菌(Methano culleus)及甲烷桿菌(Methano bacterium)等;細(xì)菌則主要為厚壁菌門(mén)(Firmicutes)中的梭菌目(Clostridiales)、乳桿菌目(Lactobacillales)及芽孢桿菌目(Bacillales),并且子囊菌亞門(mén)酵母菌目(Saccharomycetaceae)為優(yōu)勢(shì)菌目[28]。此外,梭菌屬被確認(rèn)為窖泥中微生物群落中的核心屬之一,梭菌屬分別占30年和300年窖泥微生物總量的0.4%和2.7%[29-31]。通過(guò)分析窖泥的梭狀桿菌(Clostridium)的多樣性發(fā)現(xiàn)拉氏梭菌(C.ragsdalei)、揚(yáng)氏梭菌(C.ljungdahlii)、產(chǎn)乙醇梭菌(C.autoethanogenum)和科氏梭菌(C.kluyveri)是優(yōu)勢(shì)菌[32]。此外,窖泥中還發(fā)現(xiàn)了一些常見(jiàn)細(xì)菌種類(lèi),如變形菌(Proteobacteria)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、擬桿菌(Bacteroidetes)、Petrimonas、普氏菌(Prevotella)、綠彎菌(Chloroflexi)、放線菌(Actinobacteria)、紅球菌(Rhodococcus)、微桿菌(Microbacterium)、不動(dòng)桿菌(Acinetobacter)、互養(yǎng)菌(Synergistetes)、交替赤細(xì)菌(Altererythrobacter)和胺小桿菌(Aminobacterium)等[33]。

2.3 糟醅中的微生物組成

糟醅中的微生物組成(也稱(chēng)之為發(fā)酵谷物中的微生物)有助于濃香型白酒風(fēng)味的形成,也就是說(shuō)濃香型白酒的風(fēng)味形成與糟醅中微生物群落的演變構(gòu)成直接關(guān)系。實(shí)質(zhì)上,濃香型白酒的發(fā)酵過(guò)程主要是微生物間的共同發(fā)酵,通過(guò)互相協(xié)調(diào)和抑制來(lái)實(shí)現(xiàn)釀造過(guò)程中的微生物動(dòng)態(tài)平衡。糟醅中的微生物(乳桿菌(Lactobacillaceae)和醋酸桿菌(Acetobacteraceae))通過(guò)發(fā)酵來(lái)產(chǎn)生各種風(fēng)味化合物及其前體物質(zhì),如己酸、乳酸、丁酸等,并且后期研究還發(fā)現(xiàn)耐酸乳桿菌(Lactobacillus acetotolerans)也是糟醅中主要的微生物[34-35]。劉念等[36]通過(guò)對(duì)酒醅中真菌群落的演替進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)糟醅中主要存在5種主要優(yōu)勢(shì)真菌菌屬:酵母屬、伊薩酵母屬、假絲酵母屬、漢遜酵母屬和曲霉屬,并且不同位置的糟醅其微生物組成的豐富度也不同,上層糟醅的微生物組成豐富度比下層糟醅微生物組成的豐富度要高。隨著研究的不斷深入,還發(fā)現(xiàn)糟醅中存在歐文氏菌(Erwinia)、公崎桿菌(Kozakia)、葡萄球菌(Staphylococcus)、顆粒鏈菌(Granulicatella)、節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)、細(xì)桿菌(Microbac terium)、希瓦氏菌(Shewanella)、芽孢乳桿菌(Sporolactobacillus)、高溫放線菌(Thermoactinomyces)、Desmospora、產(chǎn)堿桿菌(Alcaligenes)、葡糖醋桿菌(Gluconacetobacter)、普氏菌(Prevotella)和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌(Sedimentibacter)等真菌[33]。此外,地區(qū)間生態(tài)環(huán)境的不同對(duì)糟醅微生物多樣性也有一定的影響,其中乳桿菌(Lactobacillus)和芽孢桿菌(Bacillus)為糟醅中的優(yōu)勢(shì)菌[37]。以上研究結(jié)果均表明,糟醅中微生物多樣性具有一定的差異性,并且這種差異性還會(huì)隨著發(fā)酵的程度不斷演變。

3 風(fēng)味物質(zhì)

濃香型白酒中主要的香味成分為有機(jī)酸、酯類(lèi)、高級(jí)醇和羰基化合物等,這些香味成分的種類(lèi)和數(shù)量均有所不同。其中酯類(lèi)主要以己酸乙酯為主,該類(lèi)物質(zhì)對(duì)提高濃香型白酒的質(zhì)量非常重要,另外還有乳酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯等在濃香型白酒的風(fēng)味組成也起著重要作用。近期研究表明,濃香型白酒的風(fēng)味是通過(guò)發(fā)酵的生態(tài)微生物系統(tǒng)中微生物之間的協(xié)同作用所得,且發(fā)現(xiàn)含有超過(guò)1 300種風(fēng)味成分[38]。在20世紀(jì)60年代,梭菌屬(Clostridium)是濃香型白酒微生態(tài)系統(tǒng)中風(fēng)味化合物形成的主要微生物,該菌具有多種代謝活動(dòng),可以將淀粉、蛋白質(zhì)和嘌呤等物質(zhì)轉(zhuǎn)化成有機(jī)酸(乙酸、丁酸和己酸)、醇類(lèi)、二氧化碳和氫氣等[39]。除此之外,Clostridium還可以通過(guò)利用碳水化合物來(lái)產(chǎn)生有機(jī)酸和醇類(lèi)的混合物[40]。香味的形成主要是通過(guò)濃香型白酒的發(fā)酵、蒸餾和陳釀,其中最重要的環(huán)節(jié)則是在發(fā)酵過(guò)程中,窖池和酒曲微生物及酶的作用下,原料被分解、微生物通過(guò)生命活動(dòng)產(chǎn)生代謝產(chǎn)物以及代謝產(chǎn)物之間的轉(zhuǎn)化,均能形成較為特殊的香氣成分。在濃香型白酒產(chǎn)香的過(guò)程中,揚(yáng)氏梭菌(C.ljungdahlii)能夠?qū)⒍趸己蜌錃夤餐x為乙酸和乙醇[41]。徐占成等[42]通過(guò)運(yùn)用全二維氣相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜(two-dimensional gas chromatography-timeofflightmassspectrometry,GC×GC-TOFMS)技術(shù)研究發(fā)現(xiàn),濃香型白酒(劍南春)中含有許多的萜烯類(lèi)化合物,這些物質(zhì)在植物體內(nèi)的含量較多,主要是金合歡烯、古蕓烯、香橙烯、香檸檬烯、雪松烯、蛇床烯、羅漢柏烯、欖香烯、杜松烯,它們?cè)谙銡庑纬芍械淖饔檬欠浅V匾模⑶沂蔷哂休^強(qiáng)的香氣和特殊功效的生物活性物質(zhì)。范文來(lái)等[43]還通過(guò)運(yùn)用頂空固相微萃?。╤eadspace-solid phase microextraction,HS-SPME)和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)技術(shù),分析濃香型白酒中的微量揮發(fā)性成分發(fā)現(xiàn),在濃香型白酒的香味組成中以酯類(lèi)(78種)、芳香族化合物(26種)、醇類(lèi)(18種)、羰基化合物類(lèi)(13種)、酸類(lèi)(11種)為主,還有酚類(lèi)化合物(7種)、呋喃類(lèi)化合物(7種)、硫化物(6種)、內(nèi)酯類(lèi)化合物(5種)、吡嗪類(lèi)化合物(3種)和吲哚類(lèi)化合物(2種)等。隨著研究的不斷深入,對(duì)濃香型白酒的香味物質(zhì)理解更加全面,研究者們逐漸發(fā)現(xiàn)己酸乙酯和乳酸乙酯的含量對(duì)濃香型白酒品質(zhì)非常重要,由于乳酸菌在釀造發(fā)酵過(guò)程中數(shù)量會(huì)增多,因而產(chǎn)生更多的乳酸,之后形成更多的乳酸乙酯,致使乳酸乙酯和己酸乙酯的比例失調(diào),造成濃香型白酒的香味略帶酸澀味,品質(zhì)下降,因此在工藝化生產(chǎn)中“增己降乳”則顯得迫在眉睫,主要是通過(guò)科學(xué)合理地增加己酸乙酯的含量,并同時(shí)降低乳酸乙酯的含量,使二者在酒體中的含量比例較為協(xié)調(diào),以提高濃香型白酒的品質(zhì)[44]。

4 風(fēng)味物質(zhì)及微生物組成的鑒定方法

4.1 風(fēng)味物質(zhì)的鑒定

在濃香型白酒的研究過(guò)程中,最初僅僅只是運(yùn)用常規(guī)的化學(xué)分析方法來(lái)分析酒中總酸、總酯和總?cè)┑暮?,后面隨著技術(shù)的發(fā)展?jié)u漸使用薄層色譜法和柱層色譜法來(lái)分析酒中有機(jī)酸的含量[45]。再到后來(lái)技術(shù)設(shè)備的不斷更新?lián)Q代,GC-MS、多維氣相色譜-質(zhì)譜(multidimensional gas chromatography-massspectrometry,MDGC-MS)和氣相色譜-聞香(gas chromatography-olfactometry,GC-O)等方法在白酒成分剖析中得到廣泛的應(yīng)用。范文來(lái)等[46]則通過(guò)運(yùn)用浸入式固相微萃取(immersion solid phase microextraction,DI-SPME)技術(shù)來(lái)分析濃香型白酒中的香味成分發(fā)現(xiàn)其中酯的含量高達(dá)91%。隨后,該團(tuán)隊(duì)又通過(guò)運(yùn)用HS-SPME技術(shù)分析得出濃香型白酒中的主要揮發(fā)性香味化合物為己酸乙酯、己酸、辛酸乙酯、丁酸、乙酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸乙酯等[47]??偟膩?lái)說(shuō),在白酒的提取方法和鑒定方法中,主要還是采用HS-SPME、DI-SPME、液液萃?。╨iquid-liquid extraction,LLE)等方法來(lái)提取,通過(guò)GC-MS、MDGC-MS和GC-O來(lái)鑒定揮發(fā)性的香味成分。

4.2 微生物組成的鑒定

在濃香型白酒微生物組成結(jié)構(gòu)的鑒定方法中,主要還是傳統(tǒng)可培養(yǎng)技術(shù)、磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid analysis,PLFA)技術(shù)、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-變性梯度凝膠電泳(ploymerase chain reaction-denaturing gredient gel electrophoresis,PCR-DGGE)技術(shù)、單鏈構(gòu)象多態(tài)性(single strand conformation polymorphism,SSCP)技術(shù)、核糖體核糖核酸(ribosomal robonucleic acid,rRNA)基因克隆文庫(kù)技術(shù)、實(shí)時(shí)熒光PCR技術(shù)、高通量測(cè)序技術(shù)等。最早通過(guò)運(yùn)用傳統(tǒng)可培養(yǎng)的方法來(lái)鑒定環(huán)境微生物的菌群結(jié)構(gòu)和多樣性,該技術(shù)雖是探究微生物某些生理生化特性的必須方法,但由于該技術(shù)較為費(fèi)時(shí)費(fèi)力且運(yùn)用范圍有限,不太適用于專(zhuān)性厭氧微生物的培養(yǎng),因此該技術(shù)在濃香型白酒中的微生物菌群多樣性研究中運(yùn)用較少,探索新的檢測(cè)方法來(lái)鑒定釀造過(guò)程中各階段微生物的組成就顯得尤為重要。PLFA方法研究微生物組成結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于能夠非??旖莸蔫b定出微生物的組成,可靠性高、操作簡(jiǎn)單、重現(xiàn)性好,可以探究濃香型白酒釀造過(guò)程中窖泥中的微生物結(jié)構(gòu)組成[28]。另外,通過(guò)PCR-DGGE技術(shù)來(lái)分析高溫大曲和中高溫大曲中的微生物結(jié)構(gòu)組成,該方法解決了傳統(tǒng)方法無(wú)法鑒定的一些細(xì)菌種屬[48],甄攀[49]還通過(guò)利用該技術(shù)探究了不同窖齡的窖泥中細(xì)菌的豐度、多樣性和相似性,鑒定了優(yōu)勢(shì)微生物的種類(lèi)。研究者還通過(guò)利用PCR-SSCP技術(shù)來(lái)探究不同窖齡的窖泥中細(xì)菌與古細(xì)菌的結(jié)構(gòu)組成[49]。rRNA基因克隆文庫(kù)技術(shù)運(yùn)用范圍更大,可通過(guò)已知菌種的核糖體脫氧核糖核酸(ribosomaldeoxyribonucleicacid,rDNA)基因序列來(lái)鑒定未知微生物的種屬,大多數(shù)運(yùn)用在多環(huán)境的發(fā)酵體系中探究微生物的結(jié)構(gòu)組成和多樣性,如窖泥、大曲、酒醅中[28]。高通量測(cè)序技術(shù)也是在濃香型白酒的微生物組成結(jié)構(gòu)中運(yùn)用最為廣泛的生物技術(shù)之一,通過(guò)對(duì)16S rDNA的序列進(jìn)行相似度進(jìn)行分析,鑒定出了濃香型白酒中的幾種梭菌屬,如煎盤(pán)梭菌(C.sartagoforme)、科氏梭菌(C.kluyveri)、揚(yáng)氏梭菌(C.ljungdahlii)、柱胞梭菌(C.cylindrosporum)和產(chǎn)氣莢膜梭菌(C.perfringens)[33]。研究者還采用高通量測(cè)序技術(shù)來(lái)剖析濃香型白酒中不同發(fā)酵時(shí)間的糟醅中微生物的多樣性[50]。

對(duì)目前濃香型白酒的研究趨勢(shì)來(lái)觀察,不難發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的分析鑒定方法已從最初始的分離培養(yǎng)向運(yùn)用分子生物學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)變,通過(guò)現(xiàn)代分子生物學(xué)的研究方法來(lái)更快、更準(zhǔn)地鑒定濃香型白酒中微生物的多樣性,為深入探究濃香型白酒釀造過(guò)程中的微生物組成結(jié)構(gòu)的挖掘提供了一個(gè)非常重要的研究方向。

5 總結(jié)與展望

濃香型白酒主要是通過(guò)釀造過(guò)程中各種微生物的相互作用來(lái)產(chǎn)生香味成分,從而具備窖香濃郁,口感柔和,尾凈余長(zhǎng)等特點(diǎn)。本文主要從濃香型白酒的釀造工藝、微生物的組成、香味物質(zhì)的形成和鑒定方法進(jìn)行總結(jié)分析,旨在為改善釀造工藝提供理論基礎(chǔ),有助于加速濃香型白酒質(zhì)量與穩(wěn)定性的提高。

微生物在濃香型白酒的整個(gè)呈香過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用,如多種有機(jī)酸、酶的產(chǎn)生,因此可通過(guò)菌株的分離純化,使得酒中一些功能性微生物成為工廠生產(chǎn)的潛在資源,為經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)提供動(dòng)力。此外,微生物之間是如何相互影響,尤其是功能菌群之間的相互作用機(jī)制,又是通過(guò)何種代謝活動(dòng)來(lái)產(chǎn)生濃香型白酒中的風(fēng)味化合物,這些機(jī)制目前還尚不清楚,值得今后繼續(xù)探究。隨著研究的不斷深入,將微生物學(xué)、分子生物學(xué)和生物信息學(xué)等技術(shù)結(jié)合起來(lái),更為全面地去探究濃香型白酒中的微生物組成及其功能特點(diǎn),揭示微生物的代謝活動(dòng)機(jī)制和香味物質(zhì)形成機(jī)制,同時(shí)豐富微生物功能菌株的資源庫(kù),對(duì)深入探究微生物的組成與風(fēng)味物質(zhì)形成之間的關(guān)系奠定基礎(chǔ)。

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