多種微生物共存下的空間位阻效應(yīng)——固態(tài)法白酒風(fēng)味豐富性及其與液態(tài)法白酒風(fēng)味差異的原因分析

王旭亮，陳　耀，李　紅，王德良，王異靜，張五九（.中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)研究院，北京0005；.煙臺(tái)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東煙臺(tái)64005）

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多種微生物共存下的空間位阻效應(yīng)——固態(tài)法白酒風(fēng)味豐富性及其與液態(tài)法白酒風(fēng)味差異的原因分析

王旭亮1，陳耀2，李紅1，王德良1，王異靜1，張五九1
（1.中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)研究院，北京100015；2.煙臺(tái)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東煙臺(tái)264005）

摘要：解析固態(tài)法白酒風(fēng)味豐富性產(chǎn)生的原因?qū)虘B(tài)法白酒、液態(tài)法白酒的創(chuàng)新發(fā)展均具有重要意義。在查閱國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，首先對(duì)固態(tài)法白酒風(fēng)味豐富性、固態(tài)法白酒與液態(tài)法白酒風(fēng)味差異性以及風(fēng)味豐富性對(duì)中國(guó)白酒重要性進(jìn)行了總結(jié)；其次對(duì)白酒發(fā)酵過程微生物的多樣性進(jìn)行了綜述；再次從傳統(tǒng)固態(tài)法白酒的特征方面，論述了固態(tài)法白酒發(fā)酵過程中存在的空間位阻效應(yīng)，并分析了其對(duì)白酒微生物多樣性、發(fā)酵體系復(fù)雜性及白酒風(fēng)味豐富性的作用；最后在此基礎(chǔ)上提出了多種微生物共存下的空間位阻效應(yīng)理論，以為固態(tài)發(fā)酵法白酒風(fēng)味豐富性及其與液態(tài)發(fā)酵法白酒風(fēng)味差異性的原因提供理論支持。

關(guān)鍵詞：發(fā)酵工程；白酒；風(fēng)味豐富性；空間位阻效應(yīng)；固態(tài)法白酒；液態(tài)法白酒；微生物多樣性

優(yōu)先數(shù)字出版時(shí)間：2015-12-02；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20151202.0947.001.html。

白酒是以糧谷為主要原料，以大曲、小曲或麩曲及酒母等為糖化發(fā)酵劑，經(jīng)蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾而制成的飲料酒。依據(jù)《GB/T 17204—2008飲料酒分類》，白酒按生產(chǎn)工藝分為固態(tài)法白酒、液態(tài)法白酒和固液法白酒。其定義分別為：固態(tài)法白酒指以糧谷為原料，采用固態(tài)（或半固態(tài)）糖化、發(fā)酵、蒸餾，經(jīng)陳釀、勾兌而成的，未添加食用酒精及非白酒發(fā)酵產(chǎn)生的呈香呈味物質(zhì)，具有本品固有風(fēng)格特征的白酒；液態(tài)法白酒指以含淀粉、糖類物質(zhì)為原料，采用液態(tài)糖化、發(fā)酵蒸餾所得的基酒（或食用酒精），可以調(diào)香或串香，勾調(diào)而成的白酒；固液法白酒指以固態(tài)法白酒（不低于30 %）、液態(tài)法白酒、食品添加劑勾調(diào)而成的白酒。本文所述的固態(tài)法白酒是指在蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾等主要過程中采用固態(tài)基質(zhì)形態(tài)生產(chǎn)的白酒，液態(tài)法白酒是指糖化、發(fā)酵、蒸餾等主要過程中采用液態(tài)基質(zhì)形態(tài)生產(chǎn)的白酒，與《GB/T 17204—2008飲料酒分類》的定義略有不同，特此說明。

固態(tài)法生產(chǎn)白酒是中國(guó)白酒的傳統(tǒng)工藝。白酒作為中國(guó)特有的傳統(tǒng)酒種，是中華民族的瑰寶，其在長(zhǎng)期發(fā)展演變過程中形成了自然多菌種固態(tài)發(fā)酵的獨(dú)特工藝，具有非常豐富的風(fēng)味物質(zhì)。但機(jī)械化和連續(xù)化程度相對(duì)較低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)成本相對(duì)較高。

液態(tài)法生產(chǎn)白酒是中國(guó)白酒工業(yè)的一項(xiàng)重大技術(shù)改革。相對(duì)于傳統(tǒng)固態(tài)法白酒，液態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)白酒具有出酒率高、機(jī)械化連續(xù)化程度高、成本低、不用輔料、勞動(dòng)強(qiáng)度低、勞動(dòng)效率高、便于綜合利用等優(yōu)點(diǎn)[1]。但其存在風(fēng)味物質(zhì)豐富程度不足的問題，從而使液態(tài)法白酒口味淡薄、單一，缺乏固態(tài)法發(fā)酵白酒的自然感[2-3]。

固態(tài)法白酒發(fā)展中存在的機(jī)械連續(xù)化程度不高與液態(tài)法白酒存在風(fēng)味物質(zhì)豐富度低等問題，很大程度上是由于對(duì)固態(tài)法白酒中非常豐富的風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生機(jī)制尚無(wú)清晰認(rèn)識(shí)。因此，從理論上探究固態(tài)法白酒風(fēng)味豐富的原因，對(duì)固態(tài)法白酒、液態(tài)法白酒的創(chuàng)新發(fā)展均具有重要意義。

本文在查閱國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，首先對(duì)固態(tài)法白酒風(fēng)味豐富性、固態(tài)法白酒與液態(tài)法白酒風(fēng)味差異性以及風(fēng)味豐富性對(duì)中國(guó)白酒的重要性進(jìn)行了總結(jié)；其次對(duì)白酒發(fā)酵過程中微生物多樣性進(jìn)行了綜述；然后從傳統(tǒng)固態(tài)法白酒的特征，論述了固態(tài)法白酒發(fā)酵過程中存在的空間位阻效應(yīng)，并分析了其對(duì)白酒微生物多樣性、發(fā)酵體系復(fù)雜性及白酒風(fēng)味豐富性的作用；最后，在此基礎(chǔ)上提出了多種微生物共存下的空間位阻效應(yīng)理論，以為固態(tài)發(fā)酵法白酒風(fēng)味豐富性及其與液態(tài)發(fā)酵法白酒風(fēng)味差異性的原因提供理論支持。

1傳統(tǒng)固態(tài)法白酒風(fēng)味豐富性

1.1傳統(tǒng)固態(tài)法白酒風(fēng)味豐富性

白酒是中國(guó)特有的一種蒸餾酒，獨(dú)特的生產(chǎn)工藝賦予了中國(guó)白酒獨(dú)特的風(fēng)味特色，其香味組分極其復(fù)雜，組分種類之多，含量跨度之大，堪稱世界蒸餾酒之冠[4]。自20世紀(jì)60年代就開始以現(xiàn)代分析技術(shù)對(duì)中國(guó)白酒風(fēng)味進(jìn)行分析，隨著分析技術(shù)的不斷進(jìn)步和革新，對(duì)于白酒中風(fēng)味物質(zhì)豐富性的認(rèn)識(shí)也逐漸深入。

1968年，輕工業(yè)部食品發(fā)酵工業(yè)研究所（現(xiàn)改名為中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)研究院）與中科院大連化物所合作，對(duì)茅臺(tái)酒香味組分進(jìn)行了剖析研究，采用了包括填充柱、毛細(xì)管柱和制備色譜在內(nèi)的系列分離方法以及紅外、質(zhì)譜等鑒定技術(shù)，從茅臺(tái)酒中定性鑒定了50種組分，從而奠定了在我國(guó)采用現(xiàn)代色譜技術(shù)分析白酒的基礎(chǔ)[4]。

自1968年色譜分析技術(shù)引入白酒組分分析以來，白酒中越來越多的微量成分被發(fā)現(xiàn)。

1984年，熊子書[5]對(duì)當(dāng)時(shí)已檢出白酒中香味成分進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，為136種（定量的有90種），其中酸類25種，酯類42種，醇類30種，醛類10種，酮類3種，芳香族化合物8種，氨基酸10種，多元醇4種，硫化物及游離氨4種，加上有些尚未確認(rèn)的，總數(shù)在150種以上。

1998年，沈怡方[6]綜述了在白酒中已經(jīng)檢測(cè)出了342種香味物質(zhì)，定量的物質(zhì)有180種以上。其中醇類37種（包括多元醇5種），酯類100種，酸類42種，氨基酸15種，羰基化合物30種，縮醛21種，含氮化合物38種，含硫化合物7種，呋喃化合物6種，酚類化合物13種，醚類化合物10種，其他3種。

2007年，季克良等[7]用全二維氣相色譜/飛行時(shí)間質(zhì)譜（GC×GC/TOFMS）研究白酒中的微量成分，并對(duì)我國(guó)主要傳統(tǒng)香型白酒中微量成分進(jìn)行了比較。在相同條件下，醬香型白酒分出963個(gè)峰，濃香型白酒分出674個(gè)峰，清香型白酒分出484個(gè)峰。鑒定出匹配度大于800的組分：醬香型白酒的為873種，濃香型白酒的為342種，清香型白酒的為178種。

2007—2009年，“中國(guó)清香型汾酒風(fēng)味物質(zhì)剖析技術(shù)體系及其關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)研究”項(xiàng)目組，利用GC-MS技術(shù)，在清香型白酒中檢測(cè)出703種化合物，其中醇類58種，醛類19種，縮醛類10種，酮類38種，酯類124種，脂肪酸類31種，吡嗪類12種，酚類27種，芳香族化合物91種，萜烯類41種，吡啶及吡咯類8種，呋喃類22種，內(nèi)酯類10種，硫化物16種，氨基類7種，烷烴類38種，其他化合物11種，未知化合物（有色譜峰，但不能確定的化合物）140種，確定了366種化合物的結(jié)構(gòu)[8]。

2012年，徐占成等[9]將攪拌吸附萃?。⊿BSE）和全二維氣相色譜/飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC×GC/TOFMS）聯(lián)合應(yīng)用，在劍南春酒中檢測(cè)出1870種微量成分。

由以上研究可以看出，隨著分析技術(shù)的發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)固態(tài)白酒的風(fēng)味成分分析越來越深入，更多的微量成分被檢測(cè)出來[9]，并充分說明傳統(tǒng)固態(tài)法白酒具有非常豐富的風(fēng)味物質(zhì)。隨著科技的進(jìn)步，傳統(tǒng)固態(tài)法白酒中更為豐富的風(fēng)味物質(zhì)將會(huì)被檢測(cè)出。

1.2固態(tài)法與液態(tài)法白酒風(fēng)味差異性

液態(tài)法白酒是中國(guó)白酒工業(yè)的一項(xiàng)重大技術(shù)改革，其相對(duì)于傳統(tǒng)固態(tài)法白酒，在機(jī)械自動(dòng)化及精準(zhǔn)控制方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)[1]，但卻沒有取得長(zhǎng)足的發(fā)展，其中很重要的一個(gè)原因是由于液態(tài)法白酒與固態(tài)法白酒的風(fēng)味具有明顯差異，在人們長(zhǎng)期飲用固態(tài)法白酒并形成習(xí)慣的情況下，液態(tài)法白酒很難得到認(rèn)可[10]。因此，分析液態(tài)法白酒與固態(tài)法白酒的差異對(duì)液態(tài)法白酒的發(fā)展具有很重要的意義。

研究表明，相對(duì)于傳統(tǒng)固態(tài)法白酒，液態(tài)法白酒風(fēng)味相對(duì)單一、缺乏固態(tài)法白酒的自然感[2-3]。金橋采用常規(guī)化驗(yàn)、紙柱層析、氣相色譜等分析手段，初步揭示出液態(tài)法白酒與固態(tài)法白酒的主要差別為：液態(tài)法白酒中的高級(jí)醇（雜醇油）比固態(tài)法白酒高2倍左右，其中異丁醇與異戊醇的比值也較大；液態(tài)法白酒中的酯類在數(shù)量上只有固態(tài)法的三分之一左右，在種類上則更少；液態(tài)法白酒中的酸類僅為固態(tài)法的十分之一左右；液態(tài)法白酒的全部香氣成分不足20種，而固態(tài)法白酒卻有40～50余種[2]。章忠泰等[11]采用毛細(xì)柱加填充柱2種結(jié)合的方法，分析了固態(tài)法白酒和液態(tài)法白酒中除色譜骨架成分（乙酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸乙酯）外的高級(jí)脂肪酸酯的差異，由檢測(cè)結(jié)果可以看出，液態(tài)法白酒中除色譜骨架外的主要酯類的含量和種類要明顯低于固態(tài)法白酒。由此可見，液態(tài)法白酒風(fēng)味單一，不僅表現(xiàn)在骨架成分的低酸、低酯、高醇，更表現(xiàn)在風(fēng)味物質(zhì)的種類相對(duì)較少。

對(duì)于液態(tài)法白酒中存在的風(fēng)味單一的問題，行業(yè)內(nèi)進(jìn)行了大量的研究，并取得了很大的進(jìn)展，基本上解決了液態(tài)發(fā)酵法白酒低酸、低酯、高雜醇油等骨架成分與固態(tài)法白酒的問題[12]。但尚未從根本上解決液態(tài)發(fā)酵白酒口感淡薄、風(fēng)味物質(zhì)不足的問題[1]。由此可見，相對(duì)于低酸、低酯、高醇等骨架成分方面的差異，風(fēng)味物質(zhì)豐富程度的不足是液態(tài)法白酒與固態(tài)法白酒更為本質(zhì)的差異。

1.3豐富的微量風(fēng)味成分是中國(guó)白酒的重要基礎(chǔ)

固態(tài)法白酒作為中國(guó)白酒的傳統(tǒng)酒種，人們?cè)陂L(zhǎng)期飲用過程中形成了固有消費(fèi)習(xí)慣和質(zhì)量評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，而含有非常豐富的風(fēng)味物質(zhì)是固態(tài)法白酒的重要特征，因此酒體的豐富性也成為評(píng)判中國(guó)白酒質(zhì)量和價(jià)值優(yōu)劣的重要物質(zhì)基礎(chǔ)[10]。從以下幾個(gè)方面可以說明此問題：名優(yōu)白酒中均檢測(cè)出種類豐富的風(fēng)味物質(zhì)[7-9]；感官品評(píng)與風(fēng)味物質(zhì)檢測(cè)相結(jié)合分析也表明風(fēng)味物質(zhì)種類數(shù)量與產(chǎn)品質(zhì)量具有明顯的相關(guān)性[7]；在生產(chǎn)實(shí)踐中，少量的調(diào)味酒對(duì)白酒的香氣、口感和風(fēng)格具有決定性的影響，但檢測(cè)它們的色譜骨架成分，并沒有發(fā)現(xiàn)有多大的不同，這就是所謂的復(fù)雜成分起重要作用[13]；串蒸法可以有效提高液態(tài)法白酒的質(zhì)量，無(wú)論是丟糟串蒸、香醅串蒸，還是浸蒸，本質(zhì)上都是提取固態(tài)發(fā)酵酒醅中的風(fēng)味物質(zhì)；而固液勾兌法則更是直接利用固態(tài)法白酒風(fēng)味豐富性來提高液態(tài)法白酒的質(zhì)量[14]。因此，含有豐富的微量成分是決定中國(guó)白酒香氣、口感、風(fēng)格和質(zhì)量的關(guān)鍵因素，是中國(guó)白酒的典型特征和重要基礎(chǔ)。

綜上所述，含有種類豐富的微量風(fēng)味物質(zhì)是傳統(tǒng)固態(tài)法白酒的典型特征，是固態(tài)法白酒和液態(tài)法白酒的本質(zhì)差異，同時(shí)也是中國(guó)白酒的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和核心，是決定中國(guó)白酒香氣、口感、風(fēng)味和質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

2傳統(tǒng)固態(tài)法白酒釀造微生物多樣性

具有種類豐富的風(fēng)味物質(zhì)是中國(guó)白酒的重要特征，對(duì)中國(guó)白酒的風(fēng)格形成具有不可替代的作用。與威士忌、白蘭地、朗姆酒等蒸餾酒的風(fēng)味物質(zhì)主要來源于原料和貯存容器不同，中國(guó)白酒的風(fēng)味物質(zhì)主要由微生物代謝產(chǎn)生[15]。近年來的研究表明，微生物多樣性是導(dǎo)致白酒風(fēng)味物質(zhì)復(fù)雜性的重要基礎(chǔ)；多微液態(tài)發(fā)酵、多微麩曲等也相繼被證實(shí)優(yōu)于相對(duì)單一的純菌工藝[16-17]。盡管已經(jīng)認(rèn)識(shí)到多菌種混合發(fā)酵優(yōu)于單一菌種發(fā)酵，但由于缺乏有效的技術(shù)手段，對(duì)白酒微生物多樣性的復(fù)雜程度尚未有充分的認(rèn)識(shí)。

近年來，隨著宏基因組學(xué)技術(shù)尤其是焦磷酸測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，為研究白酒微生物多樣性提供了可能。隨著這些技術(shù)在白酒領(lǐng)域的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)固態(tài)法白酒具有令人難以置信的巨大微生物多樣性。正是由于這種巨大的微生物多樣性，才致使中國(guó)白酒中風(fēng)味物質(zhì)的異常豐富性。

本節(jié)將從廣度和深度兩個(gè)方面對(duì)傳統(tǒng)固態(tài)法白酒微生物多樣性進(jìn)行綜述，同時(shí)對(duì)白酒微生物多樣性研究中存在低估的問題進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

2.1微生物多樣性的廣度

白酒微生物分布具有很大的廣度，涵蓋原核微生物中的細(xì)菌和放線菌，真核微生物中的霉菌和酵母，以及古細(xì)菌[15]。近年來，隨著宏基因組學(xué)技術(shù)尤其是高通量測(cè)序技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)白酒中微生物種類具有極其廣泛的分布。

喬曉梅等[18]利用高通量測(cè)序法分析了冷季和熱季清香型白酒生產(chǎn)用曲真菌群落結(jié)構(gòu)，結(jié)果共比對(duì)出90種真核生物。

袁帥[19]以茅臺(tái)、國(guó)臺(tái)第4次蒸餾前的酒糟為研究對(duì)象，對(duì)醬香型酒糟中細(xì)菌多樣性進(jìn)行研究，構(gòu)建16S rDNA V4區(qū)文庫(kù)進(jìn)行高通量測(cè)序分析，分別讀出6755和6738個(gè)OTUs（操作分類單元，operational taxonomic unit）。主要分屬11個(gè)門：酸桿菌門（Acidobacteria），放線菌門（Actinobacteria），擬桿菌門（Bacteroidetes），綠菌門（Chlorobi），綠彎菌門（Chloroflexi），泉古菌門（Crenarchaeo），厚壁菌門（Firmicutes），芽單胞菌門（Gemmatimonadetes），浮霉菌門（Planctomycetes），變形菌門（Proteobacteria），疣微菌門（Verrucomicrobia）。

陶勇等[20]通過454焦磷酸測(cè)序法系統(tǒng)研究了濃香型不同窖齡窖泥的細(xì)菌和古菌的群落組成及多樣性。共獲得494293個(gè)有效序列，可歸為796個(gè)可操作分類單元（OTUs），分別屬于21個(gè)門（phylum）。優(yōu)勢(shì)分類門（≥1 %）分別為厚壁菌門（Firmicutes）66.8 %、擬桿菌門（Bacteroidetes）16.0 %、廣古菌門（Euryarchaeota）9.0 %、螺旋體門（Spirochaetes）2.2 %、放線菌門（Actinobacteria）1.8 %和綠彎菌門（Chloroflexi）1.0 %。

王福楨[21]通過454焦磷酸測(cè)序法，對(duì)8個(gè)濃香型窖泥樣本中原核和真核微生物進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)原核微生物分屬于18個(gè)門，213個(gè)屬，細(xì)菌總OTUs有1183個(gè)。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)真核微生物群落分屬于5個(gè)門，9個(gè)綱，10個(gè)目，13個(gè)科，18個(gè)屬，真菌總OTU種類為64個(gè)。

王莉等[22]以細(xì)菌16S rDNA的V6區(qū)為對(duì)象，采用Illumina高通量測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行深度測(cè)序技術(shù)，對(duì)比分析了醬香型窖底泥與土壤微生物的差異。共獲得14156條高質(zhì)量的V6區(qū)標(biāo)簽序，聚類分析共產(chǎn)生1801條OTU序列，其中土壤樣本680條，使用1個(gè)月的窖底泥樣本629條，使用12個(gè)月的窖底泥樣本492條。

由以上研究可以看出，白酒微生物具有豐富的種類和極其廣泛的跨度，且酒曲、酒醅、窖泥等中微生物均呈現(xiàn)巨大的多樣性。

2.2微生物多樣性的復(fù)雜度

白酒微生物多樣性不僅呈現(xiàn)出種類多、分布寬等廣度方面，而且還具有相當(dāng)?shù)膹?fù)雜度，具體表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：同一功能具有多種微生物，同種微生物具有不同的生理生化特性。

(1)同一功能具有多種微生物。馬凱對(duì)清香型大曲中可培養(yǎng)真菌多樣性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在白酒中主要提供糖化力的霉菌分布在傘枝犁頭霉（Absidia corymbifera）、匍枝毛霉（Rhizopus stolonifer）、黃曲霉（Aspergillus flavus）、普通青霉（Penicillium commune）、多變根毛霉（Rhizomucor variabilis var. Regularior）、微小根毛霉（Rhizomucor pusillus）、卷枝毛霉（Mucor circinelloides）等7個(gè)屬[23]。王濤對(duì)宜賓多糧濃香型白酒釀造環(huán)節(jié)中產(chǎn)酯化酶霉菌多樣性進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)其分屬青霉屬（Penicillium）、曲霉屬（Aspergillus）、翹孢霉屬（Emericella）、根霉屬（Rhizopus）、枝孢屬（Cladosporium）、毛霉菌（Mucor）等6個(gè)屬[24]。熊亞對(duì)濃香窖泥中乳酸菌多樣性進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)其分屬于乳桿菌屬（Lactobacillus）、片球菌屬（Pediococcus）、魏斯氏菌屬（Weissella）、腸球菌屬（Enterococcus）、微小桿菌屬（Exiguobacterium）、桿菌屬（Bacillus）、Rummeliibacillus屬、Cohnella屬等8個(gè)屬[25]。楊菁瑾對(duì)濃香窖泥中己酸菌的多樣性進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)其分屬梭菌屬（Clostridium）、芽孢桿菌屬（Bacillus）和假單胞菌屬（Pseudomonas）等3個(gè)屬[26]。

(2)同種微生物不同菌株間生理生化特性具有顯著差異。對(duì)于白酒生產(chǎn)過程中同種微生物不同菌株間生理生化特性的差異，針對(duì)性的研究相對(duì)較少，但從白酒優(yōu)質(zhì)微生物的篩選過程不難看出，白酒生產(chǎn)過程中同種類微生物存在性能及理化特性差異程度不一的菌株。

曾娟等[27]以濃香型白酒醅為篩選源，定向篩選3株高產(chǎn)酒精酵母菌，分子鑒定結(jié)果均與釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）具有極高的相似性，但從篩選過程中發(fā)現(xiàn)各菌株性能明顯具有差異性。劉婷婷[28]從中國(guó)傳統(tǒng)白酒白云邊酒的發(fā)酵堆積料和出池酒醅中分離得到了7株典型酵母菌，其中4株鑒定為東方伊薩酵母（Issatchenkia orientalis）；并進(jìn)行了耐高溫能力、耐酒精能力、以及酒精發(fā)酵試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示4株?yáng)|方伊薩酵母（Issatchenkia orientalis）的性能具有明顯差異。李光輝[29]對(duì)同一濃香型白酒發(fā)酵系統(tǒng)中酵母菌的耐酸性能進(jìn)行了測(cè)試，將其分為不同的pH種群。本課題組在進(jìn)行白酒發(fā)酵高糖化性能霉菌篩選時(shí)也發(fā)現(xiàn)，不同種類霉菌中存在糖化酶活力不同的菌株，在進(jìn)行清香型白酒優(yōu)質(zhì)產(chǎn)酯酵母菌篩選時(shí)發(fā)現(xiàn)不同菌株的風(fēng)味代謝產(chǎn)物具有明顯的區(qū)別[31]。

由于菌株篩選時(shí)通常只對(duì)性能優(yōu)異的菌株進(jìn)行鑒定，因此對(duì)于發(fā)酵體系內(nèi)同種微生物的性能差異存在反映不足的問題。盡管如此，從已鑒定的優(yōu)勢(shì)同種菌株也可以看出性能存在明顯差異。而優(yōu)勢(shì)菌株均是按照一定的標(biāo)準(zhǔn)篩選出來的，其性能已經(jīng)較為接近，因此不難推斷白酒微生物種內(nèi)差異更為顯著，種內(nèi)多樣性也更為復(fù)雜。

2.3微生物多樣性研究中存在低估問題

盡管大量的文獻(xiàn)顯示白酒微生物呈現(xiàn)出巨大的多樣性，但白酒微生物的多樣性仍有可能被低估了，這主要是現(xiàn)有研究的技術(shù)深度所限，主要表現(xiàn)為3個(gè)方面：分類標(biāo)準(zhǔn)帶來微生物多樣性的低估，基因檢測(cè)區(qū)域局限性導(dǎo)致微生物多樣性的低估，研究方向局限性帶來的微生物多樣性低估。下面將分別對(duì)其進(jìn)行闡述。

(1)分類標(biāo)準(zhǔn)帶來微生物多樣性的低估。當(dāng)前白酒微生物多樣性多采用分子基因方法進(jìn)行研究，通常采用可操作分類單元（operational taxonomic units，OTUs）來表示微生物的種類，其定義為一個(gè)或多個(gè)基因區(qū)域的相似性。以相似度作為微生物的分類標(biāo)準(zhǔn)，就使微生物多樣性很大程度上受分辨率的影響。例如微生物A和微生物B相似度為98 %，在低分辨率（相似度97 %）的情況下A、B將歸為同一OTUs，只有在較高分辨率（相似度99 %）的情況下才可以被區(qū)分為兩個(gè)OUTs[32]。而目前白酒微生物多樣性研究多采用較低的分辨率（相似度97 %）[18，20-22]，因此理論上白酒微生物多樣性很有可能被低估。

(2)基因檢測(cè)區(qū)域局限性導(dǎo)致微生物多樣性的低估。目前白酒微生物多樣性研究主要基于16S rRNA、ITS、18S rRNA、26S rRNA等區(qū)域的基因序列檢測(cè)分析[18-22]，這些基因序列在結(jié)構(gòu)與功能上具有高度的保守性。而微生物的特殊性能往往不是由保守基因決定的，例如同為釀酒酵母，產(chǎn)酒能力卻大不相同，這些性能的差異性往往對(duì)白酒生產(chǎn)具有更為重要的作用。同時(shí)環(huán)境適應(yīng)能力往往是由一些輔助基因決定的，如質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座子等，這些基因可以在相同環(huán)境性的不同微生物共有，而不同環(huán)境下的同種微生物則不具備[33]。除此之外，研究微生物生態(tài)結(jié)構(gòu)多樣性往往需要全基因或多位點(diǎn)基因檢測(cè)和全序列比對(duì)技術(shù)，而目前采用的基因特定保守區(qū)域進(jìn)行多樣性分析則有明顯的局限性[32]。因此，基于以上兩方面的原因，造成了對(duì)白酒微生物多樣性的低估。

(3)研究方向局限性帶來的微生物多樣性低估。微生物的基因整體可以分為核心基因和輔助基因2個(gè)部分[34]，核心基因反映同種類微生物的共有特性或基礎(chǔ)特性，相對(duì)比較穩(wěn)定，具有重要的分類學(xué)意義；而輔助基因反映同種微生物間不同個(gè)體的獨(dú)有特性，易變性強(qiáng)[33]，具有重要的工業(yè)生產(chǎn)意義。而目前白酒微生物多樣性的研究主要側(cè)重于核心基因的研究，而關(guān)于輔助基因的研究相對(duì)較少。這種研究方向的局限性也勢(shì)必造成白酒微生物多樣性的低估。

綜上所述，盡管由于技術(shù)手段和研究方向帶來的多樣性低估，現(xiàn)有的研究也充分顯示了白酒微生物具有巨大的微生物多樣性，具體表現(xiàn)為：參與白酒發(fā)酵的微生物種類極其豐富，涵蓋范圍十分廣泛；酒曲、酒醅、窖泥等中微生物均呈現(xiàn)復(fù)雜的多樣性；同一功能具有多種不同微生物，同種微生物具有不同的生理生化特性。

3傳統(tǒng)固態(tài)法白酒發(fā)酵過程中的空間位阻效應(yīng)

具有種類豐富的風(fēng)味物質(zhì)是中國(guó)傳統(tǒng)固態(tài)法白酒的重要特征，對(duì)中國(guó)白酒風(fēng)格形成具有不可替代的作用；而發(fā)酵過程存在的巨大微生物多樣性，并由此產(chǎn)生復(fù)雜多樣的代謝產(chǎn)物，是造就白酒風(fēng)味物質(zhì)豐富性的重要基礎(chǔ)。

然而依據(jù)競(jìng)爭(zhēng)排除理論，不具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的物種將逐漸消亡[35]，致使同一生態(tài)位只能存在一種生物[36]，從而使微生物多樣性降低[37]。這與白酒微生物呈現(xiàn)的巨大多樣性相悖，可稱之為白酒微生物多樣性悖論。因此，解析中國(guó)白酒中豐富風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生機(jī)制，就必須回答白酒微生物多樣性是如何保持的問題。

本節(jié)將針對(duì)如何解釋白酒發(fā)酵過程、如何保持巨大的微生物多樣性以及非常豐富風(fēng)味代謝產(chǎn)物的代謝產(chǎn)生機(jī)制，從傳統(tǒng)固態(tài)法白酒的特征，論述固態(tài)法白酒發(fā)酵過程中存在的空間位阻效應(yīng)，并分析了其對(duì)白酒微生物多樣性、發(fā)酵體系復(fù)雜性及白酒風(fēng)味豐富性的作用。在此基礎(chǔ)上提出了多種微生物共存下的空間位阻效應(yīng)理論，對(duì)固態(tài)發(fā)酵法白酒風(fēng)味豐富性及其與液態(tài)發(fā)酵法白酒風(fēng)味差異性的原因進(jìn)行了解釋。

3.1中國(guó)白酒生產(chǎn)中的空間位阻效應(yīng)

空間位阻效應(yīng)（Steric hindrance）指由于分子間活性基團(tuán)不能有效接觸，從而導(dǎo)致原本能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)不能順利進(jìn)行的現(xiàn)象，是影響化學(xué)反應(yīng)的重要因素[38]。本文將空間位阻概念引入中國(guó)傳統(tǒng)白酒領(lǐng)域，將其描述為：由于固態(tài)發(fā)酵帶來的空間位阻，致使白酒發(fā)酵過程物質(zhì)、能量、動(dòng)量傳遞受阻的現(xiàn)象，為了更為貼切的描述，英文名稱為Spatial hindrance。

固態(tài)發(fā)酵是中國(guó)白酒的重要工藝特點(diǎn)，且多采用靜止固態(tài)發(fā)酵的形式。固態(tài)發(fā)酵通指在沒有或幾乎沒有自由水存在下的發(fā)酵過程[39]。與液態(tài)發(fā)酵相比，固態(tài)發(fā)酵具有2個(gè)典型的特征：固態(tài)基質(zhì)顆粒間以氣相為連續(xù)相，顆粒內(nèi)缺乏自由水。這就致使固態(tài)發(fā)酵過程存在兩方面的位阻效應(yīng)：發(fā)酵基質(zhì)顆粒間的空間位阻效應(yīng)和發(fā)酵基質(zhì)顆粒內(nèi)的空間位阻效應(yīng)。

基質(zhì)顆粒間的空間位阻效應(yīng)。與液態(tài)發(fā)酵以水溶液為連續(xù)相不同，固態(tài)發(fā)酵則以氣體為連續(xù)相[40]。而物質(zhì)擴(kuò)散和細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)吸收主要在液態(tài)水溶液中進(jìn)行[41]，這就使固態(tài)發(fā)酵過程基質(zhì)顆粒間物質(zhì)的擴(kuò)散和傳遞受阻[42]。與水相比，空氣以及固態(tài)基質(zhì)的導(dǎo)熱性能差，這不利于熱量的傳遞[40]。同時(shí)，由于固體顆粒流動(dòng)性差，空氣密度較水小，因此固態(tài)發(fā)酵體系中動(dòng)量傳遞也明顯受阻。

基質(zhì)顆粒內(nèi)的空間位阻效應(yīng)。中國(guó)白酒以糧谷為原料，通過粉碎或部分粉碎、蒸煮后作為發(fā)酵基質(zhì)。在此基質(zhì)上，水以與淀粉等物質(zhì)結(jié)合的形態(tài)存在，缺乏自由水。由于水分是物質(zhì)、能量、動(dòng)量傳遞的載體，而自由水的缺乏勢(shì)必使基質(zhì)顆粒內(nèi)物質(zhì)、能量、動(dòng)量傳遞受到阻礙。

由上所述，中國(guó)白酒生產(chǎn)過程中的空間位阻效應(yīng)可歸納如下：由于中國(guó)白酒傳統(tǒng)工藝的靜止固態(tài)發(fā)酵特點(diǎn)，使發(fā)酵體系內(nèi)固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三相共存，缺乏自由水，并以氣體為流動(dòng)相，由此帶來固態(tài)基質(zhì)顆粒間和顆粒內(nèi)物質(zhì)、熱量、動(dòng)量的傳遞受阻，此種現(xiàn)象即為中國(guó)白酒生產(chǎn)過程中的空間位阻效應(yīng)。

3.2空間位阻效應(yīng)對(duì)微生物多樣性的影響

微生物通常不是以個(gè)體形式存在，而是以生態(tài)交互網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的群體形式存在[36]。競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系是生態(tài)交互網(wǎng)絡(luò)中重要的關(guān)系，影響著系統(tǒng)內(nèi)群體的結(jié)構(gòu)。生態(tài)學(xué)競(jìng)爭(zhēng)主要是指一個(gè)個(gè)體影響其他個(gè)體生存繁殖的過程，其主要有2種類型：資源掠奪型競(jìng)爭(zhēng)（exploitative competition）和直接干擾型競(jìng)爭(zhēng)（interference competition）[43]。資源掠奪型競(jìng)爭(zhēng)指不同個(gè)體同時(shí)需要同種資源而發(fā)生的競(jìng)爭(zhēng)，是一些個(gè)體由于先利用了資源而影響其他個(gè)體可利用資源量的行為；這是一種間接競(jìng)爭(zhēng)，同種微生物和相近種類微生物個(gè)體間的競(jìng)爭(zhēng)多屬此種類型[44]，如白酒發(fā)酵過程中釀酒酵母不同個(gè)體間都需要以還原糖為碳源而發(fā)生的競(jìng)爭(zhēng)。直接干擾型競(jìng)爭(zhēng)指一些個(gè)體直接傷害其他個(gè)體而發(fā)生的競(jìng)爭(zhēng)，是直接阻止競(jìng)爭(zhēng)者利用資源的行為；這是一種直接的競(jìng)爭(zhēng)，通常發(fā)生在不同微生物之間[45]，例如：白酒發(fā)酵過程中釀酒酵母通過分泌酒精或乳酸菌通過分泌乳酸從而阻礙其他微生物生長(zhǎng)繁殖。在自然選擇的作用下，充分競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果往往使得一種或幾種沒有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的優(yōu)勢(shì)微生物得以生存，沒有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的微生物則會(huì)消亡；從系統(tǒng)角度上看，充分競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果就是微生物多樣性的減少[46]。而白酒發(fā)酵過程采用靜止固態(tài)發(fā)酵，并由其造成的發(fā)酵體系內(nèi)物質(zhì)、熱量、動(dòng)量的傳遞受阻，這就阻礙了白酒微生物之間的相互作用，有效地避免了微生物之間的競(jìng)爭(zhēng)，從而保持了白酒發(fā)酵過程中的微生物多樣性[35]。

由于微生物之間的競(jìng)爭(zhēng)不僅在種間進(jìn)行，而且也在種內(nèi)進(jìn)行，因此白酒生產(chǎn)中的空間位阻效應(yīng)不僅使微生物的種類呈現(xiàn)多樣化，而且在相同資源條件下，也勢(shì)必會(huì)增加微生物的整體數(shù)量。更進(jìn)一步，無(wú)論是微生物整體數(shù)量的增加，還是微生物種類多樣化增加，都將進(jìn)一步的增加微生物的變異量。而空間位阻效應(yīng)也有利于變異型的保持，從而使白酒發(fā)酵體系內(nèi)呈現(xiàn)更為復(fù)雜的多樣性。

綜上所述，空間位阻效應(yīng)可以有效阻止白酒發(fā)酵體系內(nèi)微生物個(gè)體之間的競(jìng)爭(zhēng)，從而使微生物多樣性得以有效保持，并有利于微生物整體數(shù)量和變異量的增加，從而使體系呈現(xiàn)更為復(fù)雜的多樣性。

3.3空間位阻效應(yīng)對(duì)發(fā)酵過程環(huán)境復(fù)雜性的影響

空間位阻效應(yīng)使白酒發(fā)酵體系微分為數(shù)量眾多且相對(duì)獨(dú)立的微生態(tài)體系。中國(guó)白酒采用自然靜止固態(tài)發(fā)酵的形式，固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三相并存，并以氣體為連續(xù)相[39]，使得不同糧食顆粒之間的物質(zhì)、熱量和動(dòng)量傳遞受阻，減少了不同糧食顆粒間的交互作用。同時(shí)采用稻殼為輔料，進(jìn)一步增加了阻隔效應(yīng)。這就使中國(guó)白酒發(fā)酵體系分割為數(shù)量眾多相對(duì)獨(dú)立的微生態(tài)體系，每個(gè)微生態(tài)體系都相對(duì)獨(dú)立的進(jìn)行演化。

發(fā)酵基質(zhì)顆粒的非均一性使微生態(tài)體系初始狀態(tài)呈現(xiàn)差異性。中國(guó)白酒以天然糧谷為原料，其存在天然的非均一性。原料多采用錘式、輥式粉碎，制曲原料和釀酒原料的顆粒均呈現(xiàn)出很大的差異性[6]。而基質(zhì)顆粒大小是固態(tài)發(fā)酵的重要影響因素，其對(duì)發(fā)酵過程微生物生長(zhǎng)、物質(zhì)和能量的傳遞具有重要的作用。基質(zhì)顆粒越小，比表面積越大。這通常意味著微生物有更多的生長(zhǎng)空間，顆粒內(nèi)以及顆粒與氣相之間物質(zhì)和熱量更容易傳遞，但卻不利于整個(gè)發(fā)酵體系與外環(huán)境之間物質(zhì)和能量的傳遞[47]。因此，基質(zhì)顆粒的非均一性使微生態(tài)體系的初始條件呈現(xiàn)差異性，使其具備演化成更為復(fù)雜的微生態(tài)體系的可能。

物質(zhì)傳遞受阻使發(fā)酵體系各微環(huán)境呈現(xiàn)不同的生態(tài)過程。盡管固態(tài)發(fā)酵以氣態(tài)為流動(dòng)相，有利于氧氣的擴(kuò)散，但白酒生產(chǎn)過程采用地缸、窖池等半封閉的發(fā)酵容器[6]，發(fā)酵容器內(nèi)處于相對(duì)微氧狀態(tài)；氧氣呈現(xiàn)由表面酒醅向深層酒醅的擴(kuò)散過程，使得表層酒醅氧氣濃度高于深層酒醅；表層微生物優(yōu)先于深層微生物利用氧氣，這進(jìn)一步加劇不同層次酒醅氧氣濃度的差異。同時(shí)，由于靜止固態(tài)發(fā)酵不同深度空氣分壓呈現(xiàn)明顯差異[48]，這就使氧氣濃度在發(fā)酵體系內(nèi)呈現(xiàn)梯度分布。而氧氣對(duì)于微生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、代謝，以及微生物群落的變化具有重要的作用。氧氣濃度梯度化的差異必然導(dǎo)致微生態(tài)體系梯度式的差異和分化。

熱量傳遞受阻使微生態(tài)環(huán)境呈現(xiàn)梯度式差異。微生物代謝活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，而固態(tài)發(fā)酵由于傳熱效率低，容易導(dǎo)致熱量積聚，并在體系內(nèi)產(chǎn)生溫度梯度。Rathbun研究靜止固態(tài)發(fā)酵時(shí)發(fā)現(xiàn)，體系內(nèi)的溫度梯度高達(dá)3℃/cm物料深度，發(fā)酵過程物料溫度升高幅度超過20℃[48-49]。中國(guó)白酒制曲過程中物料溫度升高幅度甚至超過30℃；發(fā)酵過程中酒醅溫度升高也在15℃左右，并呈現(xiàn)前緩、中挺、后緩落的趨勢(shì)[6]。而且，發(fā)酵過程不同部位酒醅溫度呈現(xiàn)明顯差異[50]。溫度也是微生物生長(zhǎng)繁殖、物質(zhì)代謝的重要影響因素。發(fā)酵過程溫度的時(shí)空差異化分布，勢(shì)必造成微生態(tài)環(huán)境更為復(fù)雜的變化。

綜上所述，空間位阻效應(yīng)將白酒發(fā)酵體系分隔為數(shù)量眾多的微生態(tài)體系，每個(gè)微生態(tài)體系相對(duì)獨(dú)立的進(jìn)行演化；天然原料帶來的發(fā)酵基質(zhì)顆粒的非均一性，使微生態(tài)體系具備差異性演化的趨勢(shì)；傳質(zhì)受阻導(dǎo)致氧氣濃度的梯度差異，進(jìn)而激發(fā)了差異性演化的過程；傳熱受阻導(dǎo)致的溫度梯度差異，則加劇了微生態(tài)的差異性演化程度。而這些因素并不是單獨(dú)發(fā)生的，各因素間相互作用勢(shì)必導(dǎo)致白酒發(fā)酵過程更為復(fù)雜的微生態(tài)環(huán)境變化。

3.4空間位阻效應(yīng)對(duì)固態(tài)白酒風(fēng)味豐富性的影響

空間位阻效應(yīng)使白酒發(fā)酵過程呈現(xiàn)令人難以置信的微生物多樣性、異常復(fù)雜的微生態(tài)環(huán)境，二者并非獨(dú)立存在，而是存在交互作用，而這對(duì)中國(guó)白酒風(fēng)味的豐富性具有重要的作用。

微生物多樣性帶來的風(fēng)味豐富性。不同種類的微生物具有不同的生理生化特性，代謝產(chǎn)物也各不相同。如己酸菌主要產(chǎn)生己酸，乳酸菌則代謝產(chǎn)生乳酸，四甲基吡嗪主要代謝菌株為枯草芽孢桿菌，產(chǎn)酯酵母代謝產(chǎn)生乙酸乙酯。同時(shí)，相同種類的不同菌株代謝產(chǎn)物也各不相同[51]。種類多樣的微生物則帶來更為豐富的次生代謝產(chǎn)物，而空間位阻效應(yīng)使白酒發(fā)酵過程呈現(xiàn)令人難以置信的微生物多樣性，這是中國(guó)白酒中豐富風(fēng)味的基礎(chǔ)來源。

微環(huán)境復(fù)雜性帶來的風(fēng)味豐富性。環(huán)境條件對(duì)微生物的生長(zhǎng)代謝具有重要影響，同種微生物在不同的環(huán)境條件下呈現(xiàn)不同的生長(zhǎng)特性，并代謝出不同的次生代謝產(chǎn)物[52]。如酵母在氧氣充足條件下代謝葡萄糖產(chǎn)生二氧化碳和水，在氧氣不足的條件下，進(jìn)行無(wú)氧代謝產(chǎn)生酒精；己酸菌更適宜于厭氧環(huán)境，并代謝己酸；產(chǎn)酯酵母在有氧條件下容易代謝產(chǎn)生乙酸乙酯；枯草芽孢桿菌在45℃以上更容易進(jìn)行生物催化美拉德反應(yīng)?？臻g位阻效應(yīng)使白酒發(fā)酵體系分化為多樣化的環(huán)境體系，使發(fā)酵體系呈現(xiàn)高度的復(fù)雜性。這就使得微生物的代謝途徑的激發(fā)也呈現(xiàn)多樣化的趨勢(shì)，從而使代謝產(chǎn)物更為復(fù)雜。

微生物多樣性與微環(huán)境交互作用帶來的風(fēng)味物質(zhì)豐富性。發(fā)酵過程是微生物與環(huán)境條件相互作用的結(jié)果，二者存在交互作用，相互影響。空間位阻效應(yīng)形成白酒發(fā)酵體系內(nèi)的多樣微生物與多樣化微環(huán)境互相作用，使多樣化的微生態(tài)體系進(jìn)一步放大，形成更為復(fù)雜的微生態(tài)體系，這勢(shì)必導(dǎo)致白酒發(fā)酵過程中產(chǎn)生豐富多樣的風(fēng)味代謝產(chǎn)物。

3.5中國(guó)白酒風(fēng)味豐富性的“多種微生物共存下的空間位阻效應(yīng)理論”

固態(tài)法生產(chǎn)白酒是中國(guó)白酒的傳統(tǒng)工藝，其產(chǎn)品具有非常豐富的風(fēng)味物質(zhì)，而這也是與液態(tài)法白酒的重要區(qū)別；同時(shí)，固態(tài)法白酒發(fā)酵過程中具有令人難以置信的巨大微生物多樣性，而這種巨大的微生物多樣性是與競(jìng)爭(zhēng)理論相悖的。針對(duì)如何解釋白酒發(fā)酵過程如何保持巨大的微生物多樣性以及非常豐富的風(fēng)味代謝產(chǎn)物的代謝產(chǎn)生機(jī)制，通過上文的分析，提出多種微生物共存下的空間位阻效應(yīng)理論。

固態(tài)發(fā)酵以氣相為連續(xù)相，這就使系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)、熱量、動(dòng)量傳遞受阻，這一方面使微生物之間不能得到充分的競(jìng)爭(zhēng)，從而保持了微生物的多樣性；另一方面，使發(fā)酵體系不同位置的氧氣含量、溫度等環(huán)境條件呈現(xiàn)差異性，導(dǎo)致發(fā)酵體系微分為多樣化的環(huán)境體系。在多樣化的微環(huán)境體系和微生物多樣性的交互作用下，進(jìn)一步加劇發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)微生態(tài)體系的分化，勢(shì)必產(chǎn)生更為復(fù)雜的代謝產(chǎn)物，這就導(dǎo)致固態(tài)法白酒呈現(xiàn)更為復(fù)雜豐富的風(fēng)味體系（圖1）。

相對(duì)于固態(tài)發(fā)酵，液態(tài)發(fā)酵多以水溶液為連續(xù)相，這就便于系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)、熱量、動(dòng)量的傳遞，這一方面使微生物之間得以充分競(jìng)爭(zhēng)，從而降低了微生物的多樣性；另一方面，使發(fā)酵體系不同位置的環(huán)境條件更加一致，從而形成均一化的微環(huán)境體系。在微環(huán)境體系相對(duì)均一化和微生物多樣性相對(duì)較少的情況下，勢(shì)必使代謝產(chǎn)物相對(duì)較少，這就導(dǎo)致液態(tài)法白酒風(fēng)味物質(zhì)豐富性弱于固態(tài)法白酒，酒體相對(duì)單一。

4結(jié)果與討論

固態(tài)法生產(chǎn)白酒是中國(guó)白酒的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，具有非常豐富的風(fēng)味物質(zhì)，但不便于機(jī)械連續(xù)自動(dòng)化和精準(zhǔn)控制的實(shí)現(xiàn)；液態(tài)法生產(chǎn)白酒是中國(guó)白酒工業(yè)的一項(xiàng)重大技術(shù)改革，在機(jī)械連續(xù)自動(dòng)化和精準(zhǔn)控制方面有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，但風(fēng)味物質(zhì)豐富程度不足，口味淡薄、單一，缺乏固態(tài)發(fā)酵白酒的自然感。

固態(tài)法白酒發(fā)展中存在機(jī)械連續(xù)化程度不高與液態(tài)法白酒存在風(fēng)味物質(zhì)豐富度低等問題，很大程度上是由于對(duì)固態(tài)法白酒中非常豐富的風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生機(jī)制尚無(wú)清晰的認(rèn)識(shí)。因此，從理論上探究固態(tài)法白酒風(fēng)味非常豐富的原因，對(duì)固態(tài)法白酒、液態(tài)法白酒的創(chuàng)新發(fā)展均具有重要意義。本文在查閱國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)此進(jìn)行了綜述分析，主要有以下幾方面工作和結(jié)論：

首先，對(duì)固態(tài)法白酒風(fēng)味豐富性、固態(tài)法白酒與液態(tài)法白酒風(fēng)味差異性以及風(fēng)味豐富性對(duì)中國(guó)白酒重要性進(jìn)行了總結(jié)。更加明析如下問題：含有種類豐富的微量風(fēng)味物質(zhì)是傳統(tǒng)固態(tài)法白酒的典型特征，是固態(tài)法白酒和液態(tài)法白酒的本質(zhì)差異，同時(shí)也是決定中國(guó)白酒風(fēng)格特點(diǎn)的關(guān)鍵基礎(chǔ)和核心。

其次，對(duì)白酒發(fā)酵過程中微生物多樣性進(jìn)行了綜述，發(fā)現(xiàn)參與固態(tài)法白酒發(fā)酵的微生物具有令人難以置信的多樣性，表現(xiàn)為如下方面：種類極其豐富，涵蓋種類十分廣泛；酒曲、酒醅、窖泥等中的微生物均呈現(xiàn)復(fù)雜的多樣性；同一功能具有多種不同微生物，同種微生物具有不同的生理生化特性。

圖1多種微生物共存下的空間位阻效應(yīng)

再次，從傳統(tǒng)固態(tài)法白酒的特征，論述了固態(tài)法白酒發(fā)酵過程中存在的空間位阻效應(yīng)，并分析了其對(duì)白酒微生物多樣性、發(fā)酵體系復(fù)雜性及白酒風(fēng)味豐富性的作用。在此基礎(chǔ)上提出了多種微生物共存下的空間位阻效應(yīng)理論，即固態(tài)發(fā)酵以氣相為連續(xù)相，這就使系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)、熱量、動(dòng)量傳遞受阻，這一方面使微生物之間不能得到充分的競(jìng)爭(zhēng)，從而保持了微生物的多樣性；另一方面，使發(fā)酵體系不同位置的氧氣含量、溫度等環(huán)境條件呈現(xiàn)差異性，導(dǎo)致發(fā)酵體系多樣化的環(huán)境體系。在多樣化的微環(huán)境體系和微生物多樣性的交互作用下，進(jìn)一步加劇發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)微生態(tài)體系的分化，勢(shì)必產(chǎn)生更為復(fù)雜的代謝產(chǎn)物，這就導(dǎo)致固態(tài)法白酒呈現(xiàn)更為復(fù)雜豐富的風(fēng)味體系。

最后，采用多種微生物共存下的空間位阻效應(yīng)理論，對(duì)固態(tài)發(fā)酵法白酒風(fēng)味豐富性及其與液態(tài)發(fā)酵法白酒風(fēng)味差異性的原因進(jìn)行了解釋。

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習(xí)酒十三五目標(biāo)：5年內(nèi)進(jìn)入白酒十強(qiáng)

本刊訊：據(jù)《酒業(yè)家》報(bào)道，貴州茅臺(tái)集團(tuán)習(xí)酒銷售公司總經(jīng)理?xiàng)钤圃?016年習(xí)酒經(jīng)銷商大會(huì)上表示，2015年習(xí)酒完成了目標(biāo)任務(wù)，銷售收入超過20億，同比增長(zhǎng)20 %以上。習(xí)酒的十三五愿景是，每年保持實(shí)現(xiàn)20 %以上的增長(zhǎng)，力爭(zhēng)十三五末實(shí)現(xiàn)翻一翻,5年內(nèi)習(xí)酒進(jìn)入全國(guó)白酒10強(qiáng)。公司2016年的營(yíng)銷思路包括：聚焦品牌、聚焦產(chǎn)品、聚焦市場(chǎng)、聚焦費(fèi)用、聚焦傳播模式。夯實(shí)根基市場(chǎng)、夯實(shí)市場(chǎng)基礎(chǔ)。市場(chǎng)建設(shè)“三”原則：三動(dòng)：指揮中心要?jiǎng)樱ㄏ蚯耙疲?、服?wù)重心要?jiǎng)樱ㄒN近經(jīng)銷商和消費(fèi)者）、活動(dòng)開展要?jiǎng)樱ɡ猛馇?65對(duì)開展的情況實(shí)施網(wǎng)絡(luò)化管控）。三不動(dòng)：價(jià)格堅(jiān)持不動(dòng)、凈化市場(chǎng)的決心不動(dòng)、努力實(shí)現(xiàn)2016年度目標(biāo)的信心不動(dòng)。

來源：酒業(yè)家2015-12-29

白酒專家鐘國(guó)輝新著發(fā)行

本刊訊：白酒專家鐘國(guó)輝新著《1956—1967年科學(xué)技術(shù)遠(yuǎn)景規(guī)劃與中國(guó)白酒現(xiàn)代化》一書出版發(fā)行，該書是鐘國(guó)輝先生親身經(jīng)歷和收集到的資料中的精華，鐘老為發(fā)展我國(guó)釀酒科學(xué)技術(shù)事業(yè)做出突出貢獻(xiàn)，享受國(guó)務(wù)院專家津貼。耄耋之年仍筆耕不綴，近年來他先后在多家媒體發(fā)表的60多篇文章和30多張行業(yè)活動(dòng)照片，都詳載于書中，為新中國(guó)白酒發(fā)展史提供借鑒。“老驥伏櫪、志在千里”恭祝鐘老健康長(zhǎng)壽，繼續(xù)為我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的白酒發(fā)展，獻(xiàn)上美麗贊歌！

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Steric Hindrance Effects in the Coexistence of Varieties of Microbes：Analysis of the Causes for Flavor Difference between Solid-fermentation Baijiu and Liquid-Fermentation Baijiu

WANG Xuliang1, CHEN Yao2, LI Hong1, WANG Deliang1, WANG Yijing1and ZHANG Wujiu1
(1.China National Research Institute of Food & Fermentation Industries, Beijing 100015；2. College of Life Science, Yantai University, Yantai, Shandong 264005, China)

Abstract:A clear understanding of the formation mechanism of rich flavoring compounds in solid-fermentation Baijiu is of great significance in innovative development of both solid-fermentation Baijiu and liquid-fermentation Baijiu. In this paper, based on the research data at home and abroad, the flavor richness of solid-fermentation Baijiu, the flavor difference between solid-fermentation Baijiu and liquid-fermentation Baijiu, and the important roles of flavor richness in Baijiu production were summed up firstly, then microbial diversity in liquor fermentation process was reviewed, and then steric hindrance effects in the fermentation process of solid-fermentation Baijiu and its effects on microbial diversity, fermenting system complexity, and liquor flavor richness were discussed from the angle of solid-fermentation Baijiu characteristics, finally, the theory named steric hindrance effects in the coexistence of varieties of microbes was put forward to explain the formation mechanism of rich flavoring compounds in solid-fermentation Baijiu.

Key words:fermentation engineering; Baijiu; flavor richness; steric hindrance effects; solid-fermentation Baijiu; liquid-fermentation Baijiu; microbial diversity

通訊作者：張五九。

作者簡(jiǎn)介：王旭亮(1984-)，男，河南洛陽(yáng)人，工程師，碩士，研究方向?yàn)獒劸瓶茖W(xué)與技術(shù)，E-mail：wang-xuliang@163.com。

收稿日期：2015-10-16

基金項(xiàng)目：國(guó)家863項(xiàng)目(2012AA021205)；“中國(guó)白酒3C計(jì)劃——傳統(tǒng)固態(tài)法白酒創(chuàng)新工藝研究”項(xiàng)目。

DOI：10.13746/j.njkj.2015401

中圖分類號(hào)：TS262.3；TS261.4；Q93-3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-9286（2016）01-0001-09