鳳香型酒醅中理化指標(biāo)、功能酶活及微生物變化的研究

楊美媛，孟勤燕，張 艷，白莉圓，徐 晨，張永利，閆宗科

（陜西西鳳酒股份有限公司，陜西鳳翔 721406）

白酒釀造是我國(guó)古代科技水平的體現(xiàn)，已有近千年的歷史，中國(guó)白酒獨(dú)特的釀造工藝在世界蒸餾酒舞臺(tái)上也始終占據(jù)著重要位置。近年來(lái)，隨著白酒行業(yè)的發(fā)展以及人們對(duì)白酒認(rèn)識(shí)的逐漸加深，各大名酒企業(yè)也在釀酒基礎(chǔ)科研這一環(huán)節(jié)增加投入，增強(qiáng)技術(shù)研發(fā)能力，其中對(duì)釀酒微生物的研究已成為各酒廠科研領(lǐng)域中的熱點(diǎn)。

西鳳酒是以中高溫制曲、熱擁法生產(chǎn)、土窖短期發(fā)酵、酒海儲(chǔ)藏等工藝而生產(chǎn)出的一類(lèi)白酒，作為鳳香型白酒的典型代表，其生產(chǎn)工藝有別于其他香型白酒。以高粱為原料，加以?xún)?chǔ)存期滿(mǎn)的大曲進(jìn)行泥窖固態(tài)發(fā)酵，經(jīng)曲種混合發(fā)酵后即形成西鳳酒的酒醅。酒醅作為微生物發(fā)酵的主要載體和白酒呈香物質(zhì)的直接來(lái)源，其原料利用程度、發(fā)酵條件控制、微生物體系消長(zhǎng)變化等直接影響出酒率和最終的風(fēng)味與口感。在酒醅發(fā)酵過(guò)程中，理化指標(biāo)會(huì)影響其中微生物的生長(zhǎng)代謝、酶的活性，進(jìn)而造成微生物群落的改變。在鳳香型白酒釀造過(guò)程中，液化酶、糖化酶主要由霉菌所產(chǎn)生，可將高分子淀粉分解為葡萄糖；酵母菌則是發(fā)酵動(dòng)力，將葡萄糖轉(zhuǎn)化成乙醇，直接關(guān)系著白酒的出酒率；細(xì)菌作為生香動(dòng)力，將淀粉、蛋白質(zhì)、脂類(lèi)等物質(zhì)經(jīng)過(guò)多步復(fù)雜反應(yīng)生成白酒中香氣成分，賦予鳳香型白酒獨(dú)有的風(fēng)格特征。本實(shí)驗(yàn)對(duì)酒醅在發(fā)酵過(guò)程中各項(xiàng)理化指標(biāo)、功能酶活性及微生物群落的變化進(jìn)行追蹤檢測(cè)，尋找各因子動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，從更加微觀的角度來(lái)認(rèn)識(shí)鳳型白酒生產(chǎn)工藝，從而為指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)工作提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

樣品：酒醅樣品取自制酒車(chē)間編號(hào)為5#和6#兩個(gè)窖池，跟蹤酒醅發(fā)酵全過(guò)程。

試劑：三羥甲基氨基甲烷、酒石酸鉀鈉、三氯乙酸、乳酸、干酪素、己酸、丙酸辛酯等均為分析純。

儀器設(shè)備：氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀GC 6890-MS 597，美國(guó)Agilent 公司；固相微萃取頭50/30 μm DVB/CAR/PDMS，美國(guó)Supelco 公司；固相微萃取自動(dòng)進(jìn)樣器（MPS 2），德國(guó)Gerstel 公司；冷凍高速離心機(jī)DH-2000R，上海德洋意邦儀器有限公司；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)TU-1810S，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；生化培養(yǎng)箱SPX-250-Ⅱ，上海龍躍儀器設(shè)備有限公司；立式壓力蒸汽滅菌器，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司；恒溫水浴鍋SYG-2S，常州朗越儀器制造有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 取樣

每個(gè)窖池選擇上中下三層取樣，每層選中間及兩角為取樣點(diǎn)，共9 個(gè)點(diǎn)進(jìn)行取樣。分別取入池0 d、2 d、5 d、8 d、14 d、18 d、22 d、26 d 的酒醅樣，-20 ℃冷藏備用。

1.2.2 理化指標(biāo)檢測(cè)

還原糖測(cè)定方法：直接滴定法，參照GB 5009.7—2016。

水分、酸度、淀粉、酒精度測(cè)定：參照QB/T 4257—2011《釀酒大曲通用分析方法》。

溫度：用溫度計(jì)直接插入酒醅中進(jìn)行測(cè)量。

1.2.3 功能性酶活力測(cè)定

脂肪酶測(cè)定方法：參照文獻(xiàn)；酯化酶測(cè)定方法：參照文獻(xiàn)；糖化酶、α-淀粉酶測(cè)定方法：參照文獻(xiàn)。

1.2.4 微生物群落多樣性檢測(cè)

酒醅樣品送上海派森諾生物科技有限公司，利用Illumina平臺(tái)進(jìn)行高通量測(cè)序分析。提取酒醅微生物總基因組后，對(duì)細(xì)菌16S V3—V4 區(qū)和真菌的ITS1區(qū)擴(kuò)增子測(cè)序分析。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

采用Origin進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 酒醅發(fā)酵過(guò)程中理化指標(biāo)分析

如圖1 所示，在發(fā)酵過(guò)程中溫度先升高再緩慢降低，最后趨于穩(wěn)定。在發(fā)酵0～2 d，酒醅溫度較低在20～21 ℃，2～18 d 溫度逐漸升高且在18 d 時(shí)達(dá)到最高為31.5 ℃，后期又有所回落。這可能由于前期微生物還未完全適應(yīng)環(huán)境，生長(zhǎng)代謝緩慢，溫度處于較低水平；中期隨著微生物對(duì)環(huán)境逐漸適應(yīng)，開(kāi)始大量增殖，代謝產(chǎn)熱使得酒醅溫度逐漸升高；發(fā)酵后期酒醅酸度達(dá)到較高水平，加之溫度較高，部分不耐酸、不耐熱的微生物生長(zhǎng)受到限制或逐漸消失，溫度有所降低。酒醅中水分含量先增長(zhǎng)后趨于穩(wěn)定。酒醅發(fā)酵過(guò)程中水分來(lái)源有兩方面，一是生產(chǎn)時(shí)人為加入的水，二是發(fā)酵過(guò)程中生理生化反應(yīng)、微生物代謝所產(chǎn)生的水。發(fā)酵前期酒醅中淀粉被利用轉(zhuǎn)化成乙醇產(chǎn)生水分，發(fā)酵至14 d 后，隨著酒醅環(huán)境變化，淀粉轉(zhuǎn)化速率減小，水分含量變化不大。

圖1 酒醅發(fā)酵過(guò)程中溫度、水分變化情況

如圖2 所示，酸度在酒醅發(fā)酵過(guò)程中呈現(xiàn)先降低后升高趨勢(shì)。酒醅中酸度主要來(lái)源于部分微生物產(chǎn)酸代謝和脂肪、淀粉、蛋白質(zhì)的降解。發(fā)酵前期霉菌、酵母菌大量增殖在酒醅中占據(jù)主導(dǎo)地位，中后期隨著營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及氧的消耗，酵母菌逐漸衰亡，此時(shí)部分厭氧及兼性厭氧細(xì)菌大量增殖產(chǎn)生多種有機(jī)酸，使得酒醅酸度迅速升高。

圖2 酒醅發(fā)酵過(guò)程中理化指標(biāo)變化情況

淀粉含量在發(fā)酵過(guò)程中整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。發(fā)酵開(kāi)始時(shí)原料中淀粉含量較高，營(yíng)養(yǎng)豐富，微生物代謝旺盛，淀粉轉(zhuǎn)化速率高；后期由于體系酸度升高影響酶活性以及酵母菌逐漸衰亡，淀粉含量逐漸降低至趨于平穩(wěn)。

還原糖含量在發(fā)酵過(guò)程呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。在發(fā)酵前期微生物繁殖，糖化速度加快，故而還原糖逐漸積累含量升高。隨后產(chǎn)生的還原糖不斷被利用，且隨著酒醅中酸度的升高，抑制糖化酶的活力使還原糖含量降低。

酒精含量在發(fā)酵過(guò)程中整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。酒精度反映了酒醅發(fā)酵過(guò)程中乙醇產(chǎn)生情況，發(fā)酵0～5 d 酵母菌主要進(jìn)行有氧增殖，5～18 d 進(jìn)行無(wú)氧酒精發(fā)酵，后期隨著環(huán)境體系的變化，酵母菌的生長(zhǎng)代謝受到抑制，酒精含量基本趨于穩(wěn)定。

2.2 酒醅發(fā)酵過(guò)程中功能性酶活變化規(guī)律

2.2.1 酒醅發(fā)酵過(guò)程中酯化酶活力變化規(guī)律

圖3 酒醅中酯化酶活力變化

2.2.2 酒醅發(fā)酵過(guò)程中脂肪酶活力變化規(guī)律

如圖4 所示，酒醅中脂肪酶活性隨發(fā)酵時(shí)間總體處于動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程。在發(fā)酵前期，脂肪酶活性處于上升趨勢(shì)且在第8 天達(dá)到最高值，隨后急劇下降；發(fā)酵后期，脂肪酶活性呈現(xiàn)緩慢上升趨勢(shì)。脂肪酶是一種特殊的酯鍵水解酶，它可作用于甘油三酯的酯鍵，使甘油三酯降解為甘油單酯、單甘油酯、甘油和脂肪酸。鳳香型白酒生產(chǎn)過(guò)程中脂肪酶可作用于代謝產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)一系列生化反應(yīng)進(jìn)而轉(zhuǎn)化為呈香物質(zhì)。

圖4 酒醅中脂肪酶活力變化

2.2.3 酒醅發(fā)酵過(guò)程中α-淀粉酶活力變化規(guī)律

如圖5 所示，在酒醅整個(gè)發(fā)酵周期中，α-淀粉酶活力呈現(xiàn)逐漸降低趨勢(shì)。在剛?cè)氤貢r(shí)最高，發(fā)酵初期α-淀粉酶活力先急速降低，第5 天出現(xiàn)短暫升高，之后逐漸降低。α-淀粉酶即液化酶，能夠?qū)⒌矸鬯鉃殚L(zhǎng)短不一的短鏈糊精和少量的低分子量糖類(lèi)。在發(fā)酵前期霉菌大量繁殖，酸度、溫度均較低，α-淀粉酶的活性較高，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，酒醅中酸度迅速增加，α-淀粉酶的活力呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

圖5 酒醅中α-淀粉酶活力變化

2.2.4 酒醅發(fā)酵過(guò)程中糖化酶活力變化規(guī)律

如圖6 所示，在酒醅整個(gè)發(fā)酵周期中，糖化酶活力呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)。從入池至發(fā)酵第2天快速升高且達(dá)到最大值，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，在第5～14 天酶活急劇下降，隨后糖化酶活力緩慢降低。糖化酶即α-1,4-葡萄糖水解淀粉酶，是一種從淀粉的非還原性末端開(kāi)始依次水解α-1,4-葡萄糖苷鍵生成葡萄糖的酶。糖化酶主要是由曲霉菌所產(chǎn)生的，在發(fā)酵初期，霉菌快速生長(zhǎng)繁殖，淀粉原料被快速分解，在發(fā)酵中后期霉菌逐漸消亡，糖化酶的活力逐漸降低。

由上可知，“農(nóng)業(yè)為主”論在教育界乃至政界均有一定的共識(shí)，他們認(rèn)為中國(guó)“以農(nóng)立國(guó)”，而且現(xiàn)實(shí)國(guó)情也要求中國(guó)應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)發(fā)展農(nóng)業(yè)，因此發(fā)展生產(chǎn)教育應(yīng)當(dāng)以農(nóng)業(yè)為主。其中又有“農(nóng)業(yè)為主，工業(yè)為輔”與單純強(qiáng)調(diào)“農(nóng)業(yè)為主”兩種觀點(diǎn)的區(qū)別。

圖6 酒醅中糖化酶活力變化

2.3 酒醅發(fā)酵過(guò)程中微生物群落多樣性變化規(guī)律分析

2.3.1 真菌物種分類(lèi)學(xué)分析

由圖7 可看出，酒醅中真菌群落歸屬于4 個(gè)真菌門(mén)，分別為子囊菌門(mén)（Ascomycota）、毛霉亞門(mén)（Mucoromycota）、擔(dān)子菌門(mén)（Basidiomycota）、被孢霉菌門(mén)（Mortierellomycota），其中子囊菌門(mén)在酒醅發(fā)酵過(guò)程中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，相對(duì)豐度在94 %以上。研究顯示清香型白酒酒醅中子囊菌門(mén)也是優(yōu)勢(shì)菌門(mén)。

圖7 酒醅門(mén)水平真菌群落組成分布

圖8 為酒醅發(fā)酵過(guò)程中真菌屬水平下豐度組成top10 的真菌，按照物種豐度大小依次為、、、、、、、、。其中相對(duì)豐度占比為25.08 %～39.78 %，這可能是入池（0 d）時(shí)大曲、高粱、釀酒環(huán)境中帶入部分，相對(duì)豐度較高，發(fā)酵前期需要適應(yīng)環(huán)境，豐度占比稍有降低，中期大量增殖后相對(duì)豐度再次增大，后期受溫度、氧氣、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等條件的限制相對(duì)豐度又逐漸降低。相對(duì)豐度為14.28 %～37.18 %，前期相對(duì)豐度占比較大，發(fā)酵2～5 d 后隨著乙醇大量積累，溫濕度增大，其他細(xì)菌開(kāi)始增殖，生長(zhǎng)受到限制，相對(duì)豐度有所降低，后期部分繼續(xù)增殖，相對(duì)豐度稍有增大。在發(fā)酵前期占比較大，中后期豐度降低動(dòng)態(tài)穩(wěn)定在6.47 %～8.72 %，這可能是因?yàn)榍捌诖笄鷰氩糠郑沟秘S度較大，中后期受發(fā)酵條件限制，相對(duì)豐度降低后沒(méi)有繼續(xù)增殖。存在于酒醅發(fā)酵的中后期，發(fā)酵5 d時(shí)相對(duì)豐度達(dá)到峰值為16.05%，后期降低至1.43%～5.35%之間。相對(duì)豐度為0.57%～3.27%，發(fā)酵14～18 d時(shí)豐度較大，前后期均處于較低水平。存在于酒醅發(fā)酵的中后期，第5 天和第26 天相對(duì)豐度較大為3.66 %和3.91 %，中間受溫度、酸度等影響豐度較低在0.44 %～0.85 %之間。、、、在酒醅發(fā)酵過(guò)程中占比很小，相對(duì)豐度都在1 %以下，且只存在于某一時(shí)期。綜上所述，和在酒醅發(fā)酵過(guò)程中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，受乙醇濃度，酸度，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗以及微生物代謝產(chǎn)物的積累等條件影響，相對(duì)豐度呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化。

圖8 酒醅中真菌屬水平top10物種組成分布

2.3.2 真菌Alpha多樣性分析

通過(guò)Illumina高通量測(cè)序?qū)契l(fā)酵過(guò)程中的8 個(gè)樣本進(jìn)行真菌多樣性分析，在97%相似度水平下對(duì)序列聚類(lèi)并進(jìn)行OTU劃分，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 酒醅真菌Alpha 多樣性指數(shù)

表1 中coverage 是所有樣本序列的覆蓋率，其數(shù)值在0.985606～0.999998 之間，表明本次測(cè)序結(jié)果能完整反映酒醅中真菌菌群組成的真實(shí)情況。Chao1 和Observed_species 指數(shù)主要表征樣本中物種豐富度，其數(shù)值越大，表明樣本中包含物種的數(shù)目越多。Shannon 指數(shù)主要表征樣本中物種多樣性，數(shù)值越大表明樣本的多樣性越高。

由表1 可知，發(fā)酵的不同時(shí)期，酒醅中真菌的群落多樣性差異較小，而豐富度差異較大。入池至發(fā)酵5 d 期間，酒醅中真菌的Chao1、Observed_species 指數(shù)較低，表明發(fā)酵初期酒醅中真菌群落的豐富度較低；8～14 d 時(shí)Chao1 和Observed_species 指數(shù)增大，即此時(shí)酒醅中真菌群落豐富度增大；14～22 d 時(shí)，低氧、高溫等條件導(dǎo)致某些好氧、不耐高溫微生物數(shù)量下降，豐富度也隨之降低；26 d 樣品的Chao1 指數(shù)最高，表明出池酒醅中真菌群落豐富度最大，可能是因?yàn)槌龀鼐契佑|大量空氣，混入了一些空氣微生物。

2.3.3 真菌β-多樣性分析（層次聚類(lèi)分析）

圖9 中左側(cè)為8 個(gè)樣本的層次聚類(lèi)樹(shù)，右側(cè)為聚類(lèi)結(jié)果對(duì)應(yīng)的樣本屬水平top10 物種豐度。圖中所有樣本被分為兩大類(lèi)，發(fā)酵前期（0～5 d）被分為一類(lèi)，中后期（8～26 d）被分為一類(lèi)，兩大類(lèi)下又分為多個(gè)小類(lèi)。整體而言，酒醅發(fā)酵的中后期樣本中真菌群落結(jié)構(gòu)與前期差異較大。

圖9 酒醅樣本中真菌聚類(lèi)樹(shù)

2.3.4 細(xì)菌物種分類(lèi)學(xué)分析

由圖10 可知，酒醅發(fā)酵過(guò)程中門(mén)水平下共檢測(cè)出23 種細(xì)菌門(mén)，分別為厚壁菌門(mén)（Firmicutes）、變形菌門(mén)（Proteobacteria）、放線(xiàn)菌門(mén)（Actinobacteria）、擬桿菌門(mén)（Bacteroidetes）等。發(fā)酵前期酒醅中Firmicutes 和Proteobacteria 占主導(dǎo)地位，中后期Firmicutes 迅速增長(zhǎng)成為優(yōu)勢(shì)菌群，在發(fā)酵過(guò)程中占絕對(duì)主導(dǎo)地位，相對(duì)豐度達(dá)95 %以上。這與醬香型白酒、濃香型白酒、清香型白酒發(fā)酵過(guò)程中細(xì)菌菌群變化規(guī)律相似，表明白酒發(fā)酵過(guò)程中細(xì)菌菌群多樣性會(huì)隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)而降低，發(fā)酵微生物體系由多菌群共同作用逐漸演變?yōu)镕irmicutes 主導(dǎo)的單一體系。

圖10 酒醅門(mén)水平細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成

圖11 為酒醅發(fā)酵過(guò)程中細(xì)菌屬水平top10 的細(xì)菌，依據(jù)相對(duì)豐度大小依次為、、、、、、、、、。由圖11 可知，入池酒醅中細(xì)菌多樣性豐富，、、相對(duì)豐度分別為31.53 %、16.37 %、14.80%，在細(xì)菌菌群中占比較大。在發(fā)酵前期相對(duì)豐度較低，隨著發(fā)酵期的延長(zhǎng)，相對(duì)豐度從16.27%迅速升至90%以上，從發(fā)酵的第14天開(kāi)始，相對(duì)豐度增長(zhǎng)速率減緩，直至26 d 發(fā)酵結(jié)束時(shí)相對(duì)豐度達(dá)到99.12 %。在酒醅發(fā)酵過(guò)程中主要代謝碳水化合物產(chǎn)生乳酸、乙酸等有機(jī)酸，是一類(lèi)兼性厭氧菌，耐酸性較好，酒醅發(fā)酵時(shí)溫度、酸度逐漸升高及后期氧含量逐漸減少，此時(shí)環(huán)境條件不利于大部分細(xì)菌生長(zhǎng)，但為創(chuàng)造了良好的生長(zhǎng)環(huán)境，因而后期占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。在發(fā)酵前期占比較大，相對(duì)豐度為5.95%～19.51%，后期相對(duì)豐度降低，占比不足1 %。在發(fā)酵的第2 天相對(duì)豐度達(dá)到峰值為40.57 %，在0 d 時(shí)相對(duì)豐度為16.37 %，后期隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)相對(duì)豐度逐漸降低，22 d 后不被檢出，表明酒醅發(fā)酵環(huán)境不利于的繁殖，后期逐漸衰亡。（相對(duì)豐度0.47 %～6.22 %）、（相對(duì)豐度0.06 %～5.78 %）、（相對(duì)豐度0.47 %～4.26 %）、（相對(duì)豐度0.17 %～1.94 %）、（相對(duì)豐度0.26 %～2.07 %）、（相對(duì)豐度0.29%～1.86%）均存在于酒醅發(fā)酵的前期和中期（0～14 d），前期相對(duì)豐度較高，中期相對(duì)豐度逐漸減小，發(fā)酵至14 d 后基本不被檢出。綜上所述，酒醅發(fā)酵前期微生物種類(lèi)豐富，隨著發(fā)酵過(guò)程的推進(jìn)，部分細(xì)菌因不能適應(yīng)較高的乙醇濃度和高酸環(huán)境，生長(zhǎng)受到抑制或死亡；細(xì)菌菌群的多樣性和豐富度逐漸降低，后期耐酸性強(qiáng)的迅速增殖成為優(yōu)勢(shì)菌，占比達(dá)到90%以上。

圖11 酒醅屬水平top10細(xì)菌組成柱狀圖

2.3.5 細(xì)菌Alpha 多樣性分析

通過(guò)Illumina高通量測(cè)序?qū)契l(fā)酵過(guò)程中的8 個(gè)樣本進(jìn)行細(xì)菌多樣性分析。在97 %相似度水平下對(duì)序列聚類(lèi)并進(jìn)行OTU劃分，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 酒醅中細(xì)菌的Alpha多樣性指數(shù)

由表2 可知，酒醅中細(xì)菌群落多樣性及豐富度在發(fā)酵的前期和后期差異較大。發(fā)酵前期細(xì)菌菌群Chao1 指數(shù)和Observed_species 指數(shù)都比較高，表明這一時(shí)期酒醅中細(xì)菌大量繁殖，菌落豐富度逐漸增大，即細(xì)菌種類(lèi)增多；發(fā)酵5～26 d，Chao1 指數(shù)和Observed_species 指數(shù)逐漸減小，細(xì)菌群落豐富度逐漸降低，這與酒醅發(fā)酵期間窖池中氧含量、溫度、酒醅水分含量、酸度等有關(guān)，發(fā)酵中后期窖池中高溫、低酸、低氧等環(huán)境導(dǎo)致大部分細(xì)菌死亡，只有乳桿菌、鞘脂單胞菌、醋桿菌等對(duì)不利環(huán)境耐受性好的菌存活。菌群多樣性表征指數(shù)Shannon 指數(shù)在發(fā)酵的0～8 d 較高，后期較低，這也是因?yàn)榘l(fā)酵前期微生物大量繁殖種類(lèi)較多，多樣性豐富，后期隨著部分微生物的死亡，菌群多樣性降低。

2.3.6 細(xì)菌β-多樣性分析（層次聚類(lèi)分析）

圖12 為酒醅中細(xì)菌樣本層次聚類(lèi)樹(shù)，圖中所有樣本被分為兩大類(lèi)，發(fā)酵前期（0～8 d）為第一類(lèi)，后期（14～26 d）為第二類(lèi)，兩大類(lèi)下又分為多個(gè)小類(lèi)。從右側(cè)細(xì)菌屬水平top10 分布來(lái)看，第一類(lèi)中細(xì)菌多樣性和豐富度高，第二類(lèi)中細(xì)菌結(jié)構(gòu)單一，表明酒醅發(fā)酵前后期樣本中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)差異較大。

圖12 酒醅樣本中細(xì)菌聚類(lèi)樹(shù)

3 結(jié)論

酒醅發(fā)酵過(guò)程是白酒釀造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接關(guān)系著白酒產(chǎn)質(zhì)量的高低。研究結(jié)果表明，在發(fā)酵過(guò)程中酒醅溫度變化符合“前緩、中挺、后緩落”的變化規(guī)律，隨著溫度的升高，酒醅中水分含量、酸度、酒精度隨發(fā)酵時(shí)間的推進(jìn)有所上升，淀粉在淀粉酶系作用下逐漸分解，還原糖在發(fā)酵前期部分積累后也隨著微生物的增殖以及發(fā)酵的進(jìn)行被大量消耗，含量逐漸減少。酒醅的酸度是非常重要的工藝參數(shù)，在一定程度上反映了微生物的生長(zhǎng)代謝情況，淀粉和還原糖則可以反映發(fā)酵的進(jìn)行程度，酒精度也是生產(chǎn)工藝上一個(gè)重要參考指標(biāo)。這些理化指標(biāo)控制在合理范圍之內(nèi)，是保證產(chǎn)酒質(zhì)量的基本條件。

微生物區(qū)系是白酒釀造的動(dòng)力來(lái)源，主要包括霉菌、酵母菌、細(xì)菌以及放線(xiàn)菌等。在鳳香型酒醅發(fā)酵過(guò)程中真菌和占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，細(xì)菌以、、為主。糖化酶和液化酶主要由霉菌產(chǎn)生，部分根霉菌也有產(chǎn)生脂肪酶和乙醇的能力，可以催化有機(jī)酸與醇生成酯類(lèi)物質(zhì)；酯化酶主要來(lái)源于酵母菌和霉菌。在酒醅發(fā)酵前、中期，水分、溫度、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等條件適宜，酵母菌和霉菌快速繁殖，各種酶活性較高，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，酸度、酒精度等理化指標(biāo)含量增加，酶活隨之降低；在發(fā)酵后期，酵母菌、霉菌大量衰亡，細(xì)菌逐漸成為優(yōu)勢(shì)種屬，尤其部分耐酸耐酒精細(xì)菌占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。在整個(gè)酒醅發(fā)酵過(guò)程中理化指標(biāo)與功能酶活性變化與微生物群落變化相一致，呈現(xiàn)一定的作用規(guī)律。

綜上所述，酒醅中各種功能酶的產(chǎn)生主要來(lái)源于微生物代謝，酒醅理化指標(biāo)的變化則會(huì)影響各種功能酶的活性變化和微生物的生長(zhǎng)情況，這三者之間相互作用，聯(lián)系緊密。掌握了酒醅在發(fā)酵過(guò)程中的物質(zhì)變化規(guī)律與微生物群落變化，可以更加清楚認(rèn)識(shí)到兩者之間的相互作用，為后續(xù)指導(dǎo)生產(chǎn)工作提供理論支撐。