清香型白酒釀造中的微生物和風(fēng)味物質(zhì)研究

清香型白酒起源于我國(guó)北方黃河流域，至今已有1500多年的歷史。作為我國(guó)歷史優(yōu)秀的傳統(tǒng)酒類(lèi)，清香型白酒生產(chǎn)方式呈現(xiàn)開(kāi)放性的特點(diǎn)，整個(gè)釀造過(guò)程由多種微生物共同參與，含有近千種風(fēng)味物質(zhì)，具有清香純正、余味爽凈、醇甜柔和的特點(diǎn)，可謂是“清字當(dāng)頭，凈字到底”，深受廣大人民群眾的喜愛(ài)。因此，深層次分析和研究清香型白酒釀造中的微生物和風(fēng)味物質(zhì)，改進(jìn)優(yōu)化釀造工藝，對(duì)于我國(guó)飲品制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展意義深遠(yuǎn)，有利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展。

1.清香型白酒釀造工藝

按照酒曲成分，可將清香型白酒劃分成三大類(lèi)，分別是大曲、小曲與麩曲，其中“高粱”是三者主要的原料，但由于高粱的品種較多，不同品種高粱的支鏈淀粉、粗蛋白以及單寧含量等差異較大，因此膨脹系數(shù)、吸水性能以及糊化率等也呈現(xiàn)出了個(gè)性化的特點(diǎn)，在釀造清香型白酒的過(guò)程中，需要對(duì)高粱的品質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，確保其各方面參數(shù)符合技術(shù)規(guī)范，為白酒的品質(zhì)提供堅(jiān)實(shí)的保障。

通過(guò)對(duì)清香型白酒工藝流程的觀察和分析可知，整個(gè)釀造過(guò)程涉及到一系列復(fù)雜且繁瑣的內(nèi)容。清香型白酒的釀造由多個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)構(gòu)成，整體可概括為三大步驟，分別是清蒸清燒——地缸發(fā)酵——清蒸二次清。以“大曲清香”為例，在實(shí)際釀造的過(guò)程中，需要優(yōu)選品質(zhì)良好的高粱以及相關(guān)輔料，采用“清蒸技術(shù)”處理好高粱、輔料等，再按照一定的比例加入豌豆與大麥兩種材料，將各類(lèi)材料混合到一起后，會(huì)形成“低溫大曲”，將其作為糖化發(fā)酵劑。第一次蒸餾結(jié)束后，將低溫大曲加入到酒醅內(nèi)展開(kāi)第二次發(fā)酵，并做好整酒處理。上述操作結(jié)束后，篩選出酒醅丟棄后，就能夠獲得純正、柔和的大曲清香，其主要成分有兩個(gè)，一個(gè)是乙酸乙酯，另一個(gè)是乳酸乙酯，二者的比例直接關(guān)系到成品酒的質(zhì)量，控制在合理范圍內(nèi)，既能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)原材料的有效利用，避免造成不必要的資源浪費(fèi)，還能夠在最大程度上保障產(chǎn)品的品質(zhì)，提高成品酒的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

具體而言，應(yīng)用酒曲釀造工藝是我國(guó)清香型白酒的一大特色，這一工藝被國(guó)外釀酒專家稱之為堪比中國(guó)四大發(fā)明的存在，而“酒曲”本身是一種富含多種微生物菌的生態(tài)制品，因此分析清香型白酒釀造過(guò)程中的微生物，再對(duì)釀造工藝進(jìn)行科學(xué)的改進(jìn)和升級(jí)，有利于提高我國(guó)清香型白酒的釀造水平，強(qiáng)化飲品制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。

2.清香型白酒微生物的群落組成與作用研究

2.1 微生物的群落組成

在釀造清香型白酒的過(guò)程中，為保證產(chǎn)品的質(zhì)量，需要利用地缸等容器進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵。不同于濃香型白酒、醬香型白酒的窖池發(fā)酵，這種固態(tài)發(fā)酵所形成的微生物群落較為特殊，主要由兩部分組成，一部分是大曲微生物和酒醅微生物，另一部分是環(huán)境微生物，前者起主導(dǎo)作用，后者具有輔助作用。在整個(gè)固態(tài)發(fā)酵體系中，存在多種不同類(lèi)型的微生物，如乳酸菌、芽孢桿菌、細(xì)菌、霉菌以及放線菌等，這些微生物互相作用、彼此影響后，賦予清香型白酒獨(dú)特的風(fēng)味。

2.2 微生物作用分析

2.2.1 乳酸菌

乳酸菌對(duì)清香型白酒的影響較大，主要體現(xiàn)在酸度、風(fēng)味以及雜菌抑制三個(gè)方面。

其一，酸度調(diào)節(jié)。酸類(lèi)是清香型白酒釀造的關(guān)鍵元素，而乳酸是酸類(lèi)的重要組成部分。主要的形成機(jī)理為：乳酸菌經(jīng)過(guò)糖酵解反應(yīng)后，自動(dòng)生成丙酮酸，在乳酸脫氫酶的催化作用下，丙酮酸被還原成乳酸。乳酸調(diào)節(jié)發(fā)酵環(huán)境，使其保持在合理的pH范圍內(nèi)。當(dāng)發(fā)酵池的酸度適宜時(shí)，酵母的生長(zhǎng)速率將會(huì)有所升高，有利于酒精的生成，能夠大幅提高出酒率。

其二，風(fēng)味質(zhì)量。乳酸菌的發(fā)酵會(huì)生成大量的風(fēng)味物質(zhì)，其中就包括乳酸乙酯，該物質(zhì)的含量直接關(guān)系到清香型白酒的風(fēng)味。因此，利用乳酸菌催生乳酸乙酯，能夠提高白酒的風(fēng)味質(zhì)量，賦予白酒獨(dú)特的清香。

其三，雜菌抑制。味道的純正度是衡量清香型白酒是否合格的關(guān)鍵指標(biāo)，而影響清香型白酒味道的因素較多，其中就包括雜菌。因此如何有效抑制雜菌始終是白酒制造企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注和研究的問(wèn)題。權(quán)威研究表明，乳酸菌本身具有一定的去雜功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)白酒異味、雜味的有效抑制，確保清香型白酒的品質(zhì)達(dá)標(biāo)。

2.2.2 芽孢桿菌

對(duì)于清香型白酒而言，芽孢桿菌主要有兩個(gè)作用，一個(gè)是提高發(fā)酵效率。酶類(lèi)物質(zhì)在清香型白酒的釀造中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，而芽孢桿菌能夠產(chǎn)生多種酶類(lèi)，如蛋白酶、淀粉酶等，同時(shí)還能夠促進(jìn)蛋白粉與淀粉的快速分解，有助于提高發(fā)酵效率。另一個(gè)是改善白酒風(fēng)味。芽孢桿菌不僅能夠生成酶類(lèi)物質(zhì)，還能夠釋放各種醇類(lèi)物質(zhì)，并抑制雜菌的繁殖，發(fā)揮出抗菌的功能，當(dāng)雜菌的數(shù)量有所減少，醇類(lèi)、酶類(lèi)等有利于發(fā)酵的微生物增多后，清香型白酒的風(fēng)味就會(huì)得到明顯的改善，從而滿足消費(fèi)者對(duì)高質(zhì)量酒品的需求，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2.2.3 各類(lèi)功能菌

清香型白酒釀造的功能菌指的是酵母菌、霉菌與細(xì)菌，三者的功能作用呈現(xiàn)出個(gè)性化的特點(diǎn)，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

首先，酵母菌。酵母菌素有“發(fā)酵動(dòng)力”之稱，對(duì)于清香型白酒發(fā)酵效率的提升，起著積極的促進(jìn)作用。在白酒的釀造初期，各種非釀酒酵母大量存在于固態(tài)發(fā)酵體系中，如假絲酵母屬、畢赤酵母屬等。在這些非釀酒酵母的影響下，釀酒酵母的豐度較低，但隨著發(fā)酵時(shí)間的不斷推移，釀酒酵母逐漸取代非釀酒酵母，豐度日益升高。在發(fā)酵的7-8d，酵母菌的數(shù)量最多，但8d以后，發(fā)酵渡過(guò)頂火期，酵母菌的數(shù)量就會(huì)逐漸減少。

其次，霉菌。霉菌被稱為白酒釀造的“糖化動(dòng)力”，因?yàn)槊咕牡矸勖富钚暂^強(qiáng)，在發(fā)酵初期數(shù)量最多，起著糖化的作用，但當(dāng)發(fā)酵時(shí)間超過(guò)3d以后，霉菌的數(shù)量就會(huì)急速下降，甚至完全消失。

最后，細(xì)菌。細(xì)菌是風(fēng)味物質(zhì)形成的前提，常見(jiàn)的種類(lèi)較多，如微桿菌屬、棒狀氏菌屬以及節(jié)桿菌屬等都屬于典型的細(xì)菌。在清香型白酒釀造的全生命周期，細(xì)菌可能會(huì)出現(xiàn)二次、三次生長(zhǎng)的情況，對(duì)白酒風(fēng)味的影響較大。

3.清香型白酒中的風(fēng)味物質(zhì)研究

3.1 風(fēng)味物質(zhì)的鑒定分析實(shí)驗(yàn)

在研究清香型白酒內(nèi)的風(fēng)味物質(zhì)時(shí)，本文主要是采用實(shí)驗(yàn)論證的方式。準(zhǔn)備各種材料試劑、儀器設(shè)備，配置標(biāo)準(zhǔn)溶液。做好充足的準(zhǔn)備工作后，從專業(yè)的角度出發(fā)，配置65%乙醇水溶液，主要的配置方法為：準(zhǔn)備65mL的乙醇，將純凈水與乙醇混合到一起，形成100mL的混合物質(zhì)后，放置到冰箱內(nèi)留存待用，其中冰箱內(nèi)的溫度應(yīng)控制在4℃左右。在開(kāi)展清香型白酒風(fēng)味物質(zhì)單標(biāo)溶液的配置工作時(shí)，要選取甲醇、乳酸乙酯、乙醇以及乙酸乙酯等物質(zhì)的色譜純?nèi)芤?，?.22μm針式過(guò)濾器的作用下，對(duì)色譜純?nèi)芤哼M(jìn)行過(guò)濾后，保存在溫度≈4℃的冰箱內(nèi)。在開(kāi)展清香型白酒風(fēng)味物質(zhì)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置工作時(shí)，要在移液裝置的作用下，對(duì)風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行吸取，同時(shí)還要用65%的乙醇水溶液對(duì)風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行稀釋，經(jīng)過(guò)稀釋后濃度應(yīng)符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。將各種風(fēng)味物質(zhì)的質(zhì)量濃度稀釋到合理范圍內(nèi)后，從每個(gè)風(fēng)味物質(zhì)中提取200μm，將各個(gè)風(fēng)味物質(zhì)攪拌混合均勻后，制備成標(biāo)準(zhǔn)溶液，儲(chǔ)存到適宜的環(huán)境內(nèi)。上述操作結(jié)束后，還要控制好色譜條件，主要是將各個(gè)環(huán)節(jié)的溫度控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，整個(gè)工藝流程為：40℃→維持2min→升高到45℃→維持2min→升高到100℃→維持2min→升高到210℃。依次進(jìn)行。除此之外，還要嚴(yán)格控制氫氣、空氣以及載氣流速等關(guān)鍵的技術(shù)參數(shù)，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

3.2 主要風(fēng)味物質(zhì)

通過(guò)對(duì)氣相色譜法的合理應(yīng)用，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出各種風(fēng)味物質(zhì)在清香型白酒中的含量，如下所述：

3.2.1 酸性風(fēng)味物質(zhì)

酸性風(fēng)味物質(zhì)指的是乙酸，這種物質(zhì)對(duì)白酒風(fēng)味的影響較大，平均含量在650mg·mL-1左右。由此可知，在釀造白酒的過(guò)程中，也應(yīng)按照這一數(shù)值控制酸性風(fēng)味物質(zhì)。

3.2.2 醇類(lèi)物質(zhì)

醇類(lèi)物質(zhì)作為白酒的重要組成部分，具有襯托醇香，使香氣更加濃郁、豐滿的功能，且能夠延長(zhǎng)香氣的持續(xù)時(shí)間。最終的檢測(cè)結(jié)果表明，甲醇在清香型白酒中的含量為165.60mg·mL-1，能夠滿足白酒對(duì)香氣和品質(zhì)的要求，且有利于提高白酒的酒精含量，強(qiáng)化產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。

3.2.3 酯類(lèi)物質(zhì)

脂類(lèi)物質(zhì)指的是乙酸乙酯與乳酸乙酯，前者的含量為1552.59mg·mL-1，后者的含量為5056.01mg·mL-1。經(jīng)實(shí)踐證明，將該物質(zhì)的含量控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，對(duì)于白酒香氣的提升，具有重要的保障作用。

4.微生物對(duì)清香型白酒風(fēng)味物質(zhì)形成的影響機(jī)制

4.1 微生物代謝途徑與風(fēng)味物質(zhì)生成

在清香型白酒釀造期間，微生物的代謝途徑主要有兩個(gè)，分別是糖化與發(fā)酵。其中糖化指的是在釀造過(guò)程中，微生物對(duì)高粱內(nèi)部的淀粉進(jìn)行轉(zhuǎn)換，獲得糖，這一工藝程序由霉菌負(fù)責(zé)。發(fā)酵是微生物的另一代謝途徑，指的是酒精發(fā)酵與醋酸發(fā)酵。前者主要是酵母菌應(yīng)用霉菌生成的糖對(duì)酒精進(jìn)行發(fā)酵，在這一過(guò)程中，會(huì)將葡萄糖轉(zhuǎn)化成兩種物質(zhì)，一種是乙醇，另一種是二氧化碳，該工藝環(huán)節(jié)的運(yùn)行質(zhì)量，直接關(guān)系到酒品的酒精含量以及風(fēng)味特性。醋酸發(fā)酵是在一定技術(shù)條件下，利用醋酸菌對(duì)乙醇進(jìn)行氧化，獲得醋酸后，給予白酒清香的風(fēng)味。

4.2 微生物間的相互作用對(duì)風(fēng)味的影響

在固態(tài)發(fā)酵體系中，各類(lèi)微生物以共生、競(jìng)爭(zhēng)、寄生的關(guān)系存在，影響著整個(gè)發(fā)酵過(guò)程。清香型白酒的開(kāi)放式混菌發(fā)酵工藝，主要就是利用不同微生物的相互作用關(guān)系，維持微生物群落的穩(wěn)定性，再調(diào)節(jié)控制風(fēng)味，為清香風(fēng)味的形成奠定良好的基礎(chǔ)。

各類(lèi)微生物在固態(tài)發(fā)酵體系中互相競(jìng)爭(zhēng)但又彼此依存，共同賦予白酒清香、濃郁的風(fēng)味。其中酵母菌與霉菌兩大功能菌，在工藝溫度較低的條件下，生長(zhǎng)質(zhì)量和代謝速度會(huì)顯著升高，能夠大幅度提高發(fā)酵效率，減少發(fā)酵周期，最多可減少30d，同時(shí)，酵母菌還能夠產(chǎn)醇生香，而霉菌則起著均衡內(nèi)部水分的作用。此外，功能菌的重要組成部分細(xì)菌，在初次生成、二次生成與三次生成的漫長(zhǎng)周期中，可釋放香味成分，改善白酒的風(fēng)味。

結(jié)論

綜上所述，傳統(tǒng)酒類(lèi)清香型白酒的釀造具有技術(shù)工藝復(fù)雜、環(huán)節(jié)程序繁多等特點(diǎn)，一旦操作不當(dāng)，不僅會(huì)浪費(fèi)大量的資源，還會(huì)影響到酒品的風(fēng)味，導(dǎo)致酒品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不足，給企業(yè)造成難以挽回的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在釀造清香型白酒的過(guò)程中，要充分了解各類(lèi)微生物對(duì)釀造工藝的影響，并掌握各種風(fēng)味物質(zhì)的形成影響機(jī)制，確保釀造工藝的具有專業(yè)性與合理性，為酒品的質(zhì)量提供堅(jiān)實(shí)的保障，促進(jìn)我國(guó)飲品制造業(yè)的長(zhǎng)久穩(wěn)健發(fā)展。研究成果具備一定的理論參考和實(shí)踐指導(dǎo)價(jià)值，能夠?yàn)槲覈?guó)飲品制造業(yè)更好的釀造清香型白酒提供科學(xué)的指導(dǎo)、指明正確的方向。

作者簡(jiǎn)介

萬(wàn)思東（1993.08-），男，漢族，四川瀘州人，釀酒工程助理工程師，本科；研究方向：釀酒。