白酒酿造中微生物的相关作用.docx

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白酒酿造中微生物的相关作用

课堂报告名称：

白酒酿造中微生物的相关作用

一、课堂报告依据的知识背景

1、发酵是指微生物细胞在无氧条件下，将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量，并产生各种不同的代产物。

2、生物体葡萄糖被降解主要分为EMP途径、HMP途径、ＥＤ途径和磷酸解酮酶途径４种。

3、生态系统——在一定区域生活的生物与其非生物环境之间相互紧密结合而形成的系统。

4、种群关系和群落演替

4.1种群关系

1）种群定义：

在一定时间里生活在同一生境的同一体细胞生长形成的生物群体

2）关系：

A、互生——两种可单独生活的生物，当它们在一起的时，通过各自的代活动而有利于对方，或者偏利于一方的生活方式。

这是一种“可分可合，合比分好”的松散的相互关系。

如在曲酒生产中，根霉或曲霉分解淀粉生成可发酵性糖，供酵母菌生长和发酵利用。

B、共生——是指两种生物共居在一起，相互分工合作、相依为命，甚至形成在生理上表现出一定分工、在组织和形态上产生新结构的特殊共生体的一种相互关系，可以看做是互生关系的发展。

共生形式主要有以下几种：

①微生物间的共生，②微生物与植物之间的共生，③微生物与动物间的共生。

C、拮抗——又称抗生，指由某种生物所产生的特定的代产物抑制它种生物的生长发育甚至杀死它们的一相互关系。

此外，有时因某种微生物的生长而引起其他条件的改变，从而抑制它种微生物的现象。

拮抗关系可以划分为特异性拮抗和非特异性拮抗。

非特异性拮抗作用没有选择性。

特异性拮抗作用是微生物产生特殊的此生代产物，特异性的抑制或杀死一种或少数几种微生物，即这些产物的作用具有选择性，他们包括抗生素和细菌素。

产生抗生素的微生物称为抗生菌，细菌素是一些细菌产生的能抑制或者杀死同种细菌不同菌株的蛋白质类物质，具有高度特异性。

如在乳酸发酵中，乳酸细菌的生命活动产生大量的乳酸，阻碍了腐败细菌的生长。

D、捕食——又称猎食，一般指一种大型的生物直接捕捉、吞食一种小型生物以满足营养的需求的相互关系。

对微生物来说一般有以下几种情况：

①原生动物吞食细菌和藻类；②黏细菌吞食细菌和其他微生物；③真菌不是线虫和其他原生动物等。

在极端条件下，不是这的吞食可能被捕食者种群的消失，进而威胁到捕食者的本身的生存。

但在一般条件下总有部分生命力强的被捕食者能够逃脱，并能在捕食者因食物短缺而削减时重新繁殖起来，所以捕食者与被捕食者的种群数量是一个交替消长的过程。

E、寄生——是一种微生物生活在另一种微生物的表面或体，从后者取得营养。

前者为寄生物，后者为寄主。

寄生可分为细胞寄生和细胞外寄生，专性寄生和兼性寄生等。

外寄生中的寄生物仅寄生在寄主细胞上，相互关系的特异性较弱，寄生物也具有兼性寄生的特点。

寄生是寄生物在寄主细胞，相互关系的特异性较强。

寄生形式主要有：

①噬菌体-细菌之间寄生；②蛭弧菌-细菌之间寄生；③真菌-真菌之间寄生；④真菌-真菌-原生动物之间寄生。

4.2群落演替

1）在一个生态区域中，原有的微生物群落经过一般的发展时期后，由于某种外环境因素的改变，原有的微生物群落被另一种新的生物群落所取代的现象

2）群落中优势种群演替是逐渐进行的，而且通常是按一定的方向和一定顺序变化的，因此，其发展趋势往往哪个是可以预知的，有时是可以控制的！

5、乳酸发酵：

在乳酸菌的作用下将课发酵性糖转化为乳酸的作用。

分为同型乳酸发酵（指发酵终产物中90%以上为乳酸）和异型乳酸发酵（指发及哦啊终产物除乳酸外，还有乙醇、二氧化碳等成分）。

6、发酵食品：

指经过微生物（细菌、酵母和霉菌等）或酶的作用使加工原料发生许多理想的十分重要的生物化学变化及物理变化后制成的食品。

7、酿造和发酵的异同点：

相同点——都是通过对环境生态因子的控制，利用有益微生物改变原料的特性，获得所需产品的过程。

不同点——酿造是通过多菌种混合形成较为复杂的生态系统，共同作用于固体或原料，经过长时间作用形成特定产品的过程；发酵则多是单一特定微生物在特定容器，经工业化生产控制，使培养基质转化为特定产物的过程。

二、撰写课堂报告的目的

了解白酒的分类、酿造过程以及不同种类的白酒中的微生物的相关作用和作用机制。

三、撰写课堂报告的思路

通过对微生物生态与食品酿造相关知识的学习，以白酒酿造中微生物的相关作业为科学问题，根据微生物特点分析探讨其作用机制，进而了解白酒的分类以及生产过程。

四、课堂报告的正文

1、在我国传统酿酒工艺中，酒曲酒醅和窖泥等酿造区系孕育出丰富的微生物资源，同时又是生产优质白酒的直接原料，这些微生物可催化原料进行一系列复杂的生化反应能分解淀粉、脂肪形成糖和氨基酸引发美拉德反应生成酱香型白酒独特的风味前驱物分解蛋白质为小分子肽，最终形成醇醛酮酯等白酒重要的香气成分，从根源上影响酒体品质。

但由于酿酒的地域分布生态环境和加工工艺等方面的差异使酿造微生物多样性也不尽相同从而呈现出独特的白酒香型。

4、白酒的分类按原料分：

粮食酒（主要）、薯类酒、代用原料酒

按工艺分：

固态法白酒、液态法白酒、半固态法白

酒

按曲的种类：

大曲、小曲、敖曲白酒

按香型分：

浓香型白酒、酱香型白酒、清香型白酒、

米香型白酒、凤香型白酒

按酒度分：

高度白酒（酒精度50%-65%及以上）、

中度白酒（酒精度40%-49%）、

低度白酒（酒精度20%-40%）

4.1浓香型白酒

1）介绍：

浓香型白酒以老窖特曲、五粮液为代表，也称泸香型。

主体香气成分为己酸乙酯，最高含量以不超过250mg/100ml。

感官特点是酱香浓郁，绵甜甘冽，香味协调，尾净余长，以香浓、味净为佳品，目前我国名优特酒多数属于这种香型。

2）微生物：

优质的老窖泥菌群是含有己酸菌、丙酸菌、丁酸菌、醋酸菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌、甲烷菌、硫酸盐还原菌和硝酸盐还原菌等多菌种的复合菌群，它们之间互利共生代产生了浓香型白酒中的各种香味成分。

窖泥中各菌种是互利共生的关系，通过菌群的协同作用，在酒醅形成“多微共酵生态体系”，对浓香型白酒香味成分的形成及其量比关系的协调起着至关重要的作用。

4.2酱香型白酒

1）介绍：

以茅台酒为代表，也称茅香型。

茅台酒与格兰威士忌和法国白兰地齐名，被誉为全球三大名酒。

主题香气比较复杂。

感官特点是酱香突出，幽雅细腻，酒体醇厚，回味悠长，以“香而不艳，低而不淡，空杯留香持久”而著称。

2）微生物：

细菌、霉菌、酵母等，其中以细菌最多，念珠霉次之，酵母、根霉、毛霉等较少。

堆积（物）和酒醅中又可分离得到大量球拟酵母、假丝酵母等；枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌等芽孢杆菌在高温阶段及曲中又占绝对优势。

4.3清香型白酒

1）介绍：

以杏花村汾酒为代表，也称汾香型。

主体香气成分为乙酸乙酯和乳酸乙酯。

感官特点是清香纯正，诸味协调，醇甜柔和，余味爽净，是我国北方的传统白酒。

2）微生物：

酵母菌类中主要有酵母菌属、拟孢霉、汉逊酵母和假丝酵母；霉菌类中主有梨头霉、黄米曲霉、根霉、毛霉和红曲霉；细菌类中主要有乳酸菌、醋酸菌、芽殖杆菌（革蓝氏阳性）和革蓝氏阴性芽

孢细菌。

4.4米香型白酒

介绍：

以XX三花酒为代表，也称蜜香型，主体香气成分为β-苯乙醇、乙酸乙酯和乳酸乙酯。

感官特点是蜜香清雅，入口柔绵，落口爽净，回味怡畅。

适合南方人口味。

4.5凤香型白酒

1）介绍：

以西风酒为代表。

香气成分以乙酸乙酯为主，己酸乙酯为辅。

感官特点是醇厚秀雅，甘润挺爽，助味协调，尾净悠长。

2）微生物：

放线菌、霉菌（主要是黑曲霉、根霉、红曲霉）、酵母菌（主要是啤酒酵母、酒精酵母、生香酵母）、细菌（主要是枯草杆菌、己酸菌、乳酸菌）。

5、白酒生产工艺：

6、酵母菌

以酵母菌属和汉逊酵母属为主，还包括拟孢霉属、假丝酵母属

丝孢酵母等。

是进行乙醇发酵的代表，是酒精发酵的主要动力，同时能在酯化酶的作用下将乙酸和乙醇合成乙酸乙酯或其他酸、酯。

能利用原料中的糖分代合成一些醇类及酯类物质，同时能消耗发酵液中部分溶解氧，有助于提供前体物质及产酸。

7、细菌类

汾酒酒醅中主要细菌有乳酸菌、醋酸菌、芽孢杆菌和格蓝氏阴性无孢子杆菌，这些细菌对汾酒风格起了一定作用，细菌虽对汾酒生产有利，但如果大量繁殖，则会引起酸败，而影响酒的质量和产量，因此必须对细菌的作用进一步的研究。

7.1乳酸菌

乳酸菌杆状或球状，后者单个存在，成双或短链，革蓝氏染色阳性。

乳酸细菌能利用葡萄糖产生乳酸。

乳酸发酵有同型乳酸发酵、异型乳酸发酵和双歧发酵。

同型发酵的过程是葡萄糖经ＥＭＰ途径降解为丙酮酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下被ＮＡＤＨ２还原成乳酸，每分子葡萄糖分子生成两个分子的乳酸和两分子ＡＴＰ。

异型乳酸发酵个过程是将葡萄糖首先经ＰＫ途径分解为３－磷酸－甘油醛和乙酰磷酸，然后他们分别被还原为乳酸和乙醇，每分子葡萄糖产生各一分子的乳酸、乙醇、二氧化碳和ＡＴＰ。

双歧发酵过程是葡萄糖分解途径由ＨＫ途径、ＨＭＰ途径以及ＰＫ途径有机结合而成，最后将葡萄糖转化为乳酸和乙酸，每两分子葡萄糖产生两分子乳酸、三分子乙酸和五分子ＡＴＰ。

7.2醋酸菌

醋酸菌菌落圆形白色，半透明凸起，周围有明显碳酸钙溶解圈，格氏阴性细菌，短杆至球杆，有过氧化氢酶，能利用葡萄糖产酸，氧化乙醇产生醋酸，有部份菌能把醋酸进一步氧化成c02和水，微量的醋酸对调节酒味和酒香有好处，但过量的醋酸则对酒质是不利的。

7．3芽孢杆菌

芽孢杆菌菌落较大，中间稍凸，向四周扩散，边缘不整齐，白色粉状，表面干燥，革氏阴性杆菌，单个、成双或短链，有芽殖，多数生在中间，其中主要是枯杆菌，有水解淀粉、分解蛋白质的能力，V、P反应正，产膜，能产生二乙酰与2，3一丁二醇，这些物质对增加汾酒的绵甜与清香有一定作用，故芽孢杆菌仍看作是汾酒发酵的有益菌。

7.4己酸菌

属于棱状芽孢杆菌的少数种。

能利用葡萄糖及其碳水化合物，并能水解明胶，其多数种与甲烷菌共栖。

在含有乙醇、乙酸、二氧化碳、生物素、对氨基苯甲酸和无机盐的培养基中经己酸菌厌氧发酵，便会产生丁酸、己酸和氢。

7.5丁酸菌

是梭状芽孢杆菌，有20余种。

它以糖类为基质，发酵生成丁酸，放出汗臭味或水果腐烂味，使其酒味不正。

但它能产生丁酸和少量的己酸。

7.7甲烷菌

利用氢作能源，CO2作碳源生长，从而产生甲烷，甲烷菌与己酸菌共栖，不仅有利于己酸发酵，而使窖各种产氢型发酵得以有效进行。

8、霉菌类

霉菌的作用主要是糖化淀粉和分解蛋白质，糖化酶，将淀粉转化为可发酵性的糖，根霉能够产生酒化酶系，所以可以提高淀粉的利用率。

8.1梨头霉

菌落浅灰色至青灰色，孢子囊柄由葡萄枝生出，假根侧生，孢子囊洋梨形，有显著囊基，糖化力不高，但酒醅中数量最多，因此，仍可看作汾酒酿造中主要糖化菌。

8.2黄米曲霉群

其中黄曲霉为深绿色，米曲霉为浅黄色至黄绿色，因此黄米曲霉群的菌落为黄绿色，分生子柄粗糙或生突起，顶端膨大，膨大的上部放射着瓶形小梗，上面着生一串分生子、孢生、分生孢子粗糙园形或椭园形，其糖化力、液化力、蛋白分解力都很高，但因为酒醅中数量远较梨头霉少，故只能认为是次要糖化菌。

8.3根霉

菌丝无隔膜，具有孢子囊、假根和葡萄枝，孢子囊柄单生或丛生，与假根对生，孢子囊柄顶端膨大部份为中轴，孢子囊孢子生，多数根霉有厚壁孢子，其糖化力和液化力都较强，但在酒醅中含量不多，故其糖化作用不大。

8.4毛霉

菌丛较低，菌丝整齐，光泽，灰褐色或黄褐色，有葡萄枝、元假根，营养菌丝生较多的厚壁孢子，在酒醅中数量极少。

8.5红瞌霉

其特征为生红色的被子，圆形至近圆形，无性生殖形成分生子，糖化力小，产酸力强，有微弱的酒精发酵作用，耐酸力和耐酒精力都很强，在发酵过程中始终能发育繁殖。

9、丙酸菌：

浓香型大曲白酒的主要风味物质是己酸乙酯。

而丙酸菌能较大幅度的降低酒中乳酸及其酯的含量，使己酸乙酯与乳酸乙酯的比例适当，因而有利于酒质的提高。

10、腐殖质真菌：

可以利用粮糟残体分解后形成新的腐殖质，再与其他微生物发酵反应，改善窖泥的物理结构，防止窖泥老化。

11、放线菌：

在酿酒过程中，放线菌不仅参与土壤中有机物的转化活动，而且产生许多有用物质，如纤维蛋白溶酶、高温淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶，这些酶类定向降解淀粉、纤维素等高分子物质，再经酵母菌和细菌作用生成乙醇、乙酸、乙酸乙酯等低分子物质，同时还将蛋白质水解为多肽和氨基酸，为己酸菌生长繁殖和底物代提供前体物质。

12、硫酸盐还原菌：

是专性嫌气的弧菌。

硫酸盐还原菌能以硫酸盐作为最终受体而将硫酸盐还原为硫化氢，完成无机硫化物的还原。

硫酸盐还原菌在代中能以乳酸为生物氧化基质，将乳酸氧化为乙酸。

硫酸盐还原菌能减少窖泥中微生物产生的乳酸以及黄水中的乳酸，防止窖泥中乳酸的积累，减缓乳酸亚铁和乳酸钙（这是窖泥在退化过程中出现的两种物质）的产生。

所以窖泥中的硫酸还原菌的种类及数量是衡量窖泥是否退化的重要指标。

13、甲烷菌与己酸菌共栖关系：

甲烷菌进行甲烷发酵产物为甲烷，己酸菌进行己酸发酵产物为己酸，甲烷菌与己酸菌工作作用时产生双重效应，即产生甲烷也增加产酸。

己酸菌单一培养时，除发酵产生己酸外，并有H2的积累；在与甲烷菌共同培养时，生活料件改善，菌体量增加，H2被甲烷菌利用产生甲烷。

共酵后不仅生长旺盛，而且H2产量也增加，表现出“种间氢转移”关系，这种氢转移关系有利于窖存在的己酸、丁酸发酵在的各种产氢型发酵。

甲烷菌与己酸菌共栖与窖泥中有助于己酸乙酯含量的提高，四大酯量比关系协调，酒质好，同时己酸含量成倍增加。

14、乳酸菌与酵母菌：

在白酒酿造过程中，乳酸菌与酵母菌等微生物同时参与生产过程，乳酸发酵作用的产物乳酸可与酵母菌酒精发酵作用的产物乙醇通过酯化反应形成乳酸乙酯而成为风味物质之一。

15、醋酸菌在发酵过程中既生成酒精，也有产生醋酸，他们经酯化作用形成乙酸乙酯，使白酒具有苹果香气。

同时有或多或少的醋酸存在，从而可以利用醋酸的防腐性能抑制其他杂菌的生长，保护了原有环境中适应的、有用的酵母菌和霉菌，使他们能够完成正常的各种发酵作用，最后形成独具风味特征的白酒。

五、课堂报告讲述过程中希望讨论的问题

1、白酒在标识过程中写着百年酿，它是依据什么去确定年份的；

2、水是白酒工业的血液，熟话说“好酒必有佳泉”，请阐述其中原因；