酒曲酶系、菌系特征及釀造過程中微生物動態變化研究

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　　摘 要：在當前我國檢測技術的持續發展下，探究酒曲酶系和菌系特征及釀造過程中微生物動態變化，能夠幫助人們準確掌握具體發酵原理，以便更加科學合理地完成大曲生產釀造?；诖耍疚膶⑼ㄟ^結合相關研究文獻，重點針對酒曲酶系、菌系特征及釀造過程中微生物動態變化進行簡要分析研究。
　　關鍵詞：酒曲酶系;菌系特征;釀酒;微生物;動態變化
　　Abstract：With the continuous development of detection technology in China， by exploring the characteristics of enzymes and strains of koji and the dynamic changes of microorganisms in the fermentation process， people can accurately grasp the specific fermentation principles， so as to complete the production of Daqu more scientifically and rationally. Based on this， this paper will focus on the analysis of enzyme system， strain characteristics and microbial dynamic changes in the brewing process by combining with relevant research literature.
　　Key words：Koji enzymes; Microbial characteristics; Liquor-making; Microorganisms; Dynamic changes
　　中圖分類號：TS262.3
　　大曲中酶源微生物以一菌產多酶與一酶產自多菌為最重要的特征。生物細胞在正常生命代謝活動中會自然產生酶，當釀造條件或是酵醅成分有變，則易導致酶系出現相應的生化反應。因此，通過探究酒曲酶系、菌系特征以及釀造過程中微生物動態變化，可以在準確掌握酶系具體變化的基礎上，判斷生產關鍵點，以便更好地控制酒的質量。
　　1 霉菌功能酶系特征及釀造過程中的動態變化分析
　　1.1 霉菌酶系特征
　　大曲內擁有豐富的霉菌，主要包括曲霉、青霉、毛霉等。不同霉菌酶系特征不盡相同，如木霉中含有大量的纖維素酶，而與黑曲霉相比，黃曲霉產生的液化型淀粉酶更強，但卻缺乏較強的蛋白酶。此外，因受到物系具體條件的影響，來源各異的液化型淀粉酶最適作用pH也存在明顯差異。例如，根霉與黑曲霉的最適作用pH值分別為3.6和5.0。雖然米曲霉、黑曲霉等同為液化型淀粉酶產生菌，但因各曲塊不同部位的水分、溫度等不完全相同，進而使得各大曲部位的霉菌生長量之間也存在明顯差異，且各大曲部位的液化力之間也同樣存在一定差異，例如相比于曲心酸性蛋白酶活力，曲外層則要高出近2倍[1]。另外，作為好氧微生物的霉菌也是纖維素等的產生菌，并且在氧氣含量越高的情況下，霉菌生長速度和生長量均會明顯增加，同時產生大量酶。
　　1.2 入窖霉菌變化
　　通過結合相關研究文獻，可知在犁頭霉屬霉菌無論是實際存在數量，還是變化趨勢均基本同曲霉屬霉菌保持一致。即在進入發酵期14 d后，數量將會持續減少，但進入發酵期中期以后，其數量將會再次增加。研究人員發現，在前期樣品中幾乎未發現串珠霉屬霉菌，但在進入發酵期21 d后，在具有較大含水量的下層酒醅中，將會出現大量串珠霉屬霉菌。在發酵中期階段還會短暫出現少量毛霉屬霉菌，相比于下層，上層中出現數量更多。
　　2 酵母功能酶系特征及釀造過程中的動態變化分析
　　2.1 酵母胞內酶
　　在發酵前期，糟醅中會出現酵母菌屬、酒香酵母屬等不同類型的酵母菌，而酵母菌在生成過程中又會分泌出包括淀粉酶、凝乳酶以及核酶等在內的不同的酶。受到霉菌中水解酶類的作用，原料內淀粉將直接發生液化和糖化分解反應并分解出葡萄糖。蛋白質在經由蛋白酶的分解作用后，將會形成可以促進酵母生長的游離氨基酸。當處于有氧狀態下，酵母通過有氧呼吸進行大量生長繁殖，兼營發酵產能。但如果在無氧狀態下，酵母雖然同樣可以進行生長繁殖，但此時在酵母細胞內部無法形成諸多桿狀或球狀的線粒體，使得酵母細胞只能通過有限的呼吸途徑完成呼吸。此時，酵母細胞質基質中受到各種酶的催化作用經由葡萄糖轉化后的丙酮酸，將產生酒精以及二氧化碳。隨著發酵期的增加，酒精發酵代謝速度逐漸減慢，負責增香的酵母將會在酯化作用下生成大量乙酸乙酯，進而大大增加酒的風味。
　　2.2 入窖酵母變化
　　在入窖樣中，酵母菌屬酵母的數量較多，因此將其作為主要優勢菌。有研究人員發現，在進入發酵期的7 d后，樣品中的主要優勢菌數量依舊保持良好的增長趨勢。雖然此后其數量將會有所減少，但在整個發酵過程中始終可以檢測到較高的酒精濃度。以固囊酵母屬酵母為例，入窖樣中其數量為104～105個/g糟水平，雖然在發酵中期數量會出現一定減少的情況，但在檢測發酵期為49 d的樣品時發現，其中仍然由
　　102個/g的數量。但雖然在入窖樣中發現一定數量的酒香酵母屬酵母，但在發酵途中再次進行檢測時卻未能檢測到酒香酵母屬酵母。與之情況相同的酵母菌還有擬內孢霉屬、有孢圓酵母屬等。除此之外，其他各類微生物菌屬在入窖樣中均只有微量，在發酵前期卵孢酵母屬酵母數量雖然會出現一定增加，但增速極為緩慢[2]。
　　3 糟醅內優勢細菌分類及釀造過程中的動態變化分析
　　3.1 優勢細菌分類
　　根據相關研究文獻顯示，當前研究人員在分析糟醅中的細菌時，總共發現超過13個分類屬，包括微細菌屬、顆粒鏈菌屬、乳球菌屬等，其中梭菌屬以等類微生物不僅占據明顯優勢，并且此類群可以有效降解有機底物產生的有機酸以及醇類等成分。但當進入發酵期7 d以后，乳酸菌屬微生物則更占優勢。國外有研究人員通過分離純化之后獲得了百余株細菌類菌株。通過按照細菌類菌株的具體形態、培養特征以及實際生理生化反應結果，在與16S rDNA序列分析結果進行有機整合后，可以將百余株經過分離純化后得到的細菌類菌株細分成不同微生物分類屬。包括醋桿菌屬、乳球菌屬、微細菌屬、芽孢桿菌屬等。 　　3.2 入池動態變化
　　在對各類細菌屬入池動態變化進行分析的過程中，作為主要微生物類群的便是芽孢桿菌屬、乳桿菌屬、芽孢梭菌屬。其中，在發酵全過程中，芽孢桿菌屬細菌始終具有較多數量，而相比于中心樣品的芽孢桿菌屬細菌量，周邊樣品中的芽孢桿菌屬細菌的數量更多。這可能與周邊區域經常通風，擁有良好通風效果有關，同時酒醅與窖泥也可以大量提供所需營養物質。以曲藥、空氣作為主要來源的芽孢桿菌屬細菌，在入窖樣中數量較少。有研究數據顯示，在發酵期7～21 d這一階段中，入窖樣中的芽孢桿菌屬細菌的數量只大約增加至104個/g糟，從發酵期22 d開始直至發酵后期，芽孢桿菌屬細菌數量呈現波動下降的變化趨勢。并且當窖池厭氧程度越來越高的情況下，將會有許多菌株開始消亡，此時研究人員通過檢測出窖樣中芽孢桿菌屬細菌數量，發現其只有大約102個/g糟水平。
　　通過采用16S rDNA分析并根據最終得到的結果可知，在入窖時芽孢梭菌屬細菌的數量明顯多于芽孢桿菌屬細菌，但此后其數量將會逐漸減少。其中在窖泥中，芽孢梭菌屬細菌的數量最多，這主要是由于受到窖泥發育的影響，當窖泥在發育過程中往往會伴隨出現臭味。雖然在入窖時并未檢測到大量的乳酸桿菌屬細菌，并且此時基本只有上層與中層中存在乳酸桿菌屬細菌，但在正式進入發酵期后，該類細菌的數量將會逐漸增多。有研究數據表明，在進入發酵期的7 d后，乳酸桿菌屬細菌的數量基本可以達到104～105個/g糟水平[3]，并且絕大多數乳酸桿菌屬細菌集中在周邊區域以及各層中心區域。雖然在進入發酵期的第2周到第3周該類細菌的數量將會出現下降的情況，但由于在出窖樣中依舊檢測出大量該類細菌量，因而其仍然屬于優勢菌群。通常情況下，在進入到發酵期的中后期才會逐漸出現大量乳球菌屬、鏈球菌屬和醋桿菌屬細菌。但相比于乳酸桿菌屬細菌以及其他各類微生物菌屬細菌，其在數量上并不占據明顯優勢，因而并非優勢菌群，在發酵過程中也難以快速準確檢測到乳球菌屬等細菌。
　　4 結語
　　通過本文的分析研究可知，窖池中的氧氣是霉菌生長的重要條件，在有氧條件下酵母將會大量產能，隨著氧氣的逐漸減少產能也會明顯減少，此時酒精發酵便是最為直接的代謝活動表現。在發酵前期，芽孢梭菌屬等微生物將會迅速增殖，并且逐漸積累各種有機酸，進而可以為酒增香創造良好條件。在發酵中后期，乳酸桿菌屬細菌將成為優勢菌。然而受到篇幅限制以及筆者自身學識限制，本文僅使用定性描述的方式展開研究，缺乏足夠的定量化研究，因而還需要在后續研究中加以改進，以便可以有效增強本研究的全面性和實踐性。
　　參考文獻：
　　[1]羅小葉，王曉丹，邱樹毅.醬香酒生產過程中的微生物研究[J].釀酒科技，2018（10）：108-113.
　　[2]趙興文.從微生物角度分析白酒釀造過程[J].食品安全導刊，2018（24）：150.
　　[3]陳申習，唐 潔，張 龍，等.清香型小曲白酒機械化生產中微生物動態變化研究[J].中國釀造，2018，37（6）：68-72.
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