酿酒过程中的微生物种类及其作用

微生物与人类社会酿酒过程中的微生物变化及作用姓名：刘海涛学院：能源与环境学院班级：能动13级卓越学号：201301174110参考文献:1.《酿酒的工艺及流程》2.微生物在人类社会中的3.百度百科酿酒过程中的微生物说起微生物大多数人只有一个模糊的概念，甚至很多人只知道在我们人类的生活中起着很大的作用，但是绝大多数人还不能给我们一个正确的解释。关于微生物，这个神秘的群体，他有着很多很多不为人知的秘密，今天让我们来了解微生物这个庞大而又不可见的群体。二十一世纪，世界生物技术的发展突飞猛进，随之也引发了一系列法律上的新问题。分析微生物及其基因是专利法意义上的发明还是科学发现？探讨其是否具备专利法保护所应具备的条件，了解发达国家加强生物技术专利保护的国际惯例，对我国的生物技术专利保护具有重要意义。近年来，生物技术的发展取得了惊人的进步，在农业、医药、化工、环保等一系列领域引发了巨大的变革。科学家预言二十一世纪是生物技术的世纪，但是，非技术领域发展的落后使生物技术的先进性未能充分发挥。原先的政治、经济、医学、伦理道德、法律制度体系所处的制度环境因为生物技术的发展而发生了重大的改变，而原先建立起来的理论体系、操作系统却无法像生物技术的发展一样在短期内迅速实现体系的裂变、转型、升级。生物技术就像一把双刃剑，在带给人们无限惊喜的同时，也带给了人们无限的苦恼。在法学界，生物技术及其专利性问题，一直是困扰学者们的重大难题。对于活的生物体及DNA双螺旋结构的描述主张专利权利，也引发了一系列激烈的争论，对这个问题的探讨已经涉及到了专利制度的本质以及发明和科学发现的界定、科技和伦理等一系列深层次问题。对于这些争论我认为:在微生物及基因的研究成果的形成过程中，科学发现和发明两者是兼而有之的，应该对其进行区别对待。首先，不可否认，微生物及基因是客观存在于自然界中的，这并不以我们对其认识多少为转移，首次观察到他们的存在应该是一种对客观事物的揭示，是一种科学发现，当然这种发现也不具有专利法保护所要求的工业实用性标准。所以，即使科研人员为此耗费了毕生的精力，也不能因此主张专利权利，这就像科研人员观察、测算到了某个宇宙天体的客观存在但却不能主张专利权利收取专利费用一样。其次，如果研究进一步深入，科研人员对微生物及基因进行一系列的分离、提纯、净化，改变它在自然界天然的存在方式和状态，使其能为人力所控制，并发掘出它为社会所利用的价值，那么我们就没有理由拒绝为其提供专利法上的保护了。据记载中国是最早使用微生物酿酒的国家，白酒整个过程就是微生物消长代谢的过程，那么究竟在酿酒的过程中微生物到底有着怎样的作用，他对人类的生活到底有着怎样的作用，今天我们将讨论在酿酒的过程中微生物到底起着怎样的作用。现在酿酒的发酵分为两种，一种是纯种发酵，比如做啤酒，对于这整个过程研究得很透彻很清楚，但历史更悠久的是传统发酵，包括茅台啊五粮液啊国窖啊都是这种，其中涉及的微生物非常多，虽然也有研究机构把所有微生物都进行了研究，但是并不是说传统发酵就微生物单独作用，包括整个的气候、酿酒用的水、酒曲、微生物的相互间作用，甚至包括酿酒人员的操作也会严重影响到最终出酒的状况，的确完整的机理就是没有搞清楚酒化菌酿酒工业中常用的有①啤酒酵母：分为上面酵母和下面酵母，虽然发酵能力和性能各异，但都适用于以淀粉为原料的糖化液，是生产啤酒、白酒、威士忌的优良菌种;②啤酒酵母的变种:挪威生物学家G.H.A.汉森从葡萄果皮中分离出来的。在麦汁中培养细胞呈卵圆形，有时少数呈腊肠形；能耐较高的酸度，耐乙醇的能力可达10％以上，能耐较低的二氧化碳；属于下面酵母，适用于葡萄酒发酵；③裂殖酵母：其特点是以分裂方法繁殖，细胞呈圆筒形、长方形或圆形；可发酵各种糖类;不同化硝酸盐,在乙醇中不生长；④生香酵母：以葡萄糖或酒精为碳源，在发酵过程中能产生香味。糖化菌可将淀粉质原料转化成葡萄糖的菌类。糖化力强,繁殖速度快，热稳定性良好，耐酸，耐酒精,不产或少产可降低甲醇生成量的果胶酶。在酿酒工业中常用的有曲霉、根霉、拟内孢霉、红曲霉和毛霉等。细菌其代谢产物对白酒、黄酒和葡萄酒的香型和风味具有特殊作用。在发酵酿酒过程中，适当引入细菌还能克服白酒后味不足的缺点。在酿酒工业中常用的细菌有乳酸杆菌、醋酸菌、丁酸菌等。我国酿制白酒的工艺是世界上最早的蒸馏酒工艺，对于在酿酒过程中微生物的变化及作用，在不同的酿酒工艺，酿制不同的酒，使用不同的原料等都是不同的，今天我们着重论述白酒酿制的过程中微生物的通常的变化及其作用。白酒的酿造是原料、微生物细胞及其代谢产物相互作用的结果。无论酒曲、窖泥还是酒糟，这三个生产场地的空间里都富集着大量微生物。这不是某种单一的微生物，而是一个巨大的微生物群落，它们由不同微生物组成，相互作用又相互依存。复杂的微生物种群造就了白酒中复杂的组成成分，因此这些微生物的种类及组成在很大程度上决定了白酒的品质。白酒生产场所的微生物种群中对白酒的品质起作用的主要有霉菌、酵母菌和细菌三大类。1.酵母菌酵母菌是一类由真核细胞所组成的单细胞微生物，发酵后可形成多种代谢产物。白酒生产中常见的酵母菌菌种（白酒生产中参与发酵的酵母菌）有酒精酵母、生香酵母、假丝酵母和白地霉等。酒精酵母是产酒精能力较强的一类酵母，其形态以椭圆形、卵形、球形为最多，一般以出芽的方式进行繁殖。生香酵母具有产酯能力，它能使酒醅中含酯量增加，并呈独特的香气。2.霉菌霉菌是我们日常生活中常见的一类微生物，在固体培养基上形成的绒毛状、絮状或蜘蛛状的菌丝体。不同的霉菌在一定的培养基上又能形成特殊的菌落，肉眼容易分辨，是曲药上的培菌管理和质量鉴定的重要依据之一。白酒生产常中见的霉菌有曲霉、根霉、念珠霉、青霉和链孢霉。曲霉是酿酒业所用的糖化菌种，是与制酒关系最密切的一类菌，菌种的好坏与出酒率和产品的质量关系密切。根霉在自然界分布很广，它们常生长在淀粉基质上，空气中也有大量的根霉孢子。根霉是小曲酒的糖化菌。念珠菌是踩大曲“穿衣”的主要菌种，也是小曲挂白粉的主要菌种。青霉是白酒生产中的大敌。青霉菌的孢子耐热性强，它的繁殖温度较低，是制麸曲和大曲时常见的杂菌。曲块在贮存中受潮，表面上就会长青霉。车间和工具清洁卫生搞不好，也会长青霉。链孢霉的孢子呈鲜艳的桔红色，常生长在鲜玉米蕊和酒糟上，一旦侵入曲房不但造成危害而且很难清除。3.细菌细菌是一类有原核细胞所组成的单细胞生物，在自然界里分布最广、数量最大。白酒生产中常见的细菌菌种有乳酸菌、醋酸菌、丁酸菌、己酸菌。乳酸菌是自然界中数量最多的菌种之一，大曲和酒醅中都存在乳酸菌。乳酸菌能使发酵糖类产生乳酸，它在酒醅内产生大量的乳酸，乳酸通过酯化产生乳酸乙酯。乳酸乙酯使白酒具有独特的香味，因此白酒生产需要适量的乳酸菌。但乳酸过量会使酒醅酸度过大，影响出酒率和酒质，酒中含乳酸乙酯过多，会使酒带闷。醋酸菌是白酒生产中不可避免的菌类。固态法白酒是开放式的，操作中势必感染一些醋酸菌，成为白酒中醋酸的主要来源。醋酸是白酒主要香味成份之一，但醋酸含量过多会使白酒呈刺激性酸味。己酸菌和丁酸菌是梭状芽孢杆菌，生长在浓香型大曲生产使用的窖泥中，可利用酒醅浸润到窖泥中的营养物质产生己酸和丁酸，他们是白酒重要的香味来源己酸乙酯和丁酸乙酯的前体物质。正是这些窖泥中的功能菌的作用，才产生出了窖香浓郁、回味悠长的曲酒。在白酒的实际生产过程中，参与的微生物种类成百上千，以上所列举的只是其中的典型代表。总的来说，微生物种类越丰富，白酒的口感就越丰富，酒的品质就越高。现在很多有特色的大型酒厂都具有悠久的酿酒历史，他们所处的独特的地理位置和自然环境提供了独特的微生物环境，经过长期的驯化，在它们的窖池或酒醅中形成了特定的微生物群，持续地为人们提供优质的白酒。但是，并不是所有参与白酒生产的微生物都是有益菌，有的菌种本身就对白酒的品质不利，有的菌种则体现在不同的数量对白酒品质有不同方向的影响。利用传统的酿酒方式很难在短时间内有效剔除有害微生物，或者控制某种菌体的数量；同时，微生物种群与酒厂所处环境的关系如此密切，如果完全利用传统方式培养窖池、酒醅，则很难在一些新兴地区发展新的白酒企业，白酒行业的发展也会因此大受影响。说起酿酒微生物就不能不说酒曲。一、什么是酒曲中国最原始的糖化发酵剂可能有几种形式：即曲，蘖，或曲蘖共存的混合物。在原始社会时，谷物因保藏不当，受潮后会发霉或发芽，发霉或发芽的谷物就可以发酵成酒。因此，这些发霉或发芽的谷物就是最原始的酒曲，也是发酵原料。可能在一段时期内，发霉的谷物和发芽的谷物是不加区别的，但曲和蘖起码在商代是有严格区别的。因为发芽的谷物和发霉的谷物外观不同，作用也不同，人们很容易分别按照不同的方法加以制造，于是，在远古便有了两种都可以用来酿酒的东西。发霉的谷物称为曲，发芽的谷物称为蘖。知道酿酒一定要加入酒曲，但一直不知道曲蘖的本质所在。现代科学才解开其中的奥秘。酿酒加曲，是因为酒曲上生长有大量的微生物，还有微生物所分泌的酶（淀粉酶、糖化酶和蛋白酶等），酶具有生物催化作用，可以加速将谷物中的淀粉、蛋白质等转变成糖、氨基酸。糖分在酵母菌的酶的作用下，分解成乙醇，即酒精。蘖也含有许多这样的酶，具有糖化作用，可以将蘖本身中的淀粉转变成糖分，在酵母菌的作用下再转变成乙醇。同时，酒曲本身含有淀粉和蛋白质等，也是酿酒原料。日本有位著名的微生物学家坂口谨一郎教授认为这甚至可与中国古代的四大发明相媲美，这显然是从生物工程技术在当今科学技术的重要地位推断出来的。随着时代的发展，中国古代人民所创立的方法将日益显示其重要的作用。二‘酒曲种类酒曲的起源已不可考，关于酒曲的最早文字可能就是周朝著作《书经·说命篇》中的“若作酒醴，尔惟曲蘖”。从科学原理加以分析，酒曲实际上是从发霉的谷物演变来的。酒曲的生产技术在北魏时代的《齐民要术》中第一次得到全面总结，在宋代已达到极高的水平。主要表现在：酒曲品种齐全，工艺技术完善，酒曲尤其是南方的小曲糖化发酵力都很高。现代酒曲仍广泛用于黄酒，白酒等的酿造。在生产技术上，由于对微生物及酿酒理论知识的掌握，酒曲的发展跃上了一个新台阶。原始的酒曲是发霉或发芽的谷物，人们加以改良，就制成了适于酿酒的酒曲。由于所采用的原料及制作方法不同，生产地区的自然条件有异，酒曲的品种丰富多彩。大致在宋代，中国酒曲的种类和制造技术基本上定型。后世在此基础上还有一些改进。以下是中国酒曲的种类：分类体系按制曲原料来分主要有小麦和稻米。故分别称为麦曲和米曲。用稻米制的曲，种类也很多，如用米粉制成的小曲，用蒸熟的米饭制成的红曲或乌衣红曲，米曲（米曲霉）。按原料是否熟化处理可分为生麦曲和熟麦曲。按曲中的添加物来分，又有很多种类，如加入中草药的称为药曲，加入豆类原料的称为豆曲（碗豆，绿豆等）。按曲的形体可分为大曲（草包曲，砖曲，挂曲）和小曲（饼曲），散曲。按酒曲中微生物的来源，分为传统酒曲（微生物的天然接种）和纯种酒曲（如米曲霉接种的米曲，根霉菌接种的根霉曲，黑曲霉接种的酒曲）。酒在我们的日常生活中是必不可少的物品，但我们重来没有想象过在整个酿酒的过程中起着最大作用的就是庞大，但不可见的微生物，他为我们的生活提供了很大帮助。在酿酒过程中微生物可以说是功不可没，因此可以说没有微生物就没有我们日常饮用的美酒。在人类的生活中微生物对人的作用是巨大的，他丰富了我们的日常生活，让我们的生活更加美好，幸福。但同时并不是微生物越多越好，在这个食物链平衡的世界不仅人类需要平衡，微生物同样也需要平衡。因此只有适量的微生活存活在我们的身边才是对我们有益的。同时，也并不是所有的微生物都是对人类有益的，也有很大一部分微生活是可以危害我们的生活的。更有慎之危机我们的生命。微生物也是一把双刃剑，我们要好好利用他的优势，尽量不去触碰他们能够危害我们身体，精神，甚至生命的微生物。让微生物的优势在我们的生活中熠熠生辉吧。