白酒酿造中微生物的相关作用

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白酒及白酒的分类白酒生产工艺白酒中微生物的种类及特点一、课堂报告依据的知识背景1.白酒及白酒的分类1.1白酒中国传统白酒是以淀粉质或糖质原料，加入糖化发酵剂（糖质原料无需糖化剂），经固态、半固态或液态发酵、蒸馏、贮存、勾兑而制成的蒸馏酒；其酿造的实质是主要来源于酒曲、窖泥、酒醅以及工艺操作环境的相关微生物，参与淀粉糖化、酒精发酵、产酯生香等生化过程。一、课堂报告依据的知识背景1.2白酒的分类因酿造原料、酒曲种类和生产工艺以及自然环境等因素的不同，形成了特色、风格不同的各种香型的白酒。目前共包括12种香型，即浓香型、清香型、酱香型、米香型、兼香型、凤香型、芝麻香型、药香型、特香型、豉香型、老白干香型、馥郁香型。一、课堂报告依据的知识背景1.2.1浓香型白酒浓香型酒，以泸州老窖特曲和五粮液为代表。一般酒度为60度。其风格特点是：窖香浓郁，绵甜甘例．香味协调，尾净余长。浓香型酒的主体香味成分是己酸乙酯和适量的丁酸乙酯，并有糟香和微量的泥香。另外，泸型酒种类众多，但其共性是，香要浓郁，入口要甜并有回甜(谓之“无甜不成泸“)。一、课堂报告依据的知识背景cr:《白酒酿造及新型白酒工艺学》一、课堂报告依据的知识背景1.2.2酱香型白酒以贵州茅台酒为代表．它的主体香味成分至今尚未确定．但有认为酱香白酒没有主体香．其香气是多种芳香物质组成的复合香气．初步认为是一组高沸点羰基化合物和酚类化合物。其香味特点和酒曲的关系较大，香味物质主要来源于高温曲、高梁和麸皮．推断有美拉德反应的产物，是微生物发酵与化学合成相结合的结果。其风格特点是；酱香突出．优雅细腻．回味悠长，杯中香气经久不散(“空杯留香”)。一、课堂报告依据的知识背景1.2.3清香型白酒以山西汾酒为代表，酒度为65度(降度前)。其风格持点是：清香纯正，醇甜柔和，自然协调，余味爽净。其主体香味成分是乙酸乙酯和乳酸乙酯(主要是衬托作用)。除主体香成分外，还含有较多的多元醇、醋酸、双乙酰等芳香物质，并且汾酒中所含的辛酸乙酯较多．比泸州特曲高3倍，这对形成汾酒的典型风味有着重要意义。一、课堂报告依据的知识背景cr:《白酒酿造及新型白酒工艺学》一、课堂报告依据的知识背景2.白酒生产工艺一、课堂报告依据的知识背景3.白酒中的微生物种类及特点3.1白酒中的细菌细菌是一类单细胞、非丝状的原核生物。一个细茵细胞就是整个生命的实体，可以实现营养、代谢、遗传、变异繁殖后代及对生存环境的变化作出反应等生命活动的全部过程。由于细菌非丝状的特性，它们的个体形态就是细胞的简单形态。按其形态可分为：球菌、杆菌、螺旋菌。3.1.1乳酸菌乳酸菌，能使糖类发酵产生乳酸，在大曲、小曲及其酒醅中均存在．如乳链球菌，乳杆菌．在大曲中存在少量此菌对大曲酒中酯的形成是有利的。另外，在白酒生产中乳酸在白酒口味及香味上也有很重要的作用。一、课堂报告依据的知识背景3.1.2乙酸菌乙酸菌，即醋酸菌，能使糖类和酒精氧化成醋酸等产物的短杆菌．无芽孢．不能运动，好氧。在液体培养基上形成菌膜，是氧化细菌的重要菌属。产酸能力强，对酵母菌杀伤力大，醋酸是白酒的香味成分之一．同时也是丁酸、己酸及其酯类生成的前体物质，但是如果白酒中醋酸超量，将会使酒呈刺激性酸味，还可阻碍正常乙醇发酵。大曲中含量较少，小曲及白酒发酵过程中含该菌较多．在生产中更要严格控制。一、课堂报告依据的知识背景3.1.3需氧芽孢杆菌芽孢杆菌，有芽孢，能运动，革兰氏阳性，好气性杆菌。大多分布在土壤、水和空气中，大曲中含量较少，繁殖迅速，特别是在高温、高水分、曲块发软的区域，常有芽孢杆菌繁殖。其中枯草芽孢杆菌能分解淀粉及蛋白质，产生淀粉酶和蛋白酶，也是大曲中所含细菌最多的一种．有的芽孢杆菌能形成白酒的香味成分，如双乙酰等。3.1.4丁酸菌丁酸菌种类繁多．一般是纺锤形并且能游动。属于梭菌属，周生鞭毛，革兰氏阳性，形成孢子，厌氧。发酵产物主要为丁酸，醋酸及丁醇。一、课堂报告依据的知识背景3.1.5己酸菌己酸菌是一种能够在培养基中积累己酸的功能菌，是梭状芽孢杆菌的一种，也是浓香大曲白酒发酵中起决定作用的窖泥功能菌。一般生长在pH为5.8—6.5的中性偏酸性环境中。最适生长温度35℃左右，pH值小于4.5时，生长受到严重影响。在世代过程中，对酿酒有重要作用的是旺盛期和芽孢期。处于旺盛期的己酸菌．菌体有较多鞭毛以便获取营养和排出代谢产物，这一时期是己酸的主要产期，己酸菌的芽孢是在营养细胞内生成的，也叫内生孢子，对外界不良环境有很强的抵抗力，80℃水中10％仍可维持正常的生命活力，100℃沸水中处理，也不能马上致死，能多年保持休眠状态。一、课堂报告依据的知识背景3.2白酒中的酵母菌酵母菌是一群单细胞的真核微生物，一般是卵形、圆形、圆柱形或柠檬形，属兼性厌氧微生物，繁殖时需要大量的氧气；而酒精发酵时，不需要氧气。由于白酒的特殊性．白酒生产要求酵母有较强的发酵能力，较高的耐酒精能力和耐酸能力。大曲发酵中有酒精酵母、产酯酵母、假丝酵母等。一、课堂报告依据的知识背景3.2.1酒精酵母酒精酵母产酒精能力强，其细胞形态以椭圆形、卵形、球形为最多。酒精酵母适应性强，最适pH值为4.5-6.2，最适生长温度28℃-32℃。常用的有南阳酵母、拉斯12号、拉斯M、德国204、拉斯R、古巴2号等。3.2.2产酯酵母产酯酵母也称生香酵母，是具有产酯生香能力的酵母。主要有汉逊酵母、毕赤酵母、球拟酵母、假丝酵母，能以糖、醛、有机酸等为营养，在酯酶作用下，合成乙酸乙酯及其他酯类。一、课堂报告依据的知识背景3.3白酒中的霉菌霉菌又叫丝状真菌，菌丝呈丝状．菌丝结构是霉菌形态的一个重要特征。霉菌分为曲霉、根霉、毛霉、梨头霉、红曲霉、青霉。霉菌菌落与其他微生物明显不同。菌落最初生长时，往往是白色、灰白色，这是菌丝生长的现象。当菌丝上长出孢子．便形成各种颜色，如绿、黄、青、棕、橙、黑、红等．实际上是指霉菌形成孢子的时期。白酒中霉菌较多，主要是起糖化作用。一、课堂报告依据的知识背景3.3.1曲霉曲霉菌丝体由具有横隔的分枝菌丝构成。菌丝无色或少数种局部可缓慢地呈现褐色或其他颜色。一部分菌丝深入培养基深处，称为基内菌丝，另一部分菌丝伸向空中称为气生菌丝．也叫基外菌丝。分生孢子具有不同的颜色和形状，如球形、放射形、棍棒形或直柱形；颜色有绿、淡黄、黄褐、褐绿、蓝绿、黑、白、棕、褐、橄榄色及桂皮色等，曲霉中与酿酒关系最密切的有：黑曲霉、黄曲霉、米曲霉、栖土曲霉、红曲霉等。一、课堂报告依据的知识背景3.3.2根霉根霉在生命活动中能产生淀粉酶、糖化酶、有机酸．在白酒酿造中做为糖化剂。根霉最适生长温度为25℃-40℃．酶的最适作用温度为45℃-55℃，最适pH值为4.5-5.5。3.3.3毛霉毛霉也叫白霉．菌丝体在基质上或基物内能广泛的蔓延，无假根的葡萄菌丝，孢子囊梗直接由菌丝体生出，一般单生、分枝或较少不分枝．有些种产生厚垣孢子．对环境适应能力强．生长迅速，有一定的糖化力，蛋白质分解能力强，与根霉、梨头霉的区别是气生菌丝整齐．菌丝短．淡黄色或黄褐色。一、课堂报告依据的知识背景3.3.4梨头霉梨头霉，菌丝体近似根霉，但不同于根霉的是，它的孢子囊梗生于假根之外，还生于匍匐菌丝中间，孢子囊梗大都是2—5个成簇，很少单生，且常呈轮状或不规则的分枝，有的糖化力强．一般糖化力不高，分布于土壤、空气、粪便、酒曲中，在酿酒生产中，大曲中含量最多，网状菌丝，呈青灰至白色、纤细。二、撰写课堂报告的目的了解白酒酿造，白酒的分类及白酒生产工艺明晰白酒酿造过程中的各种微生物及其特点掌握白酒酿造中的微生物种类及其作用三、撰写课堂报告的思路通过对微生物及白酒酿造相关知识的学习，了解白酒的分类以及生产过程，探讨白酒酿造中微生物的相关作用。四、课堂报告的正文白酒酿造中微生物多样性酿造过程中微生物的作用四、课堂报告的正文1.白酒酿造中微生物多样性1.1酒曲微生物多样性酒曲是白酒发酵生产中微生物的主要来源，构成中国传统白酒发酵不可缺少的微生物体系。根据制曲温度，可分为高温、中高温和中温大曲。高温和中高温大曲多用于酿造酱香型白酒，而浓香型和清香型白酒多以中温大曲发酵。不同种类的大曲微生物类群和数量存在较大差异，浓香型酒曲细菌总数、常温分解菌和产酸菌大体上高于酱香型大曲，而芽孢菌和嗜热菌的数量则是酱香型酒曲较多。四、课堂报告的正文1.1.1浓香型白酒酒曲微生物多样性从酒曲层次来看，曲心以细菌为主，曲外层以霉菌、酵母菌为主，入房初期细菌、酵母菌为优势类群，中后期霉菌占优势，但最后当酒曲温度接近环境温度，含水量降到一定程度时，这些微生物均会基本保持稳定，曲心所产酒的质量和数量优于曲外层。1.1.2酱香型白酒酒曲微生物多样性从酒曲层次来看，好氧性细菌多分布在大曲表面和边缘，嗜温性细菌多存在于曲心，细菌主要为枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌。而发酵初期，酵母菌在大曲表面迅速生长，后期只能在曲心中少量检出。对霉菌来说，根霉属分布在曲表面，木霉属多分布在曲中层，曲霉属多在曲心。四、课堂报告的正文1.1.3清香型白酒酒曲微生物多样性大曲中的酵母、霉菌较多，随着发酵的进行，其种类和数量不断减少，作为优势细菌的乳杆菌也逐渐被乳球菌所取代，而醋酸菌的数量有大幅增加。1.2酒醅微生物多样性酒醅是已发酵完毕等待蒸的物料，其微生物菌系来自于酒曲、窖泥以及现场生产环境。1.2.1浓香型白酒酒醅微生物多样性从酒醅微生物分布和消长的总体情况来看，细菌多分布在上层酒醅，酵母多分布在下层酒醅，霉菌较少。发酵初期，好氧细菌、兼性厌氧细菌、酵母菌和霉菌的数量都急剧增加。随着发酵的进行，各菌数均有减少，细菌和酵母菌在发酵中期交替成为优势菌群，临近出窖时，酵母菌的数量减少，芽孢杆菌数增加，霉菌到后期基本上已不能检出。四、课堂报告的正文1.2.2酱香型白酒酒醅微生物多样性与浓香型白酒不同，酱香型酒醅可为分高温堆积酒醅和窖内发酵酒醅。对酱香型白酒来说，由于高温制曲使酵母菌大量死亡，而堆积工艺相当于二次制曲。酒醅堆积期间，酵母菌数急剧上升，细菌数相应下降，且随着轮次的增加，菌群总数逐渐下降。而窖内发酵期间，细菌和酵母菌数均不断减少，其中乳酸菌在出窖时难以检出。由于堆积温度在50℃左右，极端酿造环境中的微生物多属于中温嗜热菌。1.2.3清香型白酒酒醅微生物多样性对清香型白酒酒醅微生物的研究报道较少，还处于初期探索阶段。四、课堂报告的正文1.3窖泥微生物多样性浓香型白酒属于传统的泥窖固态发酵模式，窖泥中的微生物以细菌为主，有乳酸菌、丁酸菌、己酸菌、甲烷菌、硫酸盐还原菌、硝酸盐还原菌等，同时含有一定量的放线菌。经鉴定分离出的功能菌主要为甲烷菌和己酸菌。己酸菌是浓香型白酒生产中非常重要的产酸微生物，由其代谢产生的己酸与大曲发酵产生的酒精生成己酸乙酯，是浓香型大曲酒的主体香成分。己酸菌与甲烷菌为互利共生关系。四、课堂报告的正文2.酿造过程中微生物的作用2.1微生物的糖化作用用淀粉质原料生产酒精时，在进行乙醇发酵之前，一定要先将淀粉全部或部分转化成葡萄糖等可发酵性糖，这种淀粉转化为糖的过程称为糖化，所用催化剂称为糖化剂。糖化剂可以是由微生物制成的糖化曲，也可以是商品酶制剂。在实际生产中主要用的是曲霉和根霉。2.2微生物的发酵作用许多微生物都能利用己糖进行酒精发酵，但在实际生产中用于酒精发酵的几乎全是酒精酵母。四、课堂报告的正文2.3微生物的生香作用酯类是白酒中最重要的香味物质．其含量较丰富，有的超过0.5%，由产酯酵母生成。2.4微生物的代谢作用微生物所产生的酶同样是酒曲生物活性的重要来源。微生物在生长繁殖过程中,不断分泌酶类物质,将原料中蛋白质、糖类、脂肪等大分子逐渐分解为氨基酸、寡糖、脂肪酸等小分子有机物质,一方面供自身代谢利用,另一方面为乙醇和香味物质的形成提供了丰富的前体物质。另外,微生物在生长繁殖过程中还产生维生素、生长素、氨基酸之类的物质,这些产物既可促进其它微生物的生长繁殖,又可参与酿酒过程中的各种化学反应变化,形成香味物质。四、课堂报告的正