黄酒酿造关键技术与工程应用
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4.1.2 酒醪微生物群落结构

随着科技的发展和现代酿造设备的引进,目前按照发酵方式来分,黄酒主要分为传统工艺手工黄酒和机械化工艺黄酒。由于机械化工艺黄酒在温度、湿度等环境因素要比传统工艺手工黄酒更容易实现标准化控制,因此机械化工艺生产的黄酒酒醪的微生物结构比传统工艺手工黄酒酒醪的微生物结构更稳定。

研究表明,黄酒发酵醪液中细菌的多样性要远高于麦曲中细菌的多样性。机械化工艺黄酒醪中共鉴定出135个细菌属,相对丰度在0.01%以上的包括20个细菌属和3个真菌属(图4-2),丰度前十的原核生物属依次为糖多孢菌属(Saccharopolyspora)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、乳杆菌属(Lactobacillus)、链霉菌属(Streptomyces)、多孢放线菌属(Actinopolyspora)、拟无枝酸菌属(Amycolatopsis)、乳球菌属(Lactococcus)、糖单孢菌属(Saccharomonospora)、假诺卡氏菌属(Pseudonocardia)、Sciscionella。其中糖多孢菌属是黄酒发酵醪中相对丰度最高的细菌,在发酵过程中含量也呈一定的上升趋势。糖多孢菌属是黄酒麦曲和发酵醪中特有优势菌种,也是放线菌目中的主要菌群,在发酵液中含量可达50%以上。糖多孢菌能产生多种生物活性物质,如抗肿瘤抗生素、多种酶类、酶抑制剂等,并且具有耐盐、耐热的抗逆特性。对具体黄酒样品中的微生物结构进行研究分析,发现虽然机械化工艺黄酒接种了纯种的黄曲霉和酿酒酵母,发酵25h样品中糖多孢菌属相对丰度仍可高达38.26%,发酵312h样品中的相对丰度甚至高达54.77%,说明糖多孢菌在黄酒发酵醪中具有较高的生长优势。葡萄球菌属、乳杆菌属和乳球菌属为厚壁菌门,发酵过程中葡萄球菌属和乳杆菌属相对丰度下降,乳球菌属相对丰度在前酵期间降低,在发酵120h(F120h)样品中相对丰度最低为0.41%,而在312h时(F312h)相对丰度上升到0.92%。链霉菌属、多孢放线菌和拟无枝酸菌在发酵过程相对丰度也均有所上升,在24h相对丰度分别为1.49%、1.06%和0.88%,在312h三者的相对丰度分别为2.62%、1.87%和1.44%。

相对丰度在0.01%以上的真菌有酵母属(Saccharomyces)、曲霉属(Aspergillus)和笄霉属(Choanephora)。酵母是黄酒发酵中产酒精和风味物质的主要微生物,酵母属在机械化工艺黄酒发酵醪中的丰度仅次于糖多孢菌属,其生物量在发酵过程中先增加后下降,在前酵72h(F72h)丰度最高为25.01%,在后酵中期312h(F312h)的相对丰度为11.34%。曲霉属主要由麦曲带入,主要在前酵期发挥糖化和液化作用,前酵24h时(F24h)相对丰度最高为11.93%,而后丰度降低。这样的变化可能是由于前酵期间发酵醪含有大量的淀粉且通气搅拌有助于曲霉属的增长。笄霉属(Choanephora)属于毛霉菌目(Mucorales),仅在后酵的两个样品F120h和F312h中检测到,相对丰度分别为0.37%和0.31%(图4-2)。

图4-2 传统工艺机械化黄酒发酵过程中微生物在属水平(0.01%以上)的分布

研究发现发酵第7天是手工酒的关键时期,此时短乳杆菌属在第7天达到最高丰度,而在短乳杆菌属成为优势菌属时会造成黄酒的酸败。植物乳杆菌也可能是影响机械化工艺黄酒品质的一个因素,因为这种细菌可以进行苹果酸发酵,苹果酸被分解为乳酸从而可以降低黄酒酸度。此外植物乳杆菌还能分泌具有抗菌活性的细菌素,这有助于确立对其本身有利的发酵优势。