浓香酒发酵中微生物与香味物质分析

　　本试验试图通过研究浓香型白酒发酵中糟醅微生物区系和理化因子的演变过程以及特征香味成分的变化趋势，对浓香型白酒发酵机理进行探索。

　　本实验通过跟踪发酵过程中不同层次糟醅香味成分的变化以及微生物的生长趋势，初步探讨窖池中微生物与香味成分之间的联系， 同时分析不同层次糟醅中微生物的分布和香味成分含量的异同，进一步探索浓香型白酒微生物发酵的机理。

  1 材料与方法

    　1.1 试验窖池
    　泸州老窖试验窖池。

    　1.2 取样方法
    　用取样器对指定位置的糟醅进行定点跟踪取样，取样的位置分别是窖池上、中、下三个部位，取得浓香型白酒发酵过程中微生物消长与香味物质变化研究的糟醅封入无菌密封袋中。

    　1.3 仪器与设备
    　SW—CJ—IFD 超净工作台， 苏州净化设备厂；
    　SPX—25B—Z 型生化培养箱，上海博迅实业有限公司医疗设备厂；YXQ—LS—50K 立式压力蒸汽灭菌锅，上海博迅实业有限公司医疗设备厂；台式恒温振荡器，上海跃进医疗设备厂；GC—MS 气质联用仪、GC6890型气相色谱仪。

    　1.4 微生物培养分离
    　1.4.1 微生物分离方法
    　稀释平板涂布分离法。
    　1.4.2 微生物培养条件与培养基
    　所用培养基和培养条件见表1。
    　1.4.3 微生物鉴别

    　1.5 理化指标测定分析
    　温度检测：跟踪检测记录温度
    　酸度：酸碱滴定法
    　淀粉和还原糖测定： 菲林试剂法
    　酒精度测定：取100g 糟醅加水200mL，用500mL
    　全玻璃蒸馏器蒸馏出100mL 溶液，采用DMA5000密度仪测定酒精含量。
    　特征香味物质检测：利用GC—MS 气质联用仪测定糟醅中香味成分，气相色谱仪测其含量。

2 结果与分析

    　2.1 糟醅微生物分析

    　发酵过程中窖池上、中、下层糟醅微生物生长情况见表1。

　　从表1中可以看出，糟醅不同部位的微生物生长情况是不一样。最明显的是：上层糟醅细菌数量最多，下层糟醅酵母菌数量最多；细菌、芽孢杆菌、酵母菌、霉菌的数量在前期都有一个急剧增加的过程，而后又急剧的减少；发酵3天时细菌的数量达到一个峰值且在所测微生物中数量占优势；酵母菌在发酵6天时数量达到峰值，到12天数量又急剧下降，出窖时酵母菌的数量已经很少了；芽孢杆菌在经历急剧减少后，后期数量又有少量的增加；霉菌到后期基本上已经检测不出来。

    　2.2 常规理化指标分析

    　2.2.1 发酵过程中温度的变化

    　温度的变化能直接有效的反映窖池中糟醅微生物的生长状况。发酵过程中窖池温度记录。发酵前期温度不断的升高， 发酵19天时温度达到峰值，后期缓慢的下降；窖池中温度在前9天以每天1℃的速度升高，10天—19天温度上升的速度趋于缓和，20天后缓慢下降，整个发酵过程温度的变化基本符合“前缓、中挺、后缓落”的规律。

    　2.2.2 糟醅常规理化分析

    　随着发酵过程的进行， 窖池中的水分（严格的讲，这里的水分也不完全是水了，还有酸、醇、酯等易挥发性物质）不断增加，前期糟醅上、中、下层水分含量基本一致，到发酵中后期，下层的水分普遍要比中、上层糟醅水分要高。

　　这是由于发酵过程中有酸、醇酯类等物质的产生，不断地增加了糟醅的水分，水分向下渗透所引起的；淀粉含量在发酵过程中不断的减少，前期上层糟醅中的淀粉消耗明显要多于中、下层糟醅，这是由于发酵前期窖池中含有氧气，好氧细菌大量繁殖，上层糟醅中的微生物多于中、下层微生物数量，微生物代谢旺盛所致；酸度在发酵过程中一直都是升高， 前期酸度增加的缓慢，到了发酵后期快速增加；酒精度的变化趋势为：先上升到达一个峰值后缓慢的下降，上层糟醅的酒精度最先到达峰值后下降， 随后是中层糟醅酒精度，最后是下层糟醅酒精度；窖池中的各部位的发酵状况是不一样的。

    　2.3 糟醅发酵期间香味物质分析

    　2.3.1 醇酯类物质分析

    　跟踪发酵醇酯类物质分析见表2：

    　从表2中可以看到，不同位置糟醅中的醇酯类物质含量是不一样的。

　　随着发酵的进行，糟醅中的醇酯类物质的变化也各不同。

　　正丙醇的含量在上、中、下层糟醅中含量相差不多，且在发酵前期缓慢的上升，到21天含量最高，随后逐渐下降；异丁醇含量在发酵期中一直都缓慢的上升，21天时趋于稳定，且上层糟醅中的异丁醇含量大于中、下层糟醅中的含量；正丁醇的变化无多少规律，在发酵期中糟醅的不同层次都有检测出；正戊醇含量在发酵过程中变化不大，在各部位的糟醅中含量也相近；四大酯中丁酸乙酯在前期无法检测出来，直至发酵27天时才检测出来；乙酸乙酯的含量和己酸乙酯含量在发酵过程中一直都在增加；乳酸乙酯含量的变化趋势为：前6天变化不大，6天—9天开始下降，12天后又逐步上升，中、下层糟醅中所含的乳酸乙酯量明显高于上层，发酵中、后期尤为明显，乳酸乙酯的含量在所检测的醇酯含量中最多，原因可能是当氧气大量消耗以后，为窖池中的乳酸菌代谢创造了合适的条件，所产生的代谢产物促使其中的酸度上升，酸醇酯化反应加快速度，使得乳酸乙酯的含量升高。

3 讨论

    　在发酵过程中，发酵初期窖池中含有大量的氧气，有机酸和酒精含量都比较低，微生物迅速的繁殖，微生物代谢过程中产热促使温度上升。随着发酵继续，窖池中的氧气逐渐耗完。好氧细菌和霉菌消亡，酵母菌开始进行无氧呼吸产生酒精，发酵后期窖池中的酒精浓度超过酵母菌的耐受值， 酵母菌出现自溶死亡，酒精代谢减弱，部分酒精参与其它的生化反应，导致糟醅中酒精含量降低，部分醇酯类物质含量升高，因此糟醅中酒精含量会出现一个。

    　窖内微生物一般不能直接利用糟醅中的淀粉等大分子物质，而是需要通过糖化酶、淀粉酶等的作用把淀粉等大分子原料降解成小分子物质。霉菌在发酵过程中主要是通过产生糖化酶将酒醅中的淀粉糖化，供酵母菌发酵成酒。

　　发酵中、后期，霉菌死亡以后，淀粉转化率的降低以及酵母菌的消亡导致了酒精生成速率的下降，实验数据也从侧面来印证这一点。

    　另外，浓香型白酒中，主要香味物质含量高低以及相互比例决定了浓香型白酒的质量和风格。

　　在跟踪发酵过程中四大酯的变化规律为：四大酯的含量在发酵过程中一直升高， 下层糟醅中含量>中层糟醅>上层糟醅，糟醅中四大酯含量关系为： 乳酸乙酯>己酸乙酯>乙酸乙酯>丁酸乙酯；主要有机酸的变化规律为先增加后减少，它们之间量比关系为：乙酸>己酸>丁酸。