论文部分内容阅读
清香型白酒是中国白酒四大香型之一，青稞酒是这一香型新发展起来的典型代表，也是青藏高原地区独具风格的粮食白酒。青稞酒风格的形成与其发酵过程中的微生物群落密切相关，酵母是其酿造过程中的重要微生物，认识酵母单菌种在群落中的原位代谢特征，有助于找到关键功能酵母，深入认识白酒酿造机制。本课题通过酵母代谢轮廓与酵母群落数据之间共变模型的建立，研究了青稞酒发酵过程中酵母原位代谢特征，首次明确了青稞酒发酵中关键功能酵母。通过对相同工艺不同地域中酵母酿造特性的比较，初步明确了不同地域酵母菌株对白酒风味的影响。并进一步通过实验室组合模拟发酵，明确了功能酵母之间的相互作用关系以及不同酵母组合对产挥发性产物的影响。研究结果表明：(1)运用WL培养基和26S rDNA分子鉴定方法解析青稞酒四楂次酿造过程中的酵母群落结构，青稞酒大楂和二楂中的酵母包括Saccharomyces cerevisiae、Pichia anomala、Pichia membranifaciens、Saccharomyces uvarum、Saccharomyces servazzii和Torulasporadelbrueckii。三楂和四楂中还检测到两种新的酵母Issatchenkia orientalis和Pichiascaptomyzae。PCA显示，大楂发酵前期(0-15天)，S. uvarum占有独特优势；二楂酵母群落结构稳定；三楂和四楂发酵后期(10-20天)，P. membranifaciens急剧增多。(2)比较青稞酒与汾酒中共有酵母(S. cerevisiae、P. anomala、I. orientalis和P.membranifaciens)的酿造性能，结果发现用青稞汁培养时，青稞菌株S. cerevisiae的乙醇产量比汾酒菌株高6.1g·L-1，而高粱汁培养时，汾酒菌株S. cerebisiae的乙醇产量比青稞菌株高6.2g·L-1；并且不论使用何种培养基，青稞菌株P. anomala的酯类物质生成量都是汾酒菌株的3倍左右。(3)在青稞酒酒醅中检测到58种挥发性产物，用偏最小二乘(PLS)回归分析建立代谢谱图和酵母群落之间的共变模型。结果显示，有16种物质与酵母数量变化相关(Q2>20%)。P. anomala与白酒中10种重要香气化合物的生成相关，如乳酸乙酯、辛酸等。8种化合物在P. anomala单菌株固态发酵中能被检测到，但另外两种物质乳酸乙酯和异丁酸乙酯没有检测到，表明酵母原位代谢特征与酵母单菌种代谢特征之间存在差异。(4)为筛选酿造性能优良的酿酒酵母菌株，对青稞酒72株酿酒酵母的Interdelta指纹图谱进行分析，共产生了12种指纹图谱，不同基因型的酿酒酵母菌株在发酵性能，耐受性上表现出显著差异。基因型XII产尿素量较低为20.19mg·L-1，产乙醇最多为45.20g·L-1。此外，基因型XII能够生成大量具有水果香气的酯类物质(1267.92μg·L-1)及清香型白酒的重要风味物质β-大马酮，可作为青稞酒生产的优良酵母菌株。(5)对青稞酒中产风味物质性能良好的酵母进行实验室固态组合培养，测定酵母数量变化及挥发性产物含量。结果表明，酵母S. cerevisiae、P. anomala、I. orientalis混合培养时，S. cerevisiae抑制P. anomala和I. orientalis的生长，当向其中添加青稞酒特色酵母S. uvarum和S. servazzii后，抑制作用大为减弱。风味物质测定结果表明，S.c-P.a-I.o-S.u-S.s(S. crevisiae-P. anomala-I.orientalis-S. uvarum-S. servazzii)组合中酯类物质生成量最多为64.5μg·kg-1，并且多株菌混合培养时能显著减少S. cerevisiae单培养中苯乙醇和2-甲基丙醇等高级醇的含量。