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中国白酒是世界八大蒸馏酒之一。传统白酒酿造采用固态发酵,糖化是发酵的基础,由于自然接种大曲酿造淀粉质原料的糖化效率不高,导致产酒率偏低。特香型白酒是我国名优白酒,以江西的四特酒和樟树贡酒为主要代表,酿造工艺独特。针对特香型白酒酿造过程中高糖化力菌种对特香型白酒出酒率和风味成分积累的研究还未见报道。本课题从特香型白酒大曲中筛选出高糖化力霉菌,结合酿酒酵母制成麸曲,添加到特香型白酒窖池进行发酵,对其应用性能进行验证。跟踪研究了强化酿造阶段酒醅理化指标的变化,利用高通量测序技术分析发酵过程中菌群演替规律,结合GC-MS技术探究香气成分代谢积累,通过对理化因子、菌群演替和香气成分三者之间的变化来进一步解析功能霉菌对整个发酵体系的影响,解析功能菌种对特香型白酒影响机理。主要研究内容如下:(1)利用微生物纯培养技术对特香型白酒大曲中的霉菌进行分离纯化,得到73株霉菌,并利用淀粉透明圈初筛、糖化酶和液化酶酶活复筛得到一株高糖化力的霉菌NCU-69。通过菌落形态和细胞形态特征,结合基因序列鉴定,鉴定其为黑曲霉Aspergillus niger,命名为NCUF413.1。(2)将黑曲霉NCUF413.1麸曲、酿酒酵母NCUF304.1麸曲随大曲添加到特香型白酒酿造过程进行强化酿造,蒸馏得酒样。与对照组酒样进行比较发现,单独添加酿酒酵母NCUF304.1时,酒样酒精度由8.6%升高到9.3%,但出酒率有所降低,由26.21%降低到25.07%;添加黑曲霉NCUF413.1能有效提高酒样酒精度和出酒率;且当黑曲霉NCUF413.1和酿酒酵母NCUF304.1共强化时,其效果最佳,出酒率由由26.21%提高到34.35%。对不同酒样的挥发性成分进行GC-MS分析,黑曲霉NCUF413.1和酿酒酵母NCUF304.1共强化酒样、单独黑曲霉NCUF413.1强化酒样、单独酿酒酵母NCUF304.1强化和对照组中挥发性成分数量分别为67种、66种、66种和67种,黑曲霉NCUF413.1和酿酒酵母NCUF304.1共强化酒样与对照组中挥发性成分完全一致,且其中黑曲霉NCUF413.1和酿酒酵母NCUF304.1共强化酒样中雪松醇、丁酸乙酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、丁二酸乙酯、肉豆蔻酸乙酯、棕榈酸乙酯、亚油酸乙酯、油酸乙酯等香味物质含量均高于对照组。检测到67种香气成分包括2种酸类、9种醇类、36种酯类、16种醛酮类、4种烃类化合物等,且α-甲基-苯乙醇、丁酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、苯乙酸乙酯、苯乙酸、2-苯乙基酯、苯丙酸乙酯、肉豆蔻酸乙酯、十六烷酸乙酯、苯乙醛和3-糠醛的含量较高。黑曲霉NCUF413.1和酿酒酵母NCUF304.1共强化酒样中挥发性成分总含量是三组强化酒样中最高的,高达9111.27μg/m L,稍低于对照组(10756.05μg/m L)。(3)对Aspergillus niger NCUF413.1与Saccharomyces cerevisiae NCUF304.1共强化酿造过程中酒醅的温度、淀粉含量、还原糖含量、乙醇含量、总酸含量和总酯含量等理化指标进行检测,结果表明共强化酒醅与对照组酒醅在发酵过程中各理化指标变化趋势基本一致。在整个酿造过程中,酒醅中温度、还原糖含量、乙醇含量和总酯含量变化趋势为先升后降,强化组酒醅中乙醇含量始终高于对照组;淀粉含量呈现明显降低的趋势,且强化组酒醅中淀粉含量始终低于对照组。两组酒醅总酸含量一直比较稳定,但强化组酒醅中总酸含量始终高于对照组。与对照组相比,发酵结束时,强化后酒醅淀粉含量由19.72%降低至19.04%,乙醇含量提高了12.59%。(4)特香型白酒酿造过程中加入强化菌种Aspergillus niger NCUF413.1和Saccharomyces cerevisiae NCUF304.1,未改变酒醅微生物群落多样性,但菌群结构却发生了明显的分化。与对照组酒醅相比,强化酒醅中细菌菌群结构于第3 d、第25 d和第30 d有明显差异,而真菌的菌群结构演替在发酵前期(第0 d和第3 d)发生较明显的改变。细菌属水平上,Kroppenstedtia、乳杆菌属、norank＿c＿＿Cyanobacteria、不动杆菌属、norank f Rhodospirillaceae、海洋芽孢杆菌属、Candidatus Entotheonella、魏斯氏菌属等8个属的菌群丰度在强化后发生了比较明显的差异。真菌菌群经过强化后丰度改变较大的属是酵母菌属、热子囊菌属、曲霉属、真菌属、银耳属、马拉色菌属、毕赤酵母属、Wickerhamomyces、Millerozyma、Cladosporium等。Kroppenstedtia属是发酵过程中的优势细菌,草酸杆菌属、海洋芽孢杆菌属和乳杆菌属是发酵后期的优势细菌;其中酿酒酵母属为明显优势真菌,酿造过程中其丰度超过50%。(5)特香型白酒酿造中发酵酒醅中挥发性物质共计45种,包括3种酸类化合物、10种醇类化合物、21种酯类化合物、5种醛酮类化合物、6种烃类化合物等。强化酒醅中香气成分种类基本上与对照组一致。3-糠醛、异戊醇、双甘醇、苯基乙醇、丁二酸单甲酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、苯乙酸乙酯、肉豆蔻酸乙酯、棕榈酸乙酯、油酸乙酯、亚油酸乙酯和柠檬烯等风味成分在发酵过程中含量较高。强化酒醅和对照组酒醅在发酵过程中总挥发性物质含量变化趋势基本一致。通过主成分分析,发现以第10 d为分界线,酒醅中的挥发性物质出现差异,并且发现加入强化菌种对第3 d和第10 d酒醅样品的挥发性物质生成有较大影响。