劲酒发酵过程中可培养功能细菌群落的动态变化及其对风味的影响

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传统法小曲清香型白酒是中国蒸馏酒的重要组成部分,采用的是以小曲作为糖化发酵剂,固态糖化培菌,固态发酵的生产工艺。劲牌小曲清香型白酒是小曲清香型白酒的代表之一,挥发性成分多达103种,起主要作用的是各种各样的微生物。其中真菌的作用主要是糖化和代谢生产酒精,细菌的作用则是增加酒中风味成分。探究劲牌小曲清香型白酒传统发酵过程中各种可培养功能细菌群与白酒风味的内在联系,对劲牌小曲清香型白酒酿造工艺的改进与生产实践的指导具有重要意义。本实验采用稀释培养方法,首次将小曲清香型劲酒传统发酵过程中入池、发酵中期和出窖时酒醅中的可培养细菌分为九大功能群(蛋白质降解细菌群、淀粉降解细菌群、纤维素降解细菌群、木质素降解细菌群、脂肪降解细菌群、产乙酸细菌群、产乳酸细菌群、产丁酸细菌群和产己酸细菌群),探究不同季节小曲清香型劲酒传统发酵过程中各种可培养功能细菌群动态变化差异性,结合酒样气相色谱结果探究可培养功能微生物群对酒体风味的影响。本文主要研究内容以及结果:(1)发酵过程中各项理化指标的测定。选取不同取样点测定窖池温度、并对样品的含水量、酸度和还原糖含量分别进行测定。结果表明,不同季节的窖池温度变化趋势相似:发酵起始温度约为15℃-20℃,发酵中期窖池温度升高到30℃左右,然后轻微变化直至发酵结束。不同季节样品含水量变化趋势没有明显差别:发酵起始时为65%左右,而发酵中期酒醅含水量增加至70%-75%,而后基本保持稳定。不同季节样品酸度变化趋势具有明显差异:春季和秋季样品酸度的变化趋势均为先上升后下降,冬季酸度变化趋势为持续上升,夏季为先下降而后上升。不同季节样品还原糖含量变化趋势有明显区别:秋季样品还原糖在发酵过程中基本稳定在0.8%-1.0%之间;冬季样品还原糖起始值约为0.8%,发酵中期下降到0.6%左右,后期迅速增长,发酵结束时还原糖含量接近2.1%;春季还原糖起始值为0.45%,发酵中期增长至0.8%,后期又下降至0.45%;夏季还原糖起始值为1.62%,发酵中期下降至0.8%,然后继续下降,发酵结束时下降至0.4%。(2)样品中可培养功能细菌群的分离与计数。采用不同筛选平板对样品中总细菌和各类可培养功能细菌群进行分离与计数。结果共检出五类功能细菌群:产乙酸细菌群、产乳酸细菌群、产丁酸细菌群、淀粉降解细菌群以及蛋白质降解细菌群,其中优势功能细菌群为产乙酸细菌群、产乳酸细菌群。(3)代表性功能菌株的初步鉴定。对分离的共88株功能细菌进行核糖体RNA亚基编码基因(16S r DNA)序列分析,其中25株属于芽孢杆菌属,51株属于乳杆菌属,2株属于葡萄球菌属,3株属于链霉菌属,3株属于片球菌属,2株属于明串菌属,1株属于纤维微菌属,1株醋酸杆菌属。大分子降解细菌主要是芽孢杆菌属,而产酸细菌主要为乳杆菌属。(4)酒样挥发性风味成分的气相色谱分析。对不同季节的酒样进行气相色谱分析,发现四个季节酒样中挥发性风味成分含量各有特点:春季酒样中乙酸乙酯含量最高(61.1mg/100m L),乳酸乙酯含量最低(29.2 mg/100m L),乙缩醛含量最高(12.2 mg/100m L),异戊醇含量最低(45.8 mg/100m L);夏季酒样中乙酸乙酯含量最低(8.1 mg/100m L),杂醇油含量最高(219.2 mg/100m L),总酯含量最低(50.1 mg/100m L);秋季酒样中总酯含量最高(120.9 mg/100m L),异丁醇含量最低(7.3 mg/100m L);冬季酒样中乳酸乙酯含量最高(71.3 mg/100m L),总酸含量明显高于其他季节(75.45 mg/100m L)。(5)相关性分析。对各功能细菌数量和酒样风味成分进行了冗余分析和相关性分析来解释其相关性。结果表明,酒样中的挥发性风味成分含量与功能细菌群显著相关,其中产乳酸细菌与4种酯类、2种有机酸和1种醇类的含量显著相关;产丁酸细菌与2种酯类、3种有机酸和2种醇类的含量显著相关;而产乙酸细菌则与2种酯类、1种有机酸、5种醇类和乙醛的含量显著相关系;淀粉降解细菌与乙酸丁酯含量显著相关;蛋白质降解细菌与三种有机酸和三种醇类含量显著相关。酒醅理化性质与总细菌及五种功能细菌数量的冗余分析和相关性分析结果表明:各个季节的总细菌和功能细菌数量并无明显特征,酒醅理化性质与总细菌及五种功能细菌数量显著相关,产丁酸细菌数量分别与含水量和温度成显著相关;产乙酸细菌、产乳酸细菌和产丁酸细菌的数量两两之间均为显著相关;总细菌数量与产乳酸细菌数量显著相关。本研究对劲牌小曲清香型白酒传统发酵过程中各种可培养功能细菌群以及各项理化指标的动态变化情况进行了探究,并分析了两者与白酒风味之间的内在联系,有助于对小曲清香型白酒传统发酵机理的深入理解,并对生产条件优化提供思路。
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