酱香型白酒固态发酵过程中酵母与细菌群落结构变化规律的研究

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酱香型白酒酿造历史悠久,工艺独特,开放式的固态发酵造就了复杂而又特殊的微生物群落结构,最终形成酱香型白酒独一无二的酒体风格。酱香型白酒酿造体系中微生物群落结构的系统性研究是科学认识酱香型白酒发酵中所蕴藏生物学问题的关键之一。酵母和细菌是白酒酿造中的重要微生物,对其群落结构的系统性研究,有利于深入研究酱香型白酒发酵机理,促进酱香型白酒的进一步发展。本研究通过可培养手段,利用适当的分离培养基,结合分子鉴定手段,系统地追踪研究酱香型白酒二至七轮次酿造体系中酵母和细菌的群落结构,并结合统计软件分析不同酵母和细菌种属对酱香物质形成的贡献,同时进一步研究了优势细菌Bacillusamyloliquefaciens的功能。主要结论如下:(1)利用Wallerstein laboratory nutrient(WLN)培养基和改进的牛肉膏蛋白胨培养基,共从酱香型白酒酿造二至七轮次环境、大曲及酒醅中分离鉴定得到16个酵母种属与21个细菌种属,其中7个酵母种属与9个细菌种属系首次在酱香型白酒研究中报道。确定堆积酒醅中酵母的主要来源为晾堂地面,细菌的主要来源为高温大曲。(2)堆积酒醅中最主要的酵母与细菌种属为Zygosaccharomyces bailii、Saccharomyces cerevisiae、Bacillus licheniformis、B. amyloliquefaciens。不同堆积轮次起始时酵母含量差别达452倍,但结束时差别在10倍以内,说明堆积能够调节酒醅中酵母含量,减少轮次间酵母含量差异;不同堆积轮次细菌增殖倍数在1.3~5.5倍之间。温度与氧气是影响堆积酒醅中微生物增殖的主要因素。(3)窖池发酵过程上、中、下三层酒醅中的酵母、细菌种属基本一致,最主要的种属为Z. bailii、Schizosaccharomyces pombe、S. cerevisiae、B. licheniformis、B.amyloliquefaciens。对窖池发酵酵母及细菌群落结构数据的主成分分析表明,Z. bailii、S. cerevisiae、S. pombe、B. licheniformis、B. amyloliquefaciens、Bacillus subtilis是上层酒醅区分于中、下层酒醅的重要微生物种属,可能对酱香物质的形成存在积极贡献。(4)酱香型白酒酿造过程中的优势细菌B. amyloliquefaciens具有良好的乙醇耐受力,达到16%。2%、4%的低浓度乙醇促进其生长及代谢产生有机酸与乙酯类化合物。
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