浓香型白酒大曲微生物研究进展

康承霞，张宿义，马 蓉2，，杨 艳，李德林，秦 辉，

罗 杰1，2，邱川峰1，2，徐 琼1，2，田殿梅3，代汉聪3

（1.泸州保诺生物科技有限公司,四川泸州646000； 2.泸州科源生物科技有限公司四川泸州 646000；3.泸州老窖股份有限公司,四川泸州646000； 4.国家固态酿造工程技术研究中心，四川泸州646000）

浓香型白酒大曲微生物研究进展

康承霞1，2，张宿义3，4，马 蓉2，3，4，杨 艳1，2，李德林1，2，秦 辉3，4，

罗 杰1，2，邱川峰1，2，徐 琼1，2，田殿梅3，代汉聪3

（1.泸州保诺生物科技有限公司,四川泸州646000； 2.泸州科源生物科技有限公司四川泸州 646000；3.泸州老窖股份有限公司,四川泸州646000； 4.国家固态酿造工程技术研究中心，四川泸州646000）

概述了大曲微生物的类型及主要微生物种类的功能和特性，归纳了近年来大曲功能菌的筛选及相关研究，为大曲微生物的研究和大曲生产工艺的优化提供理论依据。

浓香型白酒； 大曲微生物

大曲是以小麦（大麦、豌豆等）为原料，通过自然接种、培菌发酵而成的一种聚物系、菌系、酶系为一体的微生态制品，是传统固态法白酒酿造的重要物质保障。微生物作为大曲的重要组成部分，其种类和数量的多寡，直接影响到白酒的风格与品质。

随着科学技术的发展，大量先进分析检测技术的应用，大曲中纷繁复杂的微生物菌系逐渐被揭示，使得千百年来酿酒先辈们在酿酒实践中总结出的“曲乃酒之骨”“有好酒必有好曲”这些精辟论断得到了科学的应证。同时，众多关于大曲微生物研究成果的推广与应用，也促进了大曲品质的提升。

本研究针对近年来有关浓香型白酒大曲微生物的研究进行了系统归纳总结，为以后的研究工作提供一定参考。

微生物的研究是深入认识大曲微生物种群多样性及功能特点的重要手段。根据现有研究结果来看，大曲微生物主要可分为霉菌、酵母菌、细菌、放线菌四大类[1]，其在白酒酿造过程中都扮演着重要的角色。

1 霉菌

大曲中的霉菌不仅是形成曲表穿衣、保证曲体排水顺畅从而避免大曲酸败的主要菌类，还是影响大曲糖化力、液化力、酯化力的主要菌类，它在大曲中的种类、数量对大曲质量起着决定性作用。一定程度上，根据大曲表面及断面霉菌的颜色即可大致推断大曲质量的好坏。

霉菌菌落一般较大，开始生长时往往为白色或灰白色，随着孢子的形成菌落呈现出各种颜色[2]。霉菌种类不同，其代谢产物在大曲中发挥的作用也各异。黑曲霉能产生α-淀粉酶、过氧化氢酶、纤维素酶、α-半乳糖苷酶、β-葡萄糖酶、糖化酶、葡萄糖氧化酶、β-葡萄糖苷酶、半纤维素酶、橙皮苷酶、脂肪酶、柚苷酶、果胶酶、单宁酶霉等[3]；红曲霉能代谢产生麦芽糖酶、蛋白酶、酯化酶等[4]；根霉产糖化酶、液化酶(淀粉酶)能力强，能将淀粉近乎理论值地转化为葡萄糖[5]；毛霉、拟内孢霉在培菌初期生长于曲表形成“穿衣”，为菌丝进入曲体形成微孔通道打下基础；青霉菌产生的青霉素在低浓度条件下能够预防杂菌生长，浓度较高则会抑制正常大曲微生物的繁殖[6]。

杨耀寰等[7]采用稀释涂布平板法从泸州老窖大曲中分离得到2株高产糖化酶的菌株，经分子生物学方法鉴定1株为棒曲霉，1株为黑曲霉，其糖化酶活性分别达到了1842 U/g、2349 U/g；叶光斌等[8]采用稀释涂布平板法从浓香型大曲中分离纯化得到1株黑曲霉，采用酶联免疫法发现该菌株产褚曲霉毒素A含量可达8.5 μg/kg。

胡晓龙等[9]、唐圣云等[10]分别采用稀释涂布平板法从五粮液大曲中分离筛选出1株红曲霉菌株和1株嗜热红曲霉菌株，通过超滤法对红曲霉菌株的固态发酵物浸液进行浓缩后发现，其酯化活力比浓缩前提高了2倍左右，嗜热红曲霉菌株也具有较高酯化活力，其酯化酶活可达280 U/g；王晓丹等[11]利用微生物分离技术从浓香型大曲中筛选到1株高产酯化酶的菌株，根据形态和培养特征、生理生化特征、分子生物学等方法鉴定为紫色红曲霉，其酯化力为236 mg/g·100 h；罗惠波等[12]采用稀释平板涂布法从浓香型大曲中分离出1株菌株，通过18S rDNA的PCR扩增及测序得出该菌属于红曲霉属，并对该菌产桔霉素条件进行研究，确定了该菌株在添加EDTA的酵母浸膏蔗糖培养基中产桔霉素能力较高；胡靖等[13]从浓香型大曲中分离筛选得到1株产己酸乙酯的菌株，根据其形态特征、培养特征、18S rDNA分子克隆测定及系统发育分析鉴定为紫色红曲霉，用该菌株制成麸曲，在实验室条件下其酯化力可达62.79 mg/g·100 h。

黄丹等[14]采用稀释涂布平板法从浓香型大曲中分离得到1株产酯化酶霉菌，经形态、Biolog微生物自动分析系统鉴定该霉菌为黄曲霉，其酶活力为6.75 U/mL；罗惠波等[15]采用稀释划线平板法从中高温大曲中分离得到1株菌株，经菌落观察、镜检及分子生物学手段鉴定，该菌株为黄曲霉属，采用酶联免疫法对该菌株产黄曲霉毒素B1进行定量检测，其最高值可达13.6 μg/kg。

吕梅等[16]采用稀释平板涂布法从浓香型中高温大曲中分离筛选得到1株高产酯化酶菌株，经形态镜检及18S rDNA片段序列分析鉴定该菌株为多枝横梗霉，其产酶活力可达到41.22 U/mL。

2 细菌

细菌是大曲中产蛋白酶和香味物质的重要菌类。在高温条件下，部分细菌能分解大曲原料中的蛋白质产生酚类、酯类、醛类等挥发性香味物质，从而赋予大曲独特的曲香味。

大曲中常见的细菌有芽孢杆菌、乳酸菌、醋酸菌等。芽孢杆菌能通过自身的代谢使糖、蛋白质、脂肪这三大营养物质发生转化，形成典型浓香型白酒风格的风味物质，并能为白酒提供营养成分；乳酸菌代谢产物乳酸可降低白酒刺激感、增加酒体的浓厚度、延长白酒后味、增加酒体的回甜感，同时乳酸也是形成乳酸乙酯及其他香味成分的重要基础物质[17]；醋酸菌产生的醋酸是白酒的主要香味成分，同时也是丁酸、己酸及其酯类的前体物[18]。适量的乳酸菌、醋酸菌能一定程度上抑制杂菌生长，并能促进美拉德反应、促进酿酒发酵、维护与保持酿酒微生态环境等。同时，乳酸菌等生酸菌在大曲中的大量存在，也会给大曲带来酸味、臭味等异味。

袁先玲等[19-20]采用稀释涂布平板法从浓香型大曲中分离纯化得到5株产蛋白酶细菌，经分离鉴定为苏云金芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌，对其中产酶能力最强的蜡状芽孢杆菌优化培养后，酶活可达262.18 U/mL；卫春会等[21]采用稀释涂布平板法从浓香型大曲中筛选得到1株产蛋白酶细菌，采用硫酸铵分级沉淀、透析、吸附树脂处理等方法提取该细菌所产的蛋白酶，并对该酶的最适pH值、pH值稳定性、最适温度、温度稳定性、金属离子影响等进行了研究。

谢国排等[22]利用热处理、高温培养等方法，从金种子浓香型大曲中分离出6株产蛋白酶的嗜热细菌，通过GC-MS检测其单菌种发酵液中香气成分，发现这些菌株均有产芳香族化合物、酚类、酯类等白酒风味物质的能力；明红梅等[23]采用稀释涂布平板法和二氧化碳培养法分别从浓香型大曲中分离纯化得到2株细菌，经形态观察、生理生化鉴定为地衣芽孢杆菌和棒状杆菌，通过顶空固相微萃取气相色谱质谱联用分析2株菌的固态发酵产物的挥发性物质发现，2株菌均能代谢产生吡嗪类物质、苯乙醇、愈创木酚等香味物质；陈晓旭等[24]采用平板筛选和16S rDNA鉴定方法，在浓香型大曲中分离得到1株具有高液化力的枯草芽孢杆菌，其液化力高达11.756 g/g·h，通过HS-SPME-GC-MS确定了其代谢产物含有吡嗪类物质、愈创木酚和苯甲醛等多种重要的大曲风味物质。

王勇等[25]采用传统微生物分离方法从浓香型白酒大曲中筛选出8株优势芽孢杆菌，经形态特征观察，结合细菌脂肪酸鉴定技术(MIDI鉴定系统)对其进行鉴定表明，8株芽孢杆菌分属于5个种，分别为巨大芽孢杆菌、浸麻类芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、萎缩芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌。赵东等[26]从浓香型曲药中分离筛选得到1株产红色素的细菌，经纯化鉴定为枯草芽孢杆菌，该菌能在较广泛的温度和酸度条件下生长，且具有分解淀粉和液化明胶的能力。

黄丹等[27]采用稀释平板涂布法从浓香型大曲中分离筛选得到1株产酯化酶细菌，通过形态特征和Biolog微生物自动分析系统鉴定为血红鞘氨醇单胞菌，通过对其培养基和培养条件优化后，该菌所产的酯化酶酶活可达18.26 U/mL。

3 酵母菌

酵母菌是影响白酒发酵产酒的主要菌类。大曲中的酵母菌主要有产酒酵母、产酯酵母以及假丝酵母等，产酒酵母是酒曲中主要的产酒功能菌，能够将糟醅中的淀粉发酵为酒精；产酯酵母又称为生香酵母，能促进发酵过程中酯类的生成，形成浓香型白酒的特征风味物质。

明红梅等[28]采用稀释涂布平板法从浓香型大曲中分离纯化得到1株酵母菌，该菌株发酵后的培养基质中含有浓郁的酒香味，经形态学观察和分子生物学鉴定，该菌株为异常威克汉姆酵母，采用顶空固相微萃取气相色谱质谱联用技术对这株菌的发酵产物进行挥发性成分检测，发现其发酵产物中香味物质含有吡嗪类物质、苯乙醇、愈创木酚等。祝云飞等[29]采用传统平板分离法从浓香型大曲中分离得到1株酵母菌，通过形态特征观察以及Biolog鉴定为休哈塔假丝酵母，对其固态发酵代谢的挥发性产物进行HS-SPME-GC-MS分析表明，其挥发性产物主要为乙醇、异戊醇和苯乙醇等醇类，同时还含有多种其他香味物质如异戊酸、苯乙醛、辛酸乙酯等。

刘宏媛等[30]采用稀释平板划线法从曲药中分离纯化出2株酵母菌，经Biolog鉴定系统鉴定为Zygosaccharomyces florentinus和 Hyphopichia burtonii A，采用Biolog 96孔碳源的利用情况研究表明，前者主要利用D-蜜二糖、蔗糖，后者主要利用麦芽三糖、α-D-葡萄糖。徐丽萍[31]采用稀释平板划线法从中高温大曲中分离出了8株酵母菌，经菌落形态和生理生化鉴定分别为假丝酵母属、汉逊酵母属、酒香酵母属和德克酵母属，并从中筛选出1株高效产酯的汉逊酵母，其产酯量高达1.479 g/L。

赖颖等[32]采用稀释平板涂布法从宋河中高温大曲中筛选出10株能在45℃以上生长的耐热酵母菌，其中1株酵母菌在58℃高温条件下还能正常生长，经生理生化特征鉴定其为Saccharomyces属的发酵性接合酵母，该菌发酵后的酒精得率高达55%。

4 放线菌

放线菌为单细胞菌，其结构简单，能代谢产生抑制其他微生物生长、代谢的抗生素，可以调节多菌种的混合发酵途径和代谢产物的积累，同时也能产生一定量的淀粉酶、纤维素酶和蛋白酶[7，33-34]。

近年来，有关浓香型大曲中放线菌的研究成果鲜有报道，仅游剑等[35]采用传统方法从枝江大曲春季和夏季发酵用大曲中分离到了放线菌，初步鉴定以链霉菌属为优势菌群。针对浓香型大曲放线菌研究报道较少的原因，笔者认为，放线菌主要有好气与嫌气、腐生与寄生、中温与嗜热(少数嗜低温)的存在方式，自然环境下生长的放线菌绝大部分都是中温、好气的腐生菌，且对周围生长条件要求较高，尤其酸碱度(pH值)对放线菌的影响最为突出[36]。大曲在开放式的生产条件下，其独特的生产工艺和发酵方式都不利于放线菌的生长繁殖，即使有少量放线菌存在，因取样的随机性、放线菌可培养性以及培养条件偏颇都可能会导致分离失败。

5 展望

科学技术的进步，是推动白酒产业健康、快速发展的动力。借助高速发展的检测技术与分析手段，科研工作者们揭开了大曲中微生物的神秘面纱，高糖化力菌株、高液化力菌株、高酯化力菌株、高产蛋白酶菌株以及特殊产香菌等大曲功能菌的发现，为大曲品质的提升及功能曲、强化曲的研究提供了技术支撑，同时也为研究大曲微生物对白酒风格风味的影响奠定了基础。但“开放式、自然接种”的大曲生产原本是多菌群此消彼长、相互影响的一种发酵模式，单一强化某一特定功能的研究方式可能无法全面提升大曲品质，多种功能菌类的共同培养、相互作用的研究将是今后大曲微生物研究的一个重要方向。此外，有关放线菌的研究较少，对于放线菌在浓香型大曲中的作用功能认知极少，有必要采用更多、更新的技术手段进行研究和定位。

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Research Progress in Daqu Microbes of Nongxiang Baijiu

KANG Chengxia1,2,ZHANG Suyi3,4,MA Rong2,3,4,YANG Yan1,2,LI Delin1,2,QIN Hui3,4, LUO Jie1,2,QIU Chuanfeng1,2,XU Qiong1,2,TIAN Dianmei3and DAI Hancong3
（1.Baonuo Biotechnology Co.Ltd.,Luzhou,Sichuan 646000;2.Keyuan Biotechnology Co.Ltd.,Luzhou,Sichuan 646000;
3.Luzhou Laojiao Co.Ltd.,Luzhou,Sichuan 646000;4.National Engineering Technology Research Center of Solid-state Brewing,Luzhou,Sichuan 646000,China）

In this paper,the types of Daqu microbes and the function and features of the main microbial species were reviewed,and the screening of Daqu functional bacteria in recent years and their related research were summed up,which could provide theoretical basis for the research on Daqu microbes and the optimization of Daqu-making process.

Nongxiang Baijiu;Daqu microbes

TS262.3；TS261.1；TQ925.7

A

1001-9286（2017）05-0088-05

10.13746/j.njkj.2017027

四川省科技成果转化项目《浓香型白酒智能化与自动化生产关键技术集成及产业化示范》（2016CC0032）；泸州市科技计划项目(2015-S-36)。

2017-02-16

康承霞(1989-)，女，本科，研究方向：微生物与发酵。

张宿义(1971-)，男，博士，正高级工程师，中国酿酒大师，研究方向：微生物与发酵。

优先数字出版时间：2017-04-17；地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170417.1007.003.html。