浓香型白酒生态洞酿糟醅中微生物的变化研究

张 超，田 鹏，徐秋硕，李俊薇，刘 艳，张宝玉，董孝元

（1.黄鹤楼酒业有限公司，湖北武汉 430050；2.武汉雅仕博科技有限公司，湖北武汉 430050）

传统浓香型白酒生产主要是以窖池窖泥为基础，浓香型白酒发酵过程与环境中微生物菌群的变化交替密不可分，窖池中的庞大微生物区系在糟醅固、液、气三相之间发生复杂的物质能量代谢反应，最终形成浓香型白酒独特成分构成和风味特征[1]。白酒洞穴贮存对酒体的快速老熟有着重要作用，而生态洞穴酿造对白酒基酒品质的提高则具有开创性的意义。生态洞酿是黄鹤楼美酒庄园的独特创举，常年恒温恒湿的洞穴内富集多种微生物体系，对白酒的酿造起着至关重要的作用[2]。为准确地把握黄鹤楼浓香型白酒发酵过程中各阶段主导微生物的演变规律，弄清楚窖池发酵过程中物质变化趋势与产品质量的关系，为酿酒生产提供指导依据[3]。为此，我们在不同季节、不同发酵阶段对黄鹤楼咸宁厂区浓香窖池糟醅微生物区系进行动态跟踪监测。在整个监测过程中，采用平板计数法，对发酵过程中酵母菌、霉菌、好氧细菌及兼性厌氧细菌等各类微生物进行分离培养和统计。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

YPD 培养基，虎红培养基，牛肉膏蛋白胨培养基，无菌水。

1.2 仪器与设备

DHP-9082 台式电热恒温培养箱，上海一恒科学仪器有限公司；7890A 气相色谱仪，安捷伦科技（中国）有限公司；DZF-6050B 真空培养箱，上海一恒科学仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 取样

取用黄鹤楼酒业咸宁基地窖池中糟醅，采用专用取样器取样，保证所取样品包含窖池上中下3 层的糟醅，从入窖开始每隔7 d采样，发酵时间为72 d，每次取样后将糟醅用冰盒转移至冰箱中保藏。

1.3.2 典型微生物培养计数[4]

称取10 g 所取糟醅样，置于含90 mL 无菌水三角瓶中，加入玻璃珠，常温放于摇床上以20 r/min振荡20 min，取滤液备用。

培养基：好氧细菌及兼性厌氧细菌用牛肉膏蛋白胨培养基，酵母菌用YPD 培养基，霉菌用虎红培养基。

培养条件：好氧细菌及兼性厌氧细菌以35～37 ℃培养2～3 d；酵母菌以27～28 ℃培养2～3 d；霉菌以30 ℃培养5～7 d。

计数方法：采用稀释涂布平板法，对兼性厌氧细菌进行培养。将培养皿置于真空培养箱内，排尽空气后充入N2维持箱内恒压状态，36 ℃倒置培养36～48 h，观察计数。

2 结果与讨论

2.1 好氧细菌数量变化

窖池糟醅中好氧细菌数量变化见图1，在发酵前期（入窖到发酵3 周），好氧细菌数量呈现快速生长趋势，随着发酵时间的延长，糟醅中好氧细菌数量开始逐步下降，但是到第6 周至第7 周好氧细菌的数量出现反弹，推测应该是兼性厌氧细菌开始大量繁殖。至出窖前糟醅中好氧细菌数量下降至104～105数量级。由图1可知，春夏冬3个季度好氧细菌生长曲线均大体保持一致，其中夏季好氧菌数量较春冬两季多[5-6]。

2.2 兼性厌氧细菌数量变化

图1 好氧细菌发酵动态

窖池糟醅中兼性厌氧菌数量变化见图2，发酵前期，兼性厌氧菌数量在第2 周达到顶峰，窖池中乳酸菌、醋酸菌等生酸菌既可以在氧含量充足的发酵初期进行生长繁殖，也可以在发酵后期的无氧环境中生酸生酯[7-8]。同时由图2 可知，在不同季节窖池内部的兼性厌氧菌生长情况大致相同[9-10]。

图2 兼性厌氧菌发酵动态

2.3 酵母菌数量变化

窖池糟醅中酵母菌数量变化见图3，发酵第1周酵母菌数量即达到了107数量级，远高于同期好氧细菌和兼性厌氧细菌的数量，说明糟醅环境更利于酵母菌生长，使其率先成为优势菌种。糟醅中的酵母菌在第2 周达到峰值后开始下降，到发酵后期趋近于零。如图3 所示，在相同的生产工艺条件下，夏季窖池糟醅中酵母菌数量较春冬两季多，但是酵母菌的生长曲线一致，由此可以得知，在生态洞酿窖池中，酵母菌在夏季可以正常生长繁殖[11]。

2.4 霉菌数量变化

图3 酵母菌发酵动态

窖池3 个季节霉菌变化情况见图4，入窖时霉菌数量约为103数量级，第1 周到第2 周期间，霉菌数量急剧上升，之后急剧下降，第5 周之后变化平缓，后期无明显变化。霉菌前期在有氧环境下大量繁殖，但是随着氧气耗尽，窖池中产生大量的酒精和有机酸抑制了霉菌的生长繁殖，3 个季节的霉菌生长情况无较大差异。综上可知，在不同的季节环境下，窖池中的微生物生长情况基本一致[12]。

图4 霉菌发酵动态

2.5 基酒产量与质量

对3 个不同季节生产的基酒进行统计和分析，结果见表1。

表1 不同月份出窖糟醅理化数据以及基酒产质量

由表1 数据可知，窖池在不同的季节出窖基酒产质量情况基本相同。相对而言，夏季糟醅产酸较多，糟醅的出窖酸度较大，同时导致基酒的总酸较高。由于淀粉被更多消耗转化成酸类物质导致夏季连续生产的窖池出酒率略有下降，但是基酒的质量相对于其余季节未见显著差异。糟醅的生酸幅度也在可控范围之内，通过合理的控酸不会对后续生产造成影响[13]。

3 结论

本研究通过对黄鹤楼酒业浓香窖池糟醅中霉菌、酵母菌、好氧细菌及兼性厌氧菌在春、夏、冬3个季节数量变化的动态监测，发现3 个季节微生物消长变化并无明显的差异，虽有夏季出窖糟酸度较冬季和春季略低、出酒率也稍有下降的现象[14-15]，但总体而言夏季连续生产的基酒产质量并未受到严重影响，这进一步证明了黄鹤楼酒业独特的洞酿车间能够为有益微生物提供适宜的生长环境，维持其正常代谢，保证不采用传统的压排工艺的条件下仍可在夏季连续生产，且维持较高的出酒率，这是浓香型白酒在“安全度夏”方面的一大创举。