釀酒過程中的微生物種類及其作用

1、微生物與人類社會釀酒過程中的微生物變化及作用 姓名：劉海濤學(xué)院：能源與環(huán)境學(xué)院 班級：能動13級卓越 學(xué)號：201301174110參考文獻(xiàn):1.釀酒的工藝及流程2. 微生物在人類社會中的3. 百度百科釀酒過程中的微生物說起微生物大多數(shù)人只有一個模糊的概念，甚至很多人只知道在我們?nèi)祟惖纳钪衅鹬艽蟮淖饔茫墙^大多數(shù)人還不能給我們一個正確的解釋。關(guān)于微生物，這個神秘的群體，他有著很多很多不為人知的秘密，今天讓我們來了解微生物這個龐大而又不可見的群體。二十一世紀(jì)，世界生物技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，隨之也引發(fā)了一系列法律上的新問題。分析微生物及其基因是專利法意義上的發(fā)明還是科學(xué)發(fā)現(xiàn)？探討其是否具備專利

2、法保護(hù)所應(yīng)具備的條件，了解發(fā)達(dá)國家加強(qiáng)生物技術(shù)專利保護(hù)的國際慣例，對我國的生物技術(shù)專利保護(hù)具有重要意義。 近年來，生物技術(shù)的發(fā)展取得了驚人的進(jìn)步，在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、化工、環(huán)保等一系列領(lǐng)域引發(fā)了巨大的變革?？茖W(xué)家預(yù)言二十一世紀(jì)是生物技術(shù)的世紀(jì)，但是，非技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的落后使生物技術(shù)的先進(jìn)性未能充分發(fā)揮。原先的政治、經(jīng)濟(jì)、醫(yī)學(xué)、倫理道德、法律制度體系所處的制度環(huán)境因?yàn)樯锛夹g(shù)的發(fā)展而發(fā)生了重大的改變，而原先建立起來的理論體系、操作系統(tǒng)卻無法像生物技術(shù)的發(fā)展一樣在短期內(nèi)迅速實(shí)現(xiàn)體系的裂變、轉(zhuǎn)型、升級。生物技術(shù)就像一把雙刃劍，在帶給人們無限驚喜的同時(shí)，也帶給了人們無限的苦惱。 在法學(xué)界，生物技術(shù)及其專利性問

3、題，一直是困擾學(xué)者們的重大難題。對于活的生物體及DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的描述主張專利權(quán)利，也引發(fā)了一系列激烈的爭論，對這個問題的探討已經(jīng)涉及到了專利制度的本質(zhì)以及發(fā)明和科學(xué)發(fā)現(xiàn)的界定、科技和倫理等一系列深層次問題。 對于這些爭論我認(rèn)為: 在微生物及基因的研究成果的形成過程中，科學(xué)發(fā)現(xiàn)和發(fā)明兩者是兼而有之的，應(yīng)該對其進(jìn)行區(qū)別對待。 首先，不可否認(rèn)，微生物及基因是客觀存在于自然界中的，這并不以我們對其認(rèn)識多少為轉(zhuǎn)移，首次觀察到他們的存在應(yīng)該是一種對客觀事物的揭示，是一種科學(xué)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)然這種發(fā)現(xiàn)也不具有專利法保護(hù)所要求的工業(yè)實(shí)用性標(biāo)準(zhǔn)。所以，即使科研人員為此耗費(fèi)了畢生的精力，也不能因此主張專利權(quán)利，這就像科

4、研人員觀察、測算到了某個宇宙天體的客觀存在但卻不能主張專利權(quán)利收取專利費(fèi)用一樣。 其次，如果研究進(jìn)一步深入，科研人員對微生物及基因進(jìn)行一系列的分離、提純、凈化，改變它在自然界天然的存在方式和狀態(tài)，使其能為人力所控制，并發(fā)掘出它為社會所利用的價(jià)值，那么我們就沒有理由拒絕為其提供專利法上的保護(hù)了。 據(jù)記載中國是最早使用微生物釀酒的國家，白酒整個過程就是微生物消長代謝的過程，那么究竟在釀酒的過程中微生物到底有著怎樣的作用，他對人類的生活到底有著怎樣的作用，今天我們將討論在釀酒的過程中微生物到底起著怎樣的作用?，F(xiàn)在釀酒的發(fā)酵分為兩種，一種是純種發(fā)酵，比如做啤酒，對于這整個過程研究得很透徹很清楚，但歷史

5、更悠久的是傳統(tǒng)發(fā)酵，包括茅臺啊五糧液啊國窖啊都是這種，其中涉及的微生物非常多，雖然也有研究機(jī)構(gòu)把所有微生物都進(jìn)行了研究，但是并不是說傳統(tǒng)發(fā)酵就微生物單獨(dú)作用，包括整個的氣候、釀酒用的水、酒曲、微生物的相互間作用，甚至包括釀酒人員的操作也會嚴(yán)重影響到最終出酒的狀況，的確完整的機(jī)理就是沒有搞清楚酒化菌釀酒工業(yè)中常用的有啤酒酵母：分為上面酵母和下面酵母，雖然發(fā)酵能力和性能各異，但都適用于以淀粉為原料的糖化液，是生產(chǎn)啤酒、白酒、威士忌的優(yōu)良菌種;啤酒酵母的變種:挪威生物學(xué)家G.H.A.漢森從葡萄果皮中分離出來的。在麥汁中培養(yǎng)細(xì)胞呈卵圓形，有時(shí)少數(shù)呈臘腸形；能耐較高的酸度，耐乙醇的能力可達(dá)10以上，能耐

6、較低的二氧化碳；屬于下面酵母，適用于葡萄酒發(fā)酵；裂殖酵母：其特點(diǎn)是以分裂方法繁殖，細(xì)胞呈圓筒形、長方形或圓形；可發(fā)酵各種糖類;不同化硝酸鹽,在乙醇中不生長；生香酵母：以葡萄糖或酒精為碳源，在發(fā)酵過程中能產(chǎn)生香味。糖化菌可將淀粉質(zhì)原料轉(zhuǎn)化成葡萄糖的菌類。糖化力強(qiáng),繁殖速度快，熱穩(wěn)定性良好，耐酸，耐酒精,不產(chǎn)或少產(chǎn)可降低甲醇生成量的果膠酶。在釀酒工業(yè)中常用的有曲霉、根霉、擬內(nèi)孢霉、紅曲霉和毛霉等。細(xì)菌其代謝產(chǎn)物對白酒、黃酒和葡萄酒的香型和風(fēng)味具有特殊作用。在發(fā)酵釀酒過程中，適當(dāng)引入細(xì)菌還能克服白酒后味不足的缺點(diǎn)。在釀酒工業(yè)中常用的細(xì)菌有乳酸桿菌、醋酸菌、丁酸菌等。我國釀制白酒的工藝是世界上最早的蒸

7、餾酒工藝，對于在釀酒過程中微生物的變化及作用，在不同的釀酒工藝，釀制不同的酒，使用不同的原料等都是不同的，今天我們著重論述白酒釀制的過程中微生物的通常的變化及其作用。白酒的釀造是原料、微生物細(xì)胞及其代謝產(chǎn)物相互作用的結(jié)果。無論酒曲、窖泥還是酒糟，這三個生產(chǎn)場地的空間里都富集著大量微生物。這不是某種單一的微生物，而是一個巨大的微生物群落，它們由不同微生物組成，相互作用又相互依存。復(fù)雜的微生物種群造就了白酒中復(fù)雜的組成成分，因此這些微生物的種類及組成在很大程度上決定了白酒的品質(zhì)。白酒生產(chǎn)場所的微生物種群中對白酒的品質(zhì)起作用的主要有霉菌、酵母菌和細(xì)菌三大類。1.酵母菌  

8、0; 酵母菌是一類由真核細(xì)胞所組成的單細(xì)胞微生物，發(fā)酵后可形成多種代謝產(chǎn)物。白酒生產(chǎn)中常見的酵母菌菌種（白酒生產(chǎn)中參與發(fā)酵的酵母菌）有酒精酵母、生香酵母、假絲酵母和白地霉等。    酒精酵母是產(chǎn)酒精能力較強(qiáng)的一類酵母，其形態(tài)以橢圓形、卵形、球形為最多，一般以出芽的方式進(jìn)行繁殖。    生香酵母具有產(chǎn)酯能力，它能使酒醅中含酯量增加，并呈獨(dú)特的香氣。2.霉菌    霉菌是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷囊活愇⑸?，在固體培養(yǎng)基上形成的絨毛狀、絮狀或蜘蛛狀的菌絲體。不同的霉菌在一定的

9、培養(yǎng)基上又能形成特殊的菌落，肉眼容易分辨，是曲藥上的培菌管理和質(zhì)量鑒定的重要依據(jù)之一。白酒生產(chǎn)常中見的霉菌有曲霉、根霉、念珠霉、青霉和鏈孢霉。    曲霉是釀酒業(yè)所用的糖化菌種，是與制酒關(guān)系最密切的一類菌，菌種的好壞與出酒率和產(chǎn)品的質(zhì)量關(guān)系密切。    根霉在自然界分布很廣，它們常生長在淀粉基質(zhì)上，空氣中也有大量的根霉孢子。根霉是小曲酒的糖化菌。念珠菌是踩大曲“穿衣”的主要菌種，也是小曲掛白粉的主要菌種。    青霉是白酒生產(chǎn)中的大敵。青霉菌的孢子耐熱性強(qiáng)，它的繁殖溫度較低，

10、是制麩曲和大曲時(shí)常見的雜菌。曲塊在貯存中受潮，表面上就會長青霉。車間和工具清潔衛(wèi)生搞不好，也會長青霉。    鏈孢霉的孢子呈鮮艷的桔紅色，常生長在鮮玉米蕊和酒糟上，一旦侵入曲房不但造成危害而且很難清除。3.細(xì)菌    細(xì)菌是一類有原核細(xì)胞所組成的單細(xì)胞生物，在自然界里分布最廣、數(shù)量最大。白酒生產(chǎn)中常見的細(xì)菌菌種有乳酸菌、醋酸菌、丁酸菌、己酸菌。    乳酸菌是自然界中數(shù)量最多的菌種之一，大曲和酒醅中都存在乳酸菌。乳酸菌能使發(fā)酵糖類產(chǎn)生乳酸，它在酒醅內(nèi)產(chǎn)生大量的乳酸，乳酸通過酯

11、化產(chǎn)生乳酸乙酯。乳酸乙酯使白酒具有獨(dú)特的香味，因此白酒生產(chǎn)需要適量的乳酸菌。但乳酸過量會使酒醅酸度過大，影響出酒率和酒質(zhì)，酒中含乳酸乙酯過多，會使酒帶悶。    醋酸菌是白酒生產(chǎn)中不可避免的菌類。固態(tài)法白酒是開放式的，操作中勢必感染一些醋酸菌，成為白酒中醋酸的主要來源。醋酸是白酒主要香味成份之一，但醋酸含量過多會使白酒呈刺激性酸味。    己酸菌和丁酸菌是梭狀芽孢桿菌，生長在濃香型大曲生產(chǎn)使用的窖泥中，可利用酒醅浸潤到窖泥中的營養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生己酸和丁酸，他們是白酒重要的香味來源己酸乙酯和丁酸乙酯的前體物質(zhì)。正是這些窖泥

12、中的功能菌的作用，才產(chǎn)生出了窖香濃郁、回味悠長的曲酒。在白酒的實(shí)際生產(chǎn)過程中，參與的微生物種類成百上千，以上所列舉的只是其中的典型代表?？偟膩碚f，微生物種類越豐富，白酒的口感就越豐富，酒的品質(zhì)就越高。    現(xiàn)在很多有特色的大型酒廠都具有悠久的釀酒歷史，他們所處的獨(dú)特的地理位置和自然環(huán)境提供了獨(dú)特的微生物環(huán)境，經(jīng)過長期的馴化，在它們的窖池或酒醅中形成了特定的微生物群，持續(xù)地為人們提供優(yōu)質(zhì)的白酒。    但是，并不是所有參與白酒生產(chǎn)的微生物都是有益菌，有的菌種本身就對白酒的品質(zhì)不利，有的菌種則體現(xiàn)在不同的數(shù)量對白酒品

13、質(zhì)有不同方向的影響。利用傳統(tǒng)的釀酒方式很難在短時(shí)間內(nèi)有效剔除有害微生物，或者控制某種菌體的數(shù)量；同時(shí)，微生物種群與酒廠所處環(huán)境的關(guān)系如此密切，如果完全利用傳統(tǒng)方式培養(yǎng)窖池、酒醅，則很難在一些新興地區(qū)發(fā)展新的白酒企業(yè)，白酒行業(yè)的發(fā)展也會因此大受影響。說起釀酒微生物就不能不說酒曲。一、 什么是酒曲中國最原始的糖化發(fā)酵劑可能有幾種形式：即曲，蘗，或曲蘗共存的混合物。在原始社會時(shí)，谷物因保藏不當(dāng)，受潮后會發(fā)霉或發(fā)芽，發(fā)霉或發(fā)芽的谷物就可以發(fā)酵成酒。因此，這些發(fā)霉或發(fā)芽的谷物就是最原始的酒曲，也是發(fā)酵原料?？赡茉谝欢螘r(shí)期內(nèi)，發(fā)霉的谷物和發(fā)芽的谷物是不加區(qū)別的， 但曲和蘗起碼在商代是有嚴(yán)格區(qū)別的。因?yàn)榘l(fā)芽

14、的谷物和發(fā)霉的谷物外觀不同，作用也不同，人們很容易分別按照不同的方法加以制造，于是，在遠(yuǎn)古便有了兩種都可以用來釀酒的東西。發(fā)霉的谷物稱為曲，發(fā)芽的谷物稱為蘗。知道釀酒一定要加入酒曲， 但一直不知道曲蘗的本質(zhì)所在。現(xiàn)代科學(xué)才解開其中的奧秘。釀酒加曲，是因?yàn)榫魄仙L有大量的微生物，還有微生物所分泌的酶（淀粉酶、糖化酶和蛋白酶等），酶具有生物催化作用，可以加速將谷物中的淀粉、蛋白質(zhì)等轉(zhuǎn)變成糖、氨基酸。糖分在酵母菌的酶的作用下，分解成乙醇，即酒精。蘗也含有許多這樣的酶，具有糖化作用，可以將蘗本身中的淀粉轉(zhuǎn)變成糖分，在酵母菌的作用下再轉(zhuǎn)變成乙醇。同時(shí)，酒曲本身含有淀粉和蛋白質(zhì)等，也是釀酒原料。日本有位

15、著名的微生物學(xué)家坂口謹(jǐn)一郎教授認(rèn)為這甚至可與中國古代的四大發(fā)明相媲美，這顯然是從生物工程技術(shù)在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的重要地位推斷出來的。隨著時(shí)代的發(fā)展，中國古代人民所創(chuàng)立的方法將日益顯示其重要的作用。二酒曲種類酒曲的起源已不可考，關(guān)于酒曲的最早文字可能就是周朝著作書經(jīng)·說命篇中的“若作酒醴，爾惟曲蘗”。從科學(xué)原理加以分析， 酒曲實(shí)際上是從發(fā)霉的谷物演變來的。酒曲的生產(chǎn)技術(shù)在北魏時(shí)代的齊民要術(shù)中第一次得到全面總結(jié)，在宋代已達(dá)到極高的水平。主要表現(xiàn)在：酒曲品種齊全，工藝技術(shù)完善， 酒曲尤其是南方的小曲糖化發(fā)酵力都很高。現(xiàn)代酒曲仍廣泛用于黃酒，白酒等的釀造。在生產(chǎn)技術(shù)上，由于對微生物及釀酒理論知識

16、的掌握，酒曲的發(fā)展躍上了一個新臺階。原始的酒曲是發(fā)霉或發(fā)芽的谷物，人們加以改良，就制成了適于釀酒的酒曲。由于所采用的原料及制作方法不同，生產(chǎn)地區(qū)的自然條件有異，酒曲的品種豐富多彩。大致在宋代，中國酒曲的種類和制造技術(shù)基本上定型。后世在此基礎(chǔ)上還有一些改進(jìn)。以下是中國酒曲的種類：分類體系按制曲原料來分主要有小麥和稻米。故分別稱為麥曲和米曲。用稻米制的曲，種類也很多，如用米粉制成的小曲，用蒸熟的米飯制成的紅曲或?yàn)跻录t曲，米曲（米曲霉）。按原料是否熟化處理可分為生麥曲和熟麥曲。按曲中的添加物來分，又有很多種類，如加入中草藥的稱為藥曲， 加入豆類原料的稱為豆曲（碗豆，綠豆等）。按曲的形體可分為大曲（草包曲，磚曲，掛曲）和小曲（餅曲），散曲。按酒曲中微生物的來源， 分為傳統(tǒng)酒曲（微生物的天然接種）和純種酒曲（如米曲霉接種的米曲，根霉菌接種的根霉曲，黑曲霉接種的酒曲）。酒在我們的日常生活中是必不可少的物品，但我們重來沒有想象過在整個釀酒的過程中起著最大作用的就是龐大，但不可見的微生物，他為我們的生活提供了很大幫助。在釀酒過程中微生物可以說是功不可沒，因此可以說沒有