白酒釀造中微生物的相關(guān)作用

1、課堂報(bào)告名稱：白酒釀造中微生物的相關(guān)作用食安1201班 皮瀟文 1201070212一、課堂報(bào)告依據(jù)的知識(shí)背景1、發(fā)酵是指微生物細(xì)胞在無(wú)氧條件下，將有機(jī)物氧化釋放的電子直接交給底物本身未完全氧化的某種中間產(chǎn)物，同時(shí)釋放能量，并產(chǎn)生各種不同的代謝產(chǎn)物。2、生物體內(nèi)葡萄糖被降解主要分為EMP途徑、HMP途徑、途徑和磷酸解酮酶途徑種。3、生態(tài)系統(tǒng)在一定區(qū)域內(nèi)生活的生物與其非生物環(huán)境之間相互緊密結(jié)合而形成的系統(tǒng)。4、種群關(guān)系和群落演替4.1種群關(guān)系1） 種群定義：在一定時(shí)間里生活在同一生境的同一體細(xì)胞生長(zhǎng)形成的生物群體2） 關(guān)系：A、互生兩種可單獨(dú)生活的生物，當(dāng)它們?cè)谝黄鸬臅r(shí)，通過(guò)各自的代謝活動(dòng)而有利

2、于對(duì)方，或者偏利于一方的生活方式。這是一種“可分可合，合比分好”的松散的相互關(guān)系。如在曲酒生產(chǎn)中，根霉或曲霉分解淀粉生成可發(fā)酵性糖，供酵母菌生長(zhǎng)和發(fā)酵利用。B、共生是指兩種生物共居在一起，相互分工合作、相依為命，甚至形成在生理上表現(xiàn)出一定分工、在組織和形態(tài)上產(chǎn)生新結(jié)構(gòu)的特殊共生體的一種相互關(guān)系，可以看做是互生關(guān)系的發(fā)展。共生形式主要有以下幾種：微生物間的共生，微生物與植物之間的共生，微生物與動(dòng)物間的共生。C、拮抗又稱抗生，指由某種生物所產(chǎn)生的特定的代謝產(chǎn)物抑制它種生物的生長(zhǎng)發(fā)育甚至殺死它們的一張相互關(guān)系。此外，有時(shí)因某種微生物的生長(zhǎng)而引起其他條件的改變，從而抑制它種微生物的現(xiàn)象。拮抗關(guān)系可以劃

3、分為特異性拮抗和非特異性拮抗。非特異性拮抗作用沒(méi)有選擇性。特異性拮抗作用是微生物產(chǎn)生特殊的此生代謝產(chǎn)物，特異性的抑制或殺死一種或少數(shù)幾種微生物，即這些產(chǎn)物的作用具有選擇性，他們包括抗生素和細(xì)菌素。產(chǎn)生抗生素的微生物稱為抗生菌，細(xì)菌素是一些細(xì)菌產(chǎn)生的能抑制或者殺死同種細(xì)菌不同菌株的蛋白質(zhì)類物質(zhì)，具有高度特異性。如在乳酸發(fā)酵中，乳酸細(xì)菌的生命活動(dòng)產(chǎn)生大量的乳酸，阻礙了腐敗細(xì)菌的生長(zhǎng)。D、捕食又稱獵食，一般指一種大型的生物直接捕捉、吞食一種小型生物以滿足營(yíng)養(yǎng)的需求的相互關(guān)系。對(duì)微生物來(lái)說(shuō)一般有以下幾種情況：原生動(dòng)物吞食細(xì)菌和藻類；黏細(xì)菌吞食細(xì)菌和其他微生物；真菌不是線蟲(chóng)和其他原生動(dòng)物等。在極端條件下

4、，不是這的吞食可能被捕食者種群的消失，進(jìn)而威脅到捕食者的本身的生存。但在一般條件下總有部分生命力強(qiáng)的被捕食者能夠逃脫，并能在捕食者因食物短缺而削減時(shí)重新繁殖起來(lái)，所以捕食者與被捕食者的種群數(shù)量是一個(gè)交替消長(zhǎng)的過(guò)程。E、寄生是一種微生物生活在另一種微生物的表面或體內(nèi)，從后者取得營(yíng)養(yǎng)。前者為寄生物，后者為寄主。寄生可分為細(xì)胞內(nèi)寄生和細(xì)胞外寄生，專性寄生和兼性寄生等。外寄生中的寄生物僅寄生在寄主細(xì)胞上，相互關(guān)系的特異性較弱，寄生物也具有兼性寄生的特點(diǎn)。內(nèi)寄生是寄生物在寄主細(xì)胞內(nèi)，相互關(guān)系的特異性較強(qiáng)。寄生形式主要有：噬菌體-細(xì)菌之間寄生；蛭弧菌-細(xì)菌之間寄生；真菌-真菌之間寄生；真菌-真菌-原生動(dòng)物

5、之間寄生。4.2群落演替1） 在一個(gè)生態(tài)區(qū)域中，原有的微生物群落經(jīng)過(guò)一般的發(fā)展時(shí)期后，由于某種內(nèi)外環(huán)境因素的改變，原有的微生物群落被另一種新的生物群落所取代的現(xiàn)象2） 群落中優(yōu)勢(shì)種群演替是逐漸進(jìn)行的，而且通常是按一定的方向和一定順序變化的，因此，其發(fā)展趨勢(shì)往往哪個(gè)是可以預(yù)知的，有時(shí)是可以控制的！5、乳酸發(fā)酵：在乳酸菌的作用下將課發(fā)酵性糖轉(zhuǎn)化為乳酸的作用。分為同型乳酸發(fā)酵（指發(fā)酵終產(chǎn)物中90%以上為乳酸）和異型乳酸發(fā)酵（指發(fā)及哦啊終產(chǎn)物除乳酸外，還有乙醇、二氧化碳等成分）。6、發(fā)酵食品：指經(jīng)過(guò)微生物（細(xì)菌、酵母和霉菌等）或酶的作用使加工原料發(fā)生許多理想的十分重要的生物化學(xué)變化及物理變化后制成的食

6、品。7、釀造和發(fā)酵的異同點(diǎn)：相同點(diǎn)都是通過(guò)對(duì)環(huán)境生態(tài)因子的控制，利用有益微生物改變?cè)系奶匦?，獲得所需產(chǎn)品的過(guò)程。不同點(diǎn)釀造是通過(guò)多菌種混合形成較為復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，共同作用于固體或原料，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間作用形成特定產(chǎn)品的過(guò)程；發(fā)酵則多是單一特定微生物在特定容器內(nèi)，經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)控制，使培養(yǎng)基質(zhì)轉(zhuǎn)化為特定產(chǎn)物的過(guò)程。二、撰寫(xiě)課堂報(bào)告的目的了解白酒的分類、釀造過(guò)程以及不同種類的白酒中的微生物的相關(guān)作用和作用機(jī)制。 三、撰寫(xiě)課堂報(bào)告的思路通過(guò)對(duì)微生物生態(tài)與食品釀造相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，以白酒釀造中微生物的相關(guān)作業(yè)為科學(xué)問(wèn)題，根據(jù)微生物特點(diǎn)分析探討其作用機(jī)制，進(jìn)而了解白酒的分類以及生產(chǎn)過(guò)程。4、 課堂報(bào)告的正文1、

7、在我國(guó)傳統(tǒng)釀酒工藝中，酒曲 酒醅和窖泥等釀造區(qū)系孕育出豐富的微生物資源，同時(shí)又是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)白酒的直接原料，這些微生物可催化原料進(jìn)行一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)能分解淀粉、脂肪形成糖和氨基酸引發(fā)美拉德反應(yīng)生成醬香型白酒獨(dú)特的風(fēng)味前驅(qū)物分解蛋白質(zhì)為小分子肽， 最終形成醇 醛 酮 酯等白酒重要的香氣成分，從根源上影響酒體品質(zhì)。但由于釀酒的地域分布生態(tài)環(huán)境和加工工藝等方面的差異使釀造微生物多樣性也不盡相同 從而呈現(xiàn)出獨(dú)特的白酒香型。2、 美拉德反應(yīng)：是食品中最常見(jiàn)和最重要的羰氨反應(yīng)，即指羰基與氨基經(jīng)縮合、聚合反應(yīng)生成類黑色素的反應(yīng)。分為三個(gè)階段：初期(羰氨縮合)、中期（分子重排）、末期（醇醛縮合，聚合成黑色素）

8、。風(fēng)味物質(zhì)的形成與復(fù)雜的美拉德反應(yīng)有關(guān)，美拉德反應(yīng)是產(chǎn)生一系列香味物質(zhì)的重要反應(yīng)， 該反應(yīng)包括縮合、分解、脫羧、脫氨、脫氫等一系列反應(yīng)的交叉反應(yīng)，生成多種酮、 醛、 醇及呋喃、 吡喃、 吡啶、 噻吩、 吡咯、 吡嗪等雜環(huán)化合物。3、焦糖化反應(yīng)：?jiǎn)翁窃跊](méi)有氨基化合物存在的情況下，加熱到熔點(diǎn)以上的高溫，糖會(huì)發(fā)生脫水和降解，也會(huì)發(fā)生褐變反應(yīng)。4、白酒的分類 按原料分：糧食酒（主要）、薯類酒、代用原料酒 按工藝分：固態(tài)法白酒、液態(tài)法白酒、半固態(tài)法白 酒 按曲的種類：大曲、小曲、敖曲白酒 按香型分：濃香型白酒、醬香型白酒、清香型白酒、米香型白酒、鳳香型白酒 按酒度分：高度白酒（酒精度50%-65%及以上

9、）、 中度白酒（酒精度40%-49%）、 低度白酒（酒精度20%-40%）4.1濃香型白酒1)介紹：濃香型白酒以四川瀘州老窖特曲、五糧液為代表，也稱瀘香型。主體香氣成分為己酸乙酯，最高含量以不超過(guò)250mg/100ml。感官特點(diǎn)是醬香濃郁，綿甜甘冽，香味協(xié)調(diào)，尾凈余長(zhǎng)，以香濃、味凈為佳品，目前我國(guó)名優(yōu)特酒多數(shù)屬于這種香型。2)微生物：優(yōu)質(zhì)的老窖泥菌群是含有己酸菌、丙酸菌、丁酸菌、醋酸菌、放線菌、乳酸菌、酵母菌、甲烷菌、硫酸鹽還原菌和硝酸鹽還原菌等多菌種的復(fù)合菌群，它們之間互利共生代謝產(chǎn)生了濃香型白酒中的各種香味成分。窖泥中各菌種是互利共生的關(guān)系，通過(guò)菌群的協(xié)同作用，在酒醅形成“多微共酵生態(tài)體系

10、”，對(duì)濃香型白酒香味成分的形成及其量比關(guān)系的協(xié)調(diào)起著至關(guān)重要的作用。4.2醬香型白酒1)介紹：以貴州茅臺(tái)酒為代表，也稱茅香型。茅臺(tái)酒與蘇格蘭威士忌和法國(guó)白蘭地齊名，被譽(yù)為全球三大名酒。主題香氣比較復(fù)雜。感官特點(diǎn)是醬香突出，幽雅細(xì)膩，酒體醇厚，回味悠長(zhǎng)，以“香而不艷，低而不淡，空杯留香持久”而著稱。2)微生物：細(xì)菌、霉菌、酵母等，其中以細(xì)菌最多，念珠霉次之，酵母、根霉、毛霉等較少。堆積(物)和酒醅中又可分離得到大量球擬酵母、假絲酵母等；枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌等芽孢桿菌在高溫階段及陳曲中又占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。4.3清香型白酒1)介紹：以山西杏花村汾酒為代表，也稱汾香型。主體香氣成分為乙酸乙酯和乳酸乙酯

11、。感官特點(diǎn)是清香純正，諸味協(xié)調(diào)，醇甜柔和，余味爽凈，是我國(guó)北方的傳統(tǒng)白酒。2)微生物：酵母菌類中主要有酵母菌屬、擬內(nèi)孢霉、漢遜酵母和假絲酵母；霉菌類中主有梨頭霉、黃米曲霉、根霉、毛霉和紅曲霉；細(xì)菌類中主要有乳酸菌、醋酸菌、芽殖桿菌(革藍(lán)氏陽(yáng)性)和革藍(lán)氏陰性芽孢細(xì)菌。4.4米香型白酒介紹：以廣西桂林三花酒為代表，也稱蜜香型，主體香氣成分為-苯乙醇、乙酸乙酯和乳酸乙酯。感官特點(diǎn)是蜜香清雅，入口柔綿，落口爽凈，回味怡暢。適合南方人口味。4.5鳳香型白酒1）介紹：以陜西西風(fēng)酒為代表。香氣成分以乙酸乙酯為主，己酸乙酯為輔。感官特點(diǎn)是醇厚秀雅，甘潤(rùn)挺爽，助味協(xié)調(diào)，尾凈悠長(zhǎng)。2）微生物：放線菌、霉菌（主要是

12、黑曲霉、根霉、紅曲霉）、酵母菌（主要是啤酒酵母、酒精酵母、生香酵母）、細(xì)菌（主要是枯草桿菌、己酸菌、乳酸菌）。5、白酒生產(chǎn)工藝： 6、酵母菌以酵母菌屬和漢遜酵母屬為主，還包括擬內(nèi)孢霉屬、假絲酵母屬絲孢酵母等。是進(jìn)行乙醇發(fā)酵的代表，是酒精發(fā)酵的主要?jiǎng)恿?，同時(shí)能在酯化酶的作用下將乙酸和乙醇合成乙酸乙酯或其他酸、酯。能利用原料中的糖分代謝合成一些醇類及酯類物質(zhì)，同時(shí)能消耗發(fā)酵液中部分溶解氧，有助于提供前體物質(zhì)及產(chǎn)酸。7、細(xì)菌類汾酒酒醅中主要細(xì)菌有乳酸菌、醋酸菌、芽孢桿菌和格藍(lán)氏陰性無(wú)孢子桿菌，這些細(xì)菌對(duì)汾酒風(fēng)格起了一定作用，細(xì)菌雖對(duì)汾酒生產(chǎn)有利，但如果大量繁殖，則會(huì)引起酸敗，而影響酒的質(zhì)量和產(chǎn)量，因

13、此必須對(duì)細(xì)菌的作用進(jìn)一步的研究。7.1乳酸菌乳酸菌桿狀或球狀，后者單個(gè)存在，成雙或短鏈，革藍(lán)氏染色陽(yáng)性。乳酸細(xì)菌能利用葡萄糖產(chǎn)生乳酸。乳酸發(fā)酵有同型乳酸發(fā)酵、異型乳酸發(fā)酵和雙歧發(fā)酵。同型發(fā)酵的過(guò)程是葡萄糖經(jīng)途徑降解為丙酮酸，丙酮酸在乳酸脫氫酶的作用下被還原成乳酸，每分子葡萄糖分子生成兩個(gè)分子的乳酸和兩分子。異型乳酸發(fā)酵個(gè)過(guò)程是將葡萄糖首先經(jīng)途徑分解為磷酸甘油醛和乙酰磷酸，然后他們分別被還原為乳酸和乙醇，每分子葡萄糖產(chǎn)生各一分子的乳酸、乙醇、二氧化碳和。雙歧發(fā)酵過(guò)程是葡萄糖分解途徑由途徑、途徑以及途徑有機(jī)結(jié)合而成，最后將葡萄糖轉(zhuǎn)化為乳酸和乙酸，每?jī)煞肿悠咸烟钱a(chǎn)生兩分子乳酸、三分子乙酸和五分子。7

14、.2醋酸菌醋酸菌菌落圓形白色，半透明凸起，周?chē)忻黠@碳酸鈣溶解圈，格氏陰性細(xì)菌，短桿至球桿，有過(guò)氧化氫酶，能利用葡萄糖產(chǎn)酸，氧化乙醇產(chǎn)生醋酸，有部份菌能把醋酸進(jìn)一步氧化成c02和水，微量的醋酸對(duì)調(diào)節(jié)酒味和酒香有好處，但過(guò)量的醋酸則對(duì)酒質(zhì)是不利的。73芽孢桿菌芽孢桿菌菌落較大，中間稍凸，向四周擴(kuò)散，邊緣不整齊，白色粉狀，表面干燥，革氏陰性桿菌，單個(gè)、成雙或短鏈，有芽殖，多數(shù)生在中間，其中主要是枯桿菌，有水解淀粉、分解蛋白質(zhì)的能力，V、P反應(yīng)正，產(chǎn)膜，能產(chǎn)生二乙酰與2，3一丁二醇，這些物質(zhì)對(duì)增加汾酒的綿甜與清香有一定作用，故芽孢桿菌仍看作是汾酒發(fā)酵的有益菌。7.4己酸菌屬于棱狀芽孢桿菌的少數(shù)種。能

15、利用葡萄糖及其碳水化合物，并能水解明膠，其中大多數(shù)種與甲烷菌共棲。在含有乙醇、乙酸、二氧化碳、生物素、對(duì)氨基苯甲酸和無(wú)機(jī)鹽的培養(yǎng)基中經(jīng)己酸菌厭氧發(fā)酵，便會(huì)產(chǎn)生丁酸、己酸和氫。7.5丁酸菌是梭狀芽孢桿菌，有20余種。它以糖類為基質(zhì)，發(fā)酵生成丁酸，放出汗臭味或水果腐爛味，使其酒味不正。但它能產(chǎn)生丁酸和少量的己酸。7.7甲烷菌利用氫作能源，CO2作碳源生長(zhǎng)，從而產(chǎn)生甲烷，甲烷菌與己酸菌共棲，不僅有利于己酸發(fā)酵，而使窖內(nèi)各種產(chǎn)氫型發(fā)酵得以有效進(jìn)行。8、霉菌類霉菌的作用主要是糖化淀粉和分解蛋白質(zhì)，糖化酶，將淀粉轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵性的糖，根霉能夠產(chǎn)生酒化酶系，所以可以提高淀粉的利用率。 8.1梨頭霉菌落淺灰色至

16、青灰色，孢子囊柄由葡萄枝生出，假根側(cè)生，孢子囊洋梨形，有顯著囊基，糖化力不高，但酒醅中數(shù)量最多，因此，仍可看作汾酒釀造中主要糖化菌。8.2黃米曲霉群其中黃曲霉為深綠色，米曲霉為淺黃色至黃綠色，因此黃米曲霉群的菌落為黃綠色，分生子柄粗糙或生突起，頂端膨大，膨大的上部放射著瓶形小梗，上面著生一串分生子、孢生、分生孢子粗糙園形或橢園形，其糖化力、液化力、蛋白分解力都很高，但因?yàn)榫契袛?shù)量遠(yuǎn)較梨頭霉少，故只能認(rèn)為是次要糖化菌。8.3根霉菌絲無(wú)隔膜，具有孢子囊、假根和葡萄枝，孢子囊柄單生或叢生，與假根對(duì)生，孢子囊柄頂端膨大部份為中軸，孢子囊孢子內(nèi)生，多數(shù)根霉有厚壁孢子，其糖化力和液化力都較強(qiáng)，但在酒醅中

17、含量不多，故其糖化作用不大。8.4毛霉菌叢較低，菌絲整齊，光澤，灰褐色或黃褐色，有葡萄枝、元假根，營(yíng)養(yǎng)菌絲生較多的厚壁孢子，在酒醅中數(shù)量極少。8.5紅瞌霉其特征為生紅色的被子，圓形至近圓形，無(wú)性生殖形成分生子，糖化力小，產(chǎn)酸力強(qiáng)，有微弱的酒精發(fā)酵作用，耐酸力和耐酒精力都很強(qiáng)，在發(fā)酵過(guò)程中始終能發(fā)育繁殖。9、丙酸菌：濃香型大曲白酒的主要風(fēng)味物質(zhì)是己酸乙酯。而丙酸菌能較大幅度的降低酒中乳酸及其酯的含量，使己酸乙酯與乳酸乙酯的比例適當(dāng)，因而有利于酒質(zhì)的提高。10、腐殖質(zhì)真菌：可以利用糧糟殘?bào)w分解后形成新的腐殖質(zhì)，再與其他微生物發(fā)酵反應(yīng)，改善窖泥的物理結(jié)構(gòu)，防止窖泥老化。11、放線菌：在釀酒過(guò)程中，放

18、線菌不僅參與土壤中有機(jī)物的轉(zhuǎn)化活動(dòng)，而且產(chǎn)生許多有用物質(zhì)，如纖維蛋白溶酶、高溫淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶，這些酶類定向降解淀粉、纖維素等高分子物質(zhì)，再經(jīng)酵母菌和細(xì)菌作用生成乙醇、乙酸、乙酸乙酯等低分子物質(zhì)，同時(shí)還將蛋白質(zhì)水解為多肽和氨基酸，為己酸菌生長(zhǎng)繁殖和底物代謝提供前體物質(zhì)。12、硫酸鹽還原菌：是專性嫌氣的弧菌。硫酸鹽還原菌能以硫酸鹽作為最終受體而將硫酸鹽還原為硫化氫，完成無(wú)機(jī)硫化物的還原。硫酸鹽還原菌在代謝中能以乳酸為生物氧化基質(zhì)，將乳酸氧化為乙酸。硫酸鹽還原菌能減少窖泥中微生物產(chǎn)生的乳酸以及黃水中的乳酸，防止窖泥中乳酸的積累，減緩乳酸亞鐵和乳酸鈣（這是窖泥在退化過(guò)程中出現(xiàn)的兩種物質(zhì)）的產(chǎn)生。所以窖泥中的硫酸還原菌的種類及數(shù)