白酒釀造中微生物的相關(guān)作用

白酒釀造中微生物的相關(guān)作用白酒釀造中微生物的相關(guān)作用白酒釀造中微生物的相關(guān)作用V:1.0精細整理，僅供參考白酒釀造中微生物的相關(guān)作用日期：20xx年X月課堂報告名稱：白酒釀造中微生物的相關(guān)作用一、課堂報告依據(jù)的知識背景1、發(fā)酵是指微生物細胞在無氧條件下，將有機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、ＥＤ途徑和磷酸解酮酶途徑４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)系種群定義：在一定時間里生活在同一生境的同一體細胞生長形成的生物群體關(guān)系：A、互生——兩種可單獨生活的生物，當它們在一起的時，通過各自的代謝活動而有利于對方，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：①微生物間的共生，②微生物與植物之間的共生，③微生物與動物間的共生。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發(fā)育甚至殺死它們的一張相互關(guān)系。此外，有時因某種微生物的生長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)系可以劃分為特異性拮抗和非特異性拮抗。非特異性拮抗作用沒有選擇性。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菌素。產(chǎn)生抗生素的微生物稱為抗生菌，細菌素是一些細菌產(chǎn)生的能抑制或者殺死同種細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，乳酸細菌的生命活動產(chǎn)生大量的乳酸，阻礙了腐敗細菌的生長。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養(yǎng)的需求的相互關(guān)系。對微生物來說一般有以下幾種情況：①原生動物吞食細菌和藻類；②黏細菌吞食細菌和其他微生物；③真菌不是線蟲和其他原生動物等。在極端條件下，不是這的吞食可能被捕食者種群的消失，進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的被捕食者能夠逃脫，并能在捕食者因食物短缺而削減時重新繁殖起來，所以捕食者與被捕食者的種群數(shù)量是一個交替消長的過程。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)，從后者取得營養(yǎng)。前者為寄生物，后者為寄主。寄生可分為細胞內(nèi)寄生和細胞外寄生，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。內(nèi)寄生是寄生物在寄主細胞內(nèi)，相互關(guān)系的特異性較強。寄生形式主要有：①噬菌體-細菌之間寄生；②蛭弧菌-細菌之間寄生；③真菌-真菌之間寄生；④真菌-真菌-原生動物之間寄生。4.2群落演替在一個生態(tài)區(qū)域中，原有的微生物群落經(jīng)過一般的發(fā)展時期后，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)象群落中優(yōu)勢種群演替是逐漸進行的，而且通常是按一定的方向和一定順序變化的，因此，其發(fā)展趨勢往往哪個是可以預(yù)知的，有時是可以控制的！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)過微生物（細菌、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品。7、釀造和發(fā)酵的異同點：相同點——都是通過對環(huán)境生態(tài)因子的控制，利用有益微生物改變原料的特性，獲得所需產(chǎn)品的過程。不同點——釀造是通過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)過長時間作用形成特定產(chǎn)品的過程；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)物的過程。二、撰寫課堂報告的目的了解白酒的分類、釀造過程以及不同種類的白酒中的微生物的相關(guān)作用和作用機制。三、撰寫課堂報告的思路通過對微生物生態(tài)與食品釀造相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，以白酒釀造中微生物的相關(guān)作業(yè)為科學(xué)問題，根據(jù)微生物特點分析探討其作用機制，進而了解白酒的分類以及生產(chǎn)過程。課堂報告的正文1、在我國傳統(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)生成醬香型白酒獨特的風味前驅(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)出獨特的白酒香型。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）、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250mg/100ml。感官特點是醬香濃郁，綿甜甘冽，香味協(xié)調(diào)，尾凈余長，以香濃、味凈為佳品，目前我國名優(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，通過菌群的協(xié)同作用，在酒醅形成“多微共酵生態(tài)體系”，對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：以貴州茅臺酒為代表，也稱茅香型。茅臺酒與蘇格蘭威士忌和法國白蘭地齊名，被譽為全球三大名酒。主題香氣比較復(fù)雜。感官特點是醬香突出，幽雅細膩，酒體醇厚，回味悠長，以“香而不艷，低而不淡，空杯留香持久”而著稱。2)微生物：細菌、霉菌、酵母等，其中以細菌最多，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優(yōu)勢。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。感官特點是清香純正，諸味協(xié)調(diào)，醇甜柔和，余味爽凈，是我國北方的傳統(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；細菌類中主要有乳酸菌、醋酸菌、芽殖桿菌(革藍氏陽性)和革藍氏陰性芽孢細菌。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β-苯乙醇、乙酸乙酯和乳酸乙酯。感官特點是蜜香清雅，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。感官特點是醇厚秀雅，甘潤挺爽，助味協(xié)調(diào)，尾凈悠長。2）微生物：放線菌、霉菌（主要是黑曲霉、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。是進行乙醇發(fā)酵的代表，是酒精發(fā)酵的主要動力，同時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、細菌類汾酒酒醅中主要細菌有乳酸菌、醋酸菌、芽孢桿菌和格藍氏陰性無孢子桿菌，這些細菌對汾酒風格起了一定作用，細菌雖對汾酒生產(chǎn)有利，但如果大量繁殖，則會引起酸敗，而影響酒的質(zhì)量和產(chǎn)量，因此必須對細菌的作用進一步的研究。7.1乳酸菌乳酸菌桿狀或球狀，后者單個存在，成雙或短鏈，革藍氏染色陽性。乳酸細菌能利用葡萄糖產(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)酵的過程是葡萄糖經(jīng)ＥＭＰ途徑降解為丙酮酸，丙酮酸在乳酸脫氫酶的作用下被ＮＡＤＨ２還原成乳酸，每分子葡萄糖分子生成兩個分子的乳酸和兩分子ＡＴＰ。異型乳酸發(fā)酵個過程是將葡萄糖首先經(jīng)ＰＫ途徑分解為３－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ＡＴＰ。雙歧發(fā)酵過程是葡萄糖分解途徑由ＨＫ途徑、ＨＭＰ途徑以及ＰＫ途徑有機結(jié)合而成，最后將葡萄糖轉(zhuǎn)化為乳酸和乙酸，每兩分子葡萄糖產(chǎn)生兩分子乳酸、三分子乙酸和五分子ＡＴＰ。7.2醋酸菌醋酸菌菌落圓形白色，半透明凸起，周圍有明顯碳酸鈣溶解圈，格氏陰性細菌，短桿至球桿，有過氧化氫酶，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一步氧化成c02和水，微量的醋酸對調(diào)節(jié)酒味和酒香有好處，但過量的醋酸則對酒質(zhì)是不利的。7．3芽孢桿菌芽孢桿菌菌落較大，中間稍凸，向四周擴散，邊緣不整齊，白色粉狀，表面干燥，革氏陰性桿菌，單個、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、對氨基苯甲酸和無機鹽的培養(yǎng)基中經(jīng)己酸菌厭氧發(fā)酵，便會產(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，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，但因為酒醅中數(shù)量遠較梨頭霉少，故只能認為是次要糖化菌。8.3根霉菌絲無隔膜，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，但在酒醅中含量不多，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，無性生殖形成分生子，糖化力小，產(chǎn)酸力強，有微弱的酒精發(fā)酵作用，耐酸力和耐酒精力都很強，在發(fā)酵過程中始終能發(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，因而有利于酒質(zhì)的提高。10、腐殖質(zhì)真菌：可以利用糧糟殘體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：在釀酒過程中，放線菌不僅參與土壤中有機物的轉(zhuǎn)化活動，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)酵母菌和細菌作用生成乙醇、乙酸、乙酸乙酯等低分子物質(zhì)，同時還將蛋白質(zhì)水解為多肽和氨基酸，為己酸菌生長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，完成無機硫化物的還原。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)量是衡量窖泥是否退化的重要指標。13、甲烷菌與己酸菌共棲關(guān)系：甲烷菌進行甲烷發(fā)酵產(chǎn)物為甲烷，己酸菌進行己酸發(fā)酵產(chǎn)物為己酸，甲烷菌與己酸菌工作作用時產(chǎn)生雙重效應(yīng)，即產(chǎn)生甲烷也增加產(chǎn)酸。己酸菌單一培養(yǎng)時，除發(fā)酵產(chǎn)生己酸外，并有H2的積累；在與甲烷菌共同培養(yǎng)時，生活料件改善，菌體量增加，H2被甲烷菌利用產(chǎn)生甲烷。共酵后不僅生長旺盛，而且H2產(chǎn)量也增加，表現(xiàn)出“種間氫轉(zhuǎn)移”關(guān)系，這種氫轉(zhuǎn)移關(guān)系有利于窖內(nèi)存在的己酸、丁酸發(fā)酵在內(nèi)的各種產(chǎn)氫型發(fā)酵。甲烷菌與己酸菌共棲與窖泥中有助于己酸乙酯含量的提高，四大酯量比關(guān)系協(xié)調(diào)，酒質(zhì)好，同時己酸含量成倍增加。14、乳酸