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摘　要： 科學發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新對醬香型白酒產(chǎn)業(yè)的持續(xù)、健康發(fā)展具有重要的支撐、引領(lǐng)作用。本文闡述了微生物學技術(shù)、分子生物學技術(shù)等現(xiàn)代前沿科技在醬香型白酒理論研究與實際生產(chǎn)中的應(yīng)用。
　　　　同時，也對醬香型白酒的未來科學研究和技術(shù)發(fā)展熱點進行了初步探討。
關(guān)鍵詞： 醬香型白酒； 前沿科技； 應(yīng)用； 研究熱點
   
鄒江鵬　邱樹毅
（貴州國臺酒業(yè)有限公司，貴州大學釀酒與食品工程學院）

1 現(xiàn)代科技在醬香型白酒研究與生產(chǎn)中的應(yīng)用
1.1 微生物學技術(shù)
    　微生物學技術(shù)是促進醬香型白酒發(fā)展及質(zhì)量提高的重要技術(shù)措施之一。目前，它在醬香型白酒中的應(yīng)用主要涉及以下幾方面。
1.1.1 應(yīng)用于釀造微生物的分離與鑒定
    　對釀造過程中微生物進行分離、純化、鑒定，有助于揭示醬香型白酒發(fā)酵機理。
    　從20 世紀50 年代起，我國科研人員就開始了這方面的工作。1959～1965年期間，相關(guān)專家組就從茅臺大曲和酒醅中分離并保存了70 種微生物菌株。
    　1982年，研究人員又在茅臺大曲中分離微生物菌株95 種。其中，細菌47 株（多屬于芽孢桿菌屬）、霉菌29 株和酵母菌19 株。隨后，茅臺技術(shù)中心對茅臺地域環(huán)境、制曲發(fā)酵、堆積發(fā)酵過程中的微生物進行了研究。到2006 年，茅臺技術(shù)中心已分離并保藏微生物329種。其中，從酒醅中分離微生物85 種（細菌41 種、酵母28 種、霉菌16 種）；制曲發(fā)酵過程中分離得到微生物97種（細菌40種、酵母18 種、霉菌35 種、放線菌4種）；從地域環(huán)境中分離得到微生物147 種（細菌53 種、酵母11種、霉菌49 種、放線菌34 種）。
    　2007 年，楊代永等對不同季節(jié)、不同地點制曲發(fā)酵過程中的微生物進行了選擇性分離培養(yǎng)。通過形態(tài)鑒定和生理生化特性測定，得到高溫大曲發(fā)酵過程中的主要微生物，共分離出98 種微生物（霉菌51種、細菌41種、酵母6種）。
    　2008 年，武晉海等對太空搭載茅臺酒大曲中耐高溫霉菌進行分離純化，得到了3株在50℃以上可旺盛生長的霉菌，分別歸屬為Gilmaniella、Gilmaniella 和Absidia。
    　2011 年，楊濤等從高溫大曲中分離得5 株嗜熱芽孢桿菌，經(jīng)鑒定分別歸屬于地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、短小芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌及巨大芽孢桿菌。又從高溫堆積酒醅中分離獲得3 株酵母菌，分別歸屬于白色球擬酵母、異常漢遜酵母、產(chǎn)朊假絲酵母。
    　2012 年，劉雯雯等在黑龍江北大倉醬香型白酒酒醅樣本內(nèi)分離到328株霉菌，鑒定為13屬23種；包括子囊菌3種、接合菌1種和有絲分裂孢子真菌（Mitosporic fungi）19種。
1.1.2 應(yīng)用于釀造微生物類群和數(shù)量結(jié)構(gòu)研究
    　了解白酒生產(chǎn)過程中微生物類群和數(shù)量結(jié)構(gòu)及變化，有利于了解發(fā)酵機理和物質(zhì)代謝過程，對指導白酒的發(fā)酵生產(chǎn)和提升白酒品質(zhì)有重要的意義。
    　1981年，崔福來等考察了醬香型武陵酒酒醅及大曲在發(fā)酵過程中微生物種類及其消長情況。發(fā)現(xiàn)武陵酒醅在堆積和入池白酒發(fā)酵過程中，酵母和細菌占絕對優(yōu)勢。大曲培養(yǎng)過程中，細菌占絕對優(yōu)勢，其次是放線菌，霉菌最少。酵母菌在大曲培養(yǎng)初期繼續(xù)生長繁殖，但后來隨曲溫上升而逐漸消失。
    　1992年，李佑紅等對濃香型與醬香型酒曲的細菌區(qū)系構(gòu)成進行了比較研究。發(fā)現(xiàn)以細菌總數(shù)而言，一般濃香型酒曲的細菌總數(shù)多于醬香型酒曲； 而以芽孢細菌數(shù)而言，一般醬香型酒曲又多于濃香型酒曲。醬香型酒曲的菌群構(gòu)成以高溫嗜熱菌為主， 濃香型酒曲菌群則以常溫菌為主。
    　1999年，周恒剛研究了醬香型白酒生產(chǎn)的堆積過程中微生物消長情況。發(fā)現(xiàn)堆積終了時，菌數(shù)大量增加,種類也有明顯增加。從不同輪次的堆積上看，生沙時菌數(shù)少，糙沙時酵母菌數(shù)猛增。堆積中酵母菌數(shù)隨輪次不斷下降。
    　2007年，唐玉明等研究了醬香型酒糟醅堆積過程中微生物區(qū)系的變化動態(tài)。發(fā)現(xiàn)堆積過程中糟醅的酵母菌類和非芽孢細菌類數(shù)量有較大幅度增長，芽孢細菌類僅略有增長，而霉菌類數(shù)量極少且呈下降趨勢，未發(fā)現(xiàn)放線菌類生長。堆積終了時，酵母和細菌數(shù)量約占總數(shù)的95 %以上，表層酵母菌占總數(shù)的70 %以上，細菌占總數(shù)的10 %～25 %。同年，楊代永等發(fā)現(xiàn)在茅臺高溫大曲制曲發(fā)酵過程中微生物呈現(xiàn)出不同的消長規(guī)律。前期以細菌為主，中后期霉菌大幅度增多，在前期和后期酵母偶有發(fā)現(xiàn)。發(fā)酵過程中的微生物總數(shù)以細菌最多，高達2.1×107 cfu/g 曲；霉菌次之，為6.4×106 cfu/g 曲；酵母最少，僅有6.6×104 cfu/g 曲。
    　2008年，Wang Chang-lu等考察了醬香型大曲中的微生物群落的組成。結(jié)果表明，大曲中存在細菌、霉菌和酵母菌。細菌類包含芽孢桿菌、醋酸菌、乳酸菌、梭菌，其中芽孢桿菌為優(yōu)勢菌。霉菌包含曲霉、毛霉、根霉、木霉。酵母菌類包含酵母菌屬、漢遜酵母屬、假絲酵母屬、畢赤酵母屬和有孢圓酵母屬。同時還檢測了茅臺大曲不同層次之間及發(fā)酵過程中微生物菌群的動態(tài)變化。從大曲層次來看，好氧性細菌多分布在大曲表面和邊緣，嗜溫性細菌多存在于曲心。大曲發(fā)酵前5 天，細菌、酵母、霉菌的數(shù)量均顯著增加，從第10 天開始下降。酵母菌數(shù)在第10 天達到最大值，為58.3 cfu/g，隨后被霉菌取代，霉菌成為發(fā)酵中后期的優(yōu)勢菌群。陳林等考察了武陵醬香型白酒酒曲及發(fā)酵酒醅、窖泥中微生物群落結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，微生物總量大小依次為：酒曲＞堆積酒醅＞發(fā)酵酒醅。發(fā)酵酒醅各階層微生物總量依次為：酵底泥＞上層酒醅＞中層酒醅＞下層酒醅(CFU)；上層酒醅中酵母＞真菌＞細菌；中層酒醅中細菌＞真菌＞酵母；下層酒醅中酵母含量最低， 細菌和真菌數(shù)量基本一致。
    　2013年，杜新勇等考察了北方醬香型白酒生產(chǎn)過程微生物及溫度變化規(guī)律。堆積過程中酒醅中微生物數(shù)量增長較快，酵母富集能力要比細菌強，同一位置酵母數(shù)量一般多于細菌。入窖后，細菌的數(shù)量反而比酵母略多，在入窖發(fā)酵過程中細菌和酵母的數(shù)量都是在減少的， 前10d微生物數(shù)量減少的幅度較大，10d 以后減少幅度變小。
1.1.3 應(yīng)用于功能菌研究
   　 釀造過程中功能菌的研究， 有助于揭示醬香型白酒醬香風味的形成機制，也可為改良生產(chǎn)工藝、提高酒體品質(zhì)提供依據(jù)和思路。
    　20 世紀80年代，研究人員就從茅臺微生物中分離出了產(chǎn)醬香較好的6 株細菌和7 株酵母菌，并試制推廣了麩曲醬香白酒。
    　1997年，李賢柏等從郎酒高溫大曲分離的28 株微生物中篩選出了產(chǎn)醬香較好的4 株芽孢桿菌， 經(jīng)鑒定均屬枯草芽孢桿菌群。
    　2001～2003文章來源華夏酒報年，茅臺技術(shù)中心從酒醅中分離得到微生物85 種，其中至少有3 種芽孢細菌、2 種酵母是產(chǎn)香和產(chǎn)酒的主要功能菌株， 它們對茅臺酒制酒發(fā)酵過程中乙醇、1，2-丙二醇、丙三醇等76 種香氣香味成分的形成有重要作用。2002 年，趙希玉等將從茅臺酒釀造微生物中分離出的6 株產(chǎn)醬香細菌制作強化大曲，提高了高溫大曲質(zhì)量， 經(jīng)發(fā)酵所產(chǎn)生的酒也好于不添加功能菌大曲釀出的酒。此法彌補了一些北方微生物群系不足的缺陷，為北方醬香酒生產(chǎn)提供了可試驗的依據(jù)。
    　2003年，莊名楊等從醬香型白酒高溫堆積糟醅中分離得數(shù)十株耐溫、耐酸酵母菌株，其中Y1、Y5-1、Y5-2、Y6-1為主要功能菌，可影響醬香酒的產(chǎn)質(zhì)量。同年，莊名楊等又從醬香高溫大曲中分離出3 類細菌(B1、B3、CH)，其中只有B3 類菌株產(chǎn)生醬香， 因此確認B3 類菌株為主要功能菌，歸屬于地衣芽孢桿菌。
    　2007 年，馬榮山等從麩曲醬香型白酒酒醅中分離出5 株酶活力高、發(fā)酵力強的酵母菌。將這5 株菌作為醬香酒曲的發(fā)酵菌種，在最佳工藝條件下釀造的酒清亮透明、醬香突出。
    　2007年，任道群等從醬香型酒糟醅中分離出63 株酵母并選育出了5 株發(fā)酵力較強的菌株， 其中2 株為耐酒精酵母5S26 和5S32，1 株為耐溫酵母5S4。5S32 酵母在主要釀酒原料糖化液中均有較強的發(fā)酵力， 是1 株對釀酒原料適應(yīng)性強的優(yōu)良酵母。
    　2009年，張榮等從郎酒高溫大曲中篩選到3 株菌落形態(tài)各異的產(chǎn)醬香香氣的細菌。3 株菌株經(jīng)鑒定為地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)。
    　2010年，羅建超等從高溫大曲制作過程的不同環(huán)節(jié)篩選出25 株產(chǎn)醬香功能芽孢桿菌。所有產(chǎn)香菌均能產(chǎn)生大量酶類，如淀粉酶、蛋白酶，能將甘油轉(zhuǎn)化為二羥丙酮，分解多種糖產(chǎn)酸，由此推測了芽孢桿菌產(chǎn)香的可能機制。林芬等從醬香型酒的酒曲、酒糟、窖泥中分離出24 株產(chǎn)醬香優(yōu)良的細菌及16 株產(chǎn)醬香較好的細菌，它們都有較高的產(chǎn)蛋白酶能力。由此推斷蛋白酶是產(chǎn)醬香的必要條件之一。此外， 從獲得的產(chǎn)醬香細菌篩選得到1 株高產(chǎn)纖溶酶菌株GZJS-2，初步鑒定為枯草芽孢桿菌。
    　2011年，楊濤等從醬香型白酒大曲、酒醅和窖泥中分別分離得到5 株嗜熱芽孢桿菌、3 株酵母菌、1 組復(fù)合產(chǎn)酸菌并將它們應(yīng)用于醬香白酒生產(chǎn)。發(fā)現(xiàn)應(yīng)用5 株嗜熱芽孢桿菌在制曲時添加所制得的強化高溫大曲，蛋白酶活力明顯提高，曲香馥郁；應(yīng)用嗜熱芽孢桿菌、酵母菌與曲藥、糟醅混合堆積，糟醅復(fù)合醬香明顯；應(yīng)用復(fù)合產(chǎn)酸菌培養(yǎng)窖底泥，窖底香基酒比例升高， 酒體中各種酸及相應(yīng)的乙酯含量均顯著提高。
    　2011年，楊國華等從茅臺醬香高溫大曲中分離了1 株產(chǎn)醬香風味好且蛋白酶活力高的細菌HMZ-D， 該菌株在最優(yōu)發(fā)酵產(chǎn)酶條件下的蛋白酶酶活為2901.3 U/g 醅。
    　2012年，袁先鈴等從醬香型大曲中分離得到3 株產(chǎn)蛋白酶產(chǎn)生菌，其中1 株蛋白酶活力達1162.4 U/g，經(jīng)鑒定為枯草芽孢桿菌。
    　2012年，張應(yīng)蓮等從醬香型酒大曲中分離得到1 株白地霉MTBD， 優(yōu)化了其產(chǎn)蛋白酶的固態(tài)發(fā)酵條件。在最佳條件下產(chǎn)酶活力可達到4827.05 U/g 醅。2012 年，徐超英等從醬香型白酒堆積發(fā)酵糟醅中篩選出1 株耐高溫酵母菌。該菌耐乙醇能力為6 %vol，發(fā)酵力為6.628 g/50 mL，生長耐受最高溫度為45 ℃。2013 年，周靖等從醬香型白酒生產(chǎn)用大曲中分離篩選出1 株糖化力和酯化力都較高的紅曲霉菌株MZ-1，該菌對產(chǎn)酒和產(chǎn)香都有一定的作用。
1.2 分子生物學技術(shù)
    　常規(guī)微生物學研究方法不能全面地了解白酒釀造系統(tǒng)中微生物的種類及數(shù)量，而分子生物學技術(shù)避開了傳統(tǒng)微生物培養(yǎng)分析的環(huán)節(jié)， 通過分析微生物的核酸片段， 從基因水平就能對樣品中微生物進行定性和定量。目前，分子生物學技術(shù)已經(jīng)逐步應(yīng)用于釀酒微生物的研究。
    　2010年，高亦豹等利用PCR-DGGE 技術(shù)對5 種中國白酒高溫和中溫大曲的細菌群落結(jié)構(gòu)進行了分析。發(fā)現(xiàn)醬曲多樣性指數(shù)最低， 與其他工藝大曲在細菌群落結(jié)構(gòu)上存在明顯差異。其中，Thermoactinomyces sanguinis僅存在于高溫曲醬曲中。此外，還檢測到了傳統(tǒng)方法未能分離鑒定的木糖葡萄球菌Staphylococcus xylosus、產(chǎn)酸克雷伯菌Klebsiella oxytoca。
    　2012年，邊名鴻等采用ARDRA 免培養(yǎng)手段研究醬香型郎酒窖池底部窖泥中的古菌群落結(jié)構(gòu)。克隆文庫分析結(jié)果表明，窖泥中古菌主要分布于廣古菌門中的甲烷袋狀菌屬（Methanoculleus）、甲烷八疊球菌屬（Methanosarcina）、甲烷鬃毛菌（Methanosaeta） 和甲烷桿菌屬（Methanobacterium）， 分別占44%、41%、3%、9%。
    　陳林等采用PCR-DGGE 方法研究了醬香型白酒酒醅在不同發(fā)酵階段的微生物群落結(jié)構(gòu)變化。發(fā)現(xiàn)隨著發(fā)酵時間的延長，酒醅細菌多樣性逐漸減少。實驗所分析的14 種酒醅細菌群落中除了不可培養(yǎng)細菌外，其他主要屬于厚壁菌門(Firmicutes)，包括乳桿菌目(Lactobacillales)的乳桿菌科(Lactobacillaceae)、芽孢桿菌目(Bacillales)的芽孢桿菌科(Bacillaceae)等類群，其中乳桿菌目占絕對優(yōu)勢。
    　顏春林通過PCR-DGGE 技術(shù)分析福矛高溫大曲儲存過程中的細菌群落結(jié)構(gòu)動態(tài)變化。結(jié)果表明，大曲中原核微生物多樣性豐富，以芽孢桿菌類最多且具有種類和遺傳多樣性； 高溫大曲儲存過程中微生物多樣性減少；同一儲存時期，大曲不同部位的細菌群落也有差異。
    　劉效毅等采用傳統(tǒng)分離培養(yǎng)方法和現(xiàn)代分子生物學方法， 對醬香型白酒高溫大曲中微生物的多樣性進行了研究。共分離出147 株微生物，細菌占97株（87 株為芽孢桿菌），霉菌占50株。細菌共鑒定出12 個種類，包括解淀粉芽孢桿菌、堅強芽孢桿菌、腐生葡萄球菌、表藤黃微球菌等。霉菌中共鑒定出12個種類，包括交鏈孢霉、莖點霉菌、紅曲霉等。
    　譚映月等利用PCRDGGE技術(shù)研究醬香型白酒制曲過程中的細菌菌群結(jié)構(gòu)及其消長規(guī)律。結(jié)果表明，母曲、翻倉曲和出倉曲的菌群結(jié)構(gòu)存在明顯差異。隨著曲藥的發(fā)酵，細菌多樣性下降，優(yōu)勢菌群變化明顯，其中芽孢桿菌屬（Bacillus）和乳酸桿菌屬（Lactobacillus）在不同酒曲樣品中同時存在，也成為制曲后期的絕對優(yōu)勢菌， 對形成濃郁的醬香風味有重要作用。另外，研究還發(fā)現(xiàn)了未曾在白酒曲藥中有所報道的丙酸桿菌屬（Propionibacterium）、棒狀桿菌屬（Corynebacterium）和鞘氨醇單胞菌屬中的Sphingomonas yabuuchiae等細菌。
    　孫劍秋等基于26S rDNA D1/D2 序列分析了不同發(fā)酵階段的醬香型白酒北大倉酒醅中酵母菌的群落結(jié)構(gòu)。酒醅內(nèi)的酵母菌鑒定為8屬13 種，總體多樣性指數(shù)較高， 發(fā)酵初期多樣性指數(shù)逐漸增加，第5 天達最高(1.89)，隨后逐漸下降，第11 天時降至最低(0.66)。不同發(fā)酵階段的酒醅中酵母菌的種類組成總體來說比較接近，說明在白酒釀造過程中酵母菌的組成和分布處于一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)。