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仰韶超高溫大曲發酵過程中微生物變化的初步分析

作者:佚名 來源:中國釀酒網 日期:2018-03-30
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 樊建輝,侯建光,郭福祥,張俊峰,牛姣

(河南仰韶酒業有限公司研究中心,河南省澠池縣472400)

摘要:通過對仰韶超高溫大曲在發酵過程中微生物動態變化的初步試驗、分析,結果表明,酵母菌,霉菌和細菌

的數量均呈先上升后下降又上升的趨勢,并且加入5%超高溫細菌曲的試樣其細菌數量較加入3%的細菌數量明

顯增多,其頂火溫度較普通高溫曲高出2℃。

關鍵詞:超高溫大曲;取樣點;微生物;動態變化

中圖分類號:TS262.3;TS261.1;TS201.2 文獻標識碼:B

中國白酒的發酵過程實際上是各類微生物的生長代謝過程,不同地域、氣候、環境條件及生產工藝,形成了不同的微生物群系及不同的微生物代謝變化規律,從而造就了不同的白酒風格[1]。大曲發酵主要是環境微生物在大曲中富集、生長并產生酶及代謝產物的過程。在白酒釀造的過程中,酒曲作為釀造的主要動力,直接影響著酒體的最終品質。河南仰韶酒業由于其特殊的地理環境,其高溫曲制曲溫度可高達70℃,這一超高溫也成為其他白酒產區無法復制的特點,同時也是仰韶兼香型白酒獨特風格所在。

本實驗通過加入本廠自己培養的代謝吡嗪類物質的超高溫細菌曲,通過研究其發酵過程中的微生物動態變化,為后續研究這些代謝物質對酒質的影響起著重要支撐作用,也為進一步調控制曲工藝有著重要指導意義

 

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 樣品及處理

高溫大曲,超高溫細菌麩曲均取自本公司。將超高溫細菌麩曲分別以3%、5%的比例加入到曲坯中,選取7 個取樣點。

取樣點的確定:

根據生產經驗結合大曲生產工藝的生產特點確定大曲生產過程中可能對大曲質量產生影響的重要階段的關鍵點作為取樣點。

結合實際生產經驗和大曲生產的工藝特點選取大曲發酵過程中的7 個關鍵點作為優化點,取樣方法為:

優化取樣點1:取小麥混合粉碎后加水拌和前的原料,從暫貯倉分別取5 個不同位置,混勻,備用;優化取樣點2:取臥曲前壓制好的曲塊,隨機選取3塊,將大曲按對角平分2 塊,取其中1 塊粉碎混勻,備用;

優化取樣點3:晾霉結束(第4 天)時,在曲房不同位置隨機挑取3 塊有代表性大曲,將大曲按對角平分成2塊,取其中1塊粉碎混勻,備用;

優化取樣點4:取達到頂火溫度(第10 天)時大曲,在曲房不同位置隨機挑取3 塊有代表性大曲,將大曲按對角分成2 塊,取其中1 塊粉碎混勻,備用。

優化取樣點5:取大火結束時(第18 天)大曲,在曲房不同位置隨機挑取3 塊有代表性大曲,將大曲按對角分成2 塊,取其中1塊粉碎混勻,備用;優化取樣點6:取后火結束時(第35 天)大曲,在曲房不同位置隨機挑取3 塊有代表性大曲,將大曲按對角平分成2塊,取其中1塊粉碎混勻,備用;

優化取樣點7:出房驗收(第45 天)時,隨機選取經品評合格的大曲3 塊,將大曲按對角平分成2塊,取其中1塊粉碎混勻,備用;

樣品粉碎及保存方法:要求過0.3mm 篩孔,封裝于密封袋中,置于-20℃保存1~3 個月或-4℃保存7d,備用。

 

1.1.2 培養基

細菌計數培養基:牛肉膏蛋白胨培養基[2]酵母計數培養基:豆芽汁培養基。

霉菌計數培養基:市售孟加拉紅培養基。

 

1.1.3 主要儀器設備

電子天平(YP 10002,上海越平科學儀器有限公司),超凈工作臺,立式壓力蒸汽滅菌鍋YXQ-LS-50S11,上海博訊實業有限公司醫療設備),隔水式恒溫培養箱(PYX-DHS-50×65,上海躍進醫療器械廠)

 

1.2 方法

1.2.1 菌落的分離

將大曲在無菌條件下粉碎,取10g 置于裝有90mL 無菌水帶玻璃珠的三角瓶中,置于120r/min搖床中,使其中的玻璃珠混勻大曲粉,30min 后取出,用移液槍吸取1mL 菌懸液于裝有9mL 無菌水的試管中,進行系列稀釋,酵母菌和霉菌取10-210-3l0-4 10-5 進行平板涂布,細菌取10-310-410-510-6 進行平板涂布[3]

 

1.2.2 微生物培養及計數

細菌:35~37℃倒置培養1~2d,進行細菌平板計

酵母菌和霉菌:28℃倒置培養2~3d,進行平板計數。

 

1.2.2.1 計數方法

采用平板菌落計數法。將待測樣品經適當稀釋之后,使其中的微生物充分分散成單個細胞,取一定量的稀釋樣液接種到平板上,培養一定時間后,由每個單細胞生長繁殖而形成肉眼可見的菌落,即一個單菌落應代表原樣品中的一個單細胞。培養一段時間后,取出培養平板,算出同一稀釋度上菌落平均數。

一般選擇CFU(Colony-FormingUnits),菌落形成單位)在20~300 之間的平板進行計數。在這個范圍之外則不能正確地指示樣品中微生物的真實數量。

當所有平板的CFU 都低于20 個時,記錄稀釋倍數最小平板的菌落數。

當所有稀釋倍數平板的CFU都大于300 個/cm2(但小于100 個/cm2)時,以CFU 最接近于300 個的平板作為計數標準,其CFU 值乘以其相應的稀釋倍數即為樣品含菌數的估計值。

 

2 結果與分析

2.1 酵母的變化

對加入不同比例超高溫細菌曲的大曲發酵過程中不同取樣點的酵母菌進行分離,其數量見圖1。

1 制曲過程中酵母菌數量的動態變化

由圖1 可以看出,不管是加入3%還是5%超高溫細菌曲培養出來的高溫酒曲,其發酵過程中酵母菌的數量變化均呈先上升后下降又緩慢回升的趨勢,在優化點1,酵母菌的數量就已經在105CFU/g,這是由于環境中及原料本身有大量的微生物存在,伴隨著曲塊壓制成形入房再到晾霉結束,隨著溫度的緩慢上升,加上氧氣充足,淀粉水解釋放出一部分水份,適宜的生長條件使得酵母菌開始大量繁殖,在優化點3數量達到最大。優化點3 以后,曲溫上升,受溫度和繁殖方式的影響,酵母菌全部死亡,故分離不出酵母菌。而在后火結束時,由于品溫回落,這為一些喜低溫的酵母提供了良好的契機,所以此時酵母的數量又開始回升。

 

2.2 霉菌的變化

2 制曲過程中霉菌數量的動態變化

由圖2 可以看出,霉菌的數量呈先上升后下降又上升的趨勢,在優化點1,霉菌的數量與細菌,酵母菌相比較少。由于霉菌對水分的要求較低,故發酵開始后,其數量急劇上升,并以根霉的生長占絕對優勢,同酵母菌一樣,在晾霉結束時其數量達到頂峰,優化點3 以后,隨著品溫的上升,水分蒸發快,酒曲中養分的消耗,酸度增大,這些惡劣的環境使得大部分霉菌死亡,但仍有一些耐高溫的霉菌存在,培養中可以觀察到這個階段主要以毛霉為主。

后火結束時,由于品溫下降,此時需水量少的霉菌呈現“夕陽無限好”的局面,所以在取樣點5 以后,霉菌數量又出現回升趨勢

加入3%細菌曲的樣,酵母菌與霉菌的數量均比加入5%細菌曲的樣低一點,但仍處于一個數量級,這可能與不同批次實驗的環境差異有關。

 

2.3 細菌的數量變化

 

圖3 制曲過程中細菌數量的動態變化

 

由圖3 可以看出,細菌在大曲發酵過程中的變化呈先上升后下降又上升的趨勢,并且總體數量比酵母菌和霉菌偏高。由于加入了超高溫細菌曲,并且在抽樣時檢測到,大火頂起時頂火溫度可高達70℃。曲塊在入房前,來自于水、空氣、原料、機械設備中就存在大量的細菌,在106CFU/g,曲塊入房后,由于適宜的生長條件,細菌數量急劇上升(優化點2和優化點3),在合房結束時達到最大,隨著溫度的升高,環境中的一些不耐高溫的細菌逐漸死亡,細菌數量也開始下降,但仍處于一定的水平,因為此時加入的這部分耐高溫細菌曲以及環境中的其它一些耐高溫細菌占了絕對優勢,后火結束時,由于溫度的回落,使得適宜此條件的一部分細菌又開始生長,所以細菌數量又出現了回升的趨勢。

3 中也可以看到,加入不同比例的超高溫細菌曲,曲塊發酵過程中細菌數量也不同,5%的細菌數量明顯比3%的高。

 

3 結論

3.1 加入3%細菌曲的樣,酵母菌與霉菌的數量均比加入5%細菌曲的樣低一點,但仍處于一個數量級,這可能與不同批次實驗的環境差異有關。

3.2 將不同優化點的樣品進行稀釋平板分離,計數,酵母菌與霉菌的數量均呈先上升后下降然后緩慢回升的趨勢,其中高溫情況下酵母菌未檢出,霉菌此階段以毛霉為主。細菌的數量變化也呈先上升后下降又回升的趨勢,并且加入5%超高溫細菌曲的數量明顯高于3%的數量

3.3 高溫酒曲是醬香的來源,而醬香味物質形成的前驅物質就是各種氨基酸。它需要各種微生物尤其是耐高溫芽孢桿菌以及代謝的酶類的共同作用。故本實驗試圖加入部分超高溫細菌曲以增強醬香,但其對酒質的影響仍需進一步研究。

3.4 加入外援菌種的仰韶超高溫大曲頂火溫度高70~72℃)、持續時間長,造成了其酒質不可復制的特點,為后續科研試驗與風格形成打下堅實基礎。

 

[參考文獻]

[1]胡建祥,楊濤,蔡關林等.鳳兼復合型太白酒微生物區系研究_ 大曲微生物區系[J].釀酒科技,2012(5)

[2]沈萍,陳向東.微生物學實驗[M].北京:高等教育出版社,2007

[3]雷振河.汾酒大曲發酵過程中微生物變化的初步分析[J].釀酒科技,2011(6):65

 

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