劉 瑾， 趙 華

(工業(yè)微生物教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院，天津 300457)

引 言

濃香型白酒的獨(dú)特性在于它是采用獨(dú)特和傳統(tǒng)的中國固態(tài)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的，并且距今已有數(shù)千年的歷史[1]。通常，濃香型白酒的質(zhì)量會(huì)隨著酒窖年齡的增加而提高。高品質(zhì)的白酒僅在老酒窖中生產(chǎn)，這些酒窖連續(xù)使用至少可以維持20年。特別是一些老酒窖已經(jīng)使用了數(shù)百年而沒有間斷，在這些老酒窖中釀造了五糧液、劍南春和瀘州老窖等著名的中國濃香型白酒品牌[2-3]。

窖泥是濃香型白酒釀造的基礎(chǔ)，窖泥的質(zhì)量直接影響到生產(chǎn)的基酒的質(zhì)量。窖泥的環(huán)境理化指標(biāo)包括水分、腐殖質(zhì)、pH值、礦質(zhì)元素等，這些是影響窖泥微生物生長代謝的重要理化因素，但窖泥質(zhì)量的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不僅是其理化指標(biāo)這個(gè)重要因素，也取決于有益窖泥功能菌的種類和數(shù)量、代謝產(chǎn)物的能力等指標(biāo)[4]。

1 窖泥微生物

窖泥中的微生物與酒曲等相比，窖泥微生物對濃香型白酒的品質(zhì)和風(fēng)味物質(zhì)的形成具有重要作用。窖泥中棲息著大量經(jīng)過長期發(fā)酵馴化的微生物，其中包括梭菌綱、擬桿菌綱、芽孢桿菌綱、甲烷桿菌綱、甲烷微菌綱等在內(nèi)的眾多厭氧微生物，其中以細(xì)菌和古生菌為主[5-6]。

在窖泥微生物群落中，厭氧梭菌一直被認(rèn)為是影響白酒風(fēng)味物質(zhì)形成的重要微生物，如產(chǎn)己酸梭菌(Clostridium kluyveri)、產(chǎn)丁酸梭菌(C. butyricum)和酪丁酸梭菌(C. tyrobutyricum)等[7]。窖泥中的微生物會(huì)產(chǎn)生各種風(fēng)味成分，如丁酸、己酸、丁酸乙酯和己酸乙酯等。其中，己酸乙酯被認(rèn)為是影響濃香型白酒風(fēng)味和品質(zhì)的關(guān)鍵成分[8]。

2 窖泥微生物的鑒定與篩選

Liu等使用變性梯度凝膠電泳(DGGE)和Illumina-MiSeq測序技術(shù)分析了不同年齡的窖泥微生物群落的差異性[9]。Zheng等采用復(fù)合磷脂脂肪酸(PLFAs)和聚合酶鏈反應(yīng)-變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)方法，研究了不同年齡的濃香型白酒窖泥的微生物多樣性[10]。Li等則對分離得到的酪酸梭菌JKY6D1進(jìn)行全基因組測序，得到了當(dāng)時(shí)第一個(gè)完整的丁酸鏈球菌菌株基因組序列[11]。Hu等利用實(shí)時(shí)定量PCR(qPCR)檢測方法，得到了可用于改善窖泥微生物對白酒質(zhì)量的影響的一套方法[12]。

Stams A等綜述了厭氧環(huán)境中古細(xì)菌和細(xì)菌共營養(yǎng)群落甲烷的形成和氧化過程[13]。在這些群落中，還原等價(jià)物通過穿梭成分在細(xì)菌和古生菌之間傳遞，這一過程稱為種間電子傳遞。Zhang等提出采用電場輔助篩選(EFAS)和電場輔助生物降解(EFAB)兩種功能菌株篩選和生物降解裝置，以篩選強(qiáng)化降解汽油噻吩的菌株并強(qiáng)化降解噻吩的能力[14]。

3 窖泥微生物產(chǎn)生的短鏈脂肪酸

短鏈脂肪酸(short chain fatty acids，SCFAs)是調(diào)節(jié)和控制生物功能的重要分子，主要由腸道微生物發(fā)酵結(jié)腸中未消化的碳水化合物和膳食纖維而產(chǎn)生[15]。短鏈脂肪酸的有益性體現(xiàn)在，降低結(jié)腸的pH值，防止病原菌的過度生長，還被認(rèn)為與纖維素的消耗以及增加飽腹感相關(guān)[16]。因此，SCFAs產(chǎn)量的增加對健康益處有重要的作用。

窖泥中存在大量的功能梭菌微生物，窖泥中的短鏈脂肪酸也是窖泥質(zhì)量的檢測標(biāo)準(zhǔn)之一。Chai等使用帶有2998 PDA檢測器的Waters E2695 液相色譜儀，進(jìn)行6種SCFAs的檢測[17]。Hu等使用帶有火焰離子檢測器的Agilent 6890N氣相色譜儀進(jìn)行定量檢測SCFAs，并使用配備帶有固相微萃取(SPME)適配器的自動(dòng)頂空進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)行檢測菌體揮發(fā)性產(chǎn)物[18]。還有許多檢測技術(shù)也被應(yīng)用于SCFAs的檢測中，如，高效液相、氣相色譜色譜法[19-20]。毛細(xì)血管電泳[21]等。但是，這些方法在存在一些局限性，如敏感性差、回收率低等。

4 發(fā)展前景

濃香型白酒的生產(chǎn)采用半開放式多菌種協(xié)同固態(tài)發(fā)酵的方式生產(chǎn)，窖泥以及窖泥微生物對白酒品質(zhì)改善及特征香氣的形成則具有重要的影響。因此窖泥中功能性厭氧產(chǎn)酸菌的有效、快速的分離技術(shù)的建立；產(chǎn)酸微生物、功能微生物類群的快速、準(zhǔn)確鑒定方法的建立；及其窖泥中的產(chǎn)酸微生物產(chǎn)生的揮發(fā)性短鏈脂肪酸快速分析方法的建立，均可為有效改善窖泥質(zhì)量、生物強(qiáng)化白酒風(fēng)味物質(zhì)、溯源及控制白酒異嗅物質(zhì)及開發(fā)液態(tài)法白酒生產(chǎn)菌種等提供理論和技術(shù)指導(dǎo)，同時(shí)也對改善人工窖泥質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。