白酒酿造中微生物的相关作用

1、主要内容主要内容一课堂报告依据的知识背景二撰写课堂报告的目的三撰写课堂报告的思路四课堂报告的正文五课堂报告讲述过程中希望讨论的问题一、课堂报告依据的知识背景（一）相关名词介绍（一）相关名词介绍1、生态系统、生态系统 指在自然界的一定的空间内，生物与环境构成的统一整体，在这个统一整体中，生物与环境之间相互影响、相互制约，并在一定时期内处于相对稳定的动态平衡状态。2、微生物的微环境、微生物的微环境 紧密围绕微生物细胞的环境，它与微生物的关系比大环境更为密切。3、群落群落 同一环境中两个以上共位群由于生活繁殖与代谢上的连锁而构成相互依赖、制约的生物群体。4、种群种群 在一定时间内占据一定空间的同种生

2、物的所有个体。种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。5、群落优势种、群落优势种 是指群落中占优势的种类，它包括群落每层中在数量、体积上最大、或对环境影响最大的种类。6、焦糖化、焦糖化反应反应 是单糖在没有氨基化合物存在的情况下，加热到熔点以上的高温，糖会发生脱水和降解，也会发生褐变反应。一、课堂报告依据的知识背景7、美、美拉德拉德反应反应 是食品中最常见和最重要的羰氨反应，即指羰基与氨基经缩合、聚合反应生成类黑色素的反应。分为三个阶段：初期(羰氨缩合)、中期（分子重排）、末期（醇醛缩合，聚合成黑色素）。风味物质的形成与复杂的美拉德反应有关，美拉德

3、反应是产生一系列香味物质的重要反应， 该反应包括缩合、分解、脱羧、脱氨、脱氢等一系列反应的交叉反应，生成多种酮、 醛、 醇及呋喃、 吡喃、 吡啶、 噻吩、 吡咯、 吡嗪等杂环化合物。一、课堂报告依据的知识背景1、体积小2、种类多3、繁殖快4、分布广一、课堂报告依据的知识背景（二）微生物的特点（二）微生物的特点5、易培养6、易变异7、代谢强（三）微生物的分类（三）微生物的分类一、课堂报告依据的知识背景（四）微生物与生物环境间的相互关系（四）微生物与生物环境间的相互关系1、微生物与植物间的关系2、微生物与动物间的关系3、微生物与微生物间的关系一、课堂报告依据的知识背景互生关系：根际微生物 附生微生

4、物共生关系：根瘤，菌根寄生关系：植物病原微生物互生关系：如人体肠道菌群共生关系：如反刍动物瘤胃寄生关系：专性寄生和兼性寄生互生关系共生关系寄生关系拮抗关系竞争关系捕食关系微生物与任何一种生物之间的关系： 双方获益：共生、互利共栖、协同共栖、互养共栖（+） 单方获益，对方受害：寄生、捕食、拮抗（+ ），（ +） 单方获益，对方无害：偏利共栖、卫星状共栖、互生（代谢共栖）（+0） 互不相扰：无关共栖（00） 一方受害，对方无益无损：偏害共栖（0 ） 双方受损：竞争共栖（ ）摘自：江禄荣123009-2_微生物与环境间的关系一、课堂报告依据的知识背景（1）互生：两种可单独生活的生物，当它们在一起时，

5、通过各自的代谢活动而有利于双方，或偏利于一方的生活方式（2）共生：指两种生物共居在一起，相互分工合作、相依为命，甚至达到难分难解、合二为一的极其紧密的一种相互关系。（3）寄生：一般指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内（包括细胞内）或体表，从中夺取营养并进行生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀死的一种相互关系。一、课堂报告依据的知识背景（4）拮抗：指由某种生物所产生的特定代谢产物可抑制他种生物的生长发育甚至杀死它们的一种相互关系。（5）竞争：生活在一起的微生物，为了生长争夺有限的营养或空间，结果使两种微生物的生长均受到抑制。竞争在自然界普遍存在，是推动微生物发展和进化的动力。（6）捕食：一

6、般指一种大型的生物直接捕捉、吞食另一种小型生物以满足其营养需要的相互关系。一、课堂报告依据的知识背景（五）影响微生物生长的主要因素（五）影响微生物生长的主要因素1. 温度：温度：温度通过影响蛋白质、核酸等生物大分子的结构与功能以及细胞膜的流动性及完整性来影响微生物的生长、繁殖和新陈代谢。2. 氧气：氧气：好氧、兼性厌氧、厌氧3. pH：嗜酸、嗜碱、耐酸、耐碱4. 渗透压：渗透压：低渗、等渗、高渗5. 水活度：水活度：各种微生物生长繁殖的aw值范围：0.9980.66. 化学因素化学因素一、课堂报告依据的知识背景（六）微生物在生产生活中的应用（六）微生物在生产生活中的应用1、在人类生活上的应用：

7、、在人类生活上的应用： 维持人或动物体内代谢正常如大肠杆菌负责制造人体所需维生素 制造燃烧气体如甲烷细菌是沼气的制造者 引起疾病如破伤风杆菌引起破伤风2、在医药领域的应用、在医药领域的应用: 各种生物毒素(消炎药)的制造 用防线菌改良后制造紫杉醇(抗癌药)一、课堂报告依据的知识背景3、在农业领域的应用、在农业领域的应用: 帮助植物维持生理需求：如根瘤固氮菌 提高土壤肥力：如硝酸杆菌和亚硝酸杆菌(分解动植物尸体形成无机盐） 生物农药：利用能够导致农业害虫至病或者分泌物能直接毒死害虫的微生物，减少害虫对农作物的危害，成本低且能维持生态平衡。 食用菌生产：食用菌是一类能够为人类直接食用的微生物，农民

8、通过一定的程序大规模培育这种微生物，为人类提供营养丰富的食品。 生物肥料：生物肥料是通过微生物生产的一种农用肥料，俗称农家肥，是绿色食品生产所采用的主要肥料。一、课堂报告依据的知识背景4、在食品工业中的应用、在食品工业中的应用 生产乳制品：酸奶、干酪 发酵调味品：食醋、酱油 生产酒精饮料：白酒、葡萄酒 制作风味食品：泡菜、榨菜、豆腐乳 生产单细胞蛋白：指酵母、细菌、真菌等微生物蛋白资源，即用发酵法培养微生物而获得的菌体蛋白 制作微生物酶制剂：利用微生物生产的酶制剂不仅种类繁多 、 生 产 速 度 快 ， 且 加 工 提 纯 容 易 、 成 本 相 对 较低一、课堂报告依据的知识背景1.了解微生

9、物基础知识以及微生物在生产生活中的应用2.熟悉白酒酿造的工艺路程3.学习在白酒酿造过程中的主要的微生物以及微生物所发挥的作用二、撰写课堂报告的目的 通过对微生物基础知识的了解以及多白酒酿造工艺过程的分析，从微生物的角度出发来讨论在白酒酿造过程中微生物的相关作用三、撰写课堂报告的思路在我国传统酿酒工艺中，酒曲酒醅和窖泥等酿造区系孕育出丰富的微生物资源，同时又是生产优质白酒的直接原料，这些微生物可催化原料进行一系列复杂的生化反应能分解淀粉、脂肪形成糖和氨基酸引发美拉德反应生成酱香型白酒独特的风味前驱物分解蛋白质为小分子肽， 最终形成醇、醛、酮、酯等白酒重要的香气成分，从根源上影响酒体品质。但由于酿

10、酒的地域分布生态环境和加工工艺等方面的差异使酿造微生物多样性也不尽相同，从而呈现出独特的白酒香型。四、课堂报告正文（一）微生物酿酒原理（一）微生物酿酒原理 所谓酿酒其实用的就是微生物发酵原理，酿酒的原料基本都是粮食，有些用果实，如葡萄等，其次需要酒曲，一般酒曲中主要是富含酵母菌这种微生物是兼性厌氧型的，在有氧条件下有氧呼吸并大量繁殖，而在无氧环境下进行无氧呼吸将粮食中的葡萄糖分解为酒精和水将酒曲与底物混合并密封后窖藏，一段时间后就会产出酒。四、课堂报告正文（二）（二）白酒白酒的分类的分类按原料分按原料分：粮食酒（主要）、薯类酒、代用原料酒按工艺分按工艺分：固态法白酒、液态法白酒、半固态法白酒按

11、曲的种类按曲的种类：大曲、小曲、敖曲白酒按香型分按香型分：浓香型白酒、酱香型白酒、清香型白酒、米香型 白酒、凤香型白酒按酒度分按酒度分：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%）四、课堂报告正文1.浓香型白酒浓香型白酒 介绍：浓香型白酒以四川泸州老窖特曲、五粮液为代表，也称泸香型。主体香气成分为己酸乙酯，最高含量以不超过250MG/100ML。感官特点是酱香浓郁，绵甜甘冽，香味协调，尾净余长，以香浓、味净为佳品，目前我国名优特酒多数属于这种香型。 微生物：优质的老窖泥菌群是含有己酸菌、丙酸菌、丁酸菌、醋酸菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌

12、、甲烷菌、硫酸盐还原菌和硝酸盐还原菌等多菌种的复合菌群，它们之间互利共生代谢产生了浓香型白酒中的各种香味成分。窖泥中各菌种是互利共生的关系窖泥中各菌种是互利共生的关系，通过菌群的协同作用协同作用，在酒醅形成“多微共酵生态体系”，对浓香型白酒香味成分的形成及其量比关系的协调起着至关重要的作用。四、课堂报告正文2.酱香型白酒酱香型白酒 介绍：以贵州茅台酒为代表，也称茅香型。茅台酒与苏格兰威士忌和法国白兰地齐名，被誉为全球三大名酒。主题香气比较复杂。感官特点是酱香突出，幽雅细腻，酒体醇厚，回味悠长，以“香而不艳，低而不淡，空杯留香持久”而著称。 微生物：细菌、霉菌、酵母等，其中以细菌最多，念珠霉次之

13、，酵母、根霉、毛霉等较少。堆积(物)和酒醅中又可分离得到大量球拟酵母、假丝酵母等；枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌等芽孢杆菌在高温阶段及陈曲中又占绝对优势。四、课堂报告正文3.清香型白酒清香型白酒 介绍：以山西杏花村汾酒为代表，也称汾香型。主体香气成分为乙酸乙酯和乳酸乙酯。感官特点是清香纯正，诸味协调，醇甜柔和，余味爽净，是我国北方的传统白酒。 微生物：酵母菌类中主要有酵母菌属、拟内孢霉、汉逊酵母和假丝酵母；霉菌类中主有梨头霉、黄米曲霉、根霉、毛霉和红曲霉；细菌类中主要有乳酸菌、醋酸菌、芽殖杆菌(革蓝氏阳性)和革蓝氏阴性芽孢细菌。四、课堂报告正文4.米香型白酒米香型白酒以广西桂林三花酒为代表，也称蜜

14、香型，主体香气成分为-苯乙醇、乙酸乙酯和乳酸乙酯。感官特点是蜜香清雅，入口柔绵，落口爽净，回味怡畅。适合南方人口味。四、课堂报告正文5.凤香型白酒凤香型白酒 介绍：以陕西西风酒为代表。香气成分以乙酸乙酯为主，己酸乙酯为辅。感官特点是醇厚秀雅，甘润挺爽，助味协调，尾净悠长。 微生物：放线菌、霉菌（主要是黑曲霉、根霉、红曲霉）、酵母菌（主要是啤酒酵母、酒精酵母、生香酵母）、细菌（主要是枯草杆菌、己酸菌、乳酸菌）。四、课堂报告正文（三）白酒（三）白酒生产生产工艺流程工艺流程四、课堂报告正文 参与酿酒微生物种类很多，大体上可分为霉菌、酵母菌和细菌3大类。1.霉菌霉菌 在酿酒工业中常用的有曲霉、根霉、拟

15、内孢霉、红曲霉和毛霉等。 2.酵母菌酵母菌 有多种种类，如啤酒酵母，变种啤酒酵母，裂殖酵母，生香酵母等。3.细菌细菌 在酿酒工业中常用的细菌有乳酸杆菌、醋酸菌、丁酸菌等。（四）白酒酿造过程中的微生物及其作用（四）白酒酿造过程中的微生物及其作用四、课堂报告正文1、酵母菌酵母菌 以酵母菌属和汉逊酵母属为主，还包括拟内孢霉属、假丝酵母属 丝孢酵母等。是进行乙醇发酵的代表，是酒精发酵的主要动力，同时能在酯化酶的作用下将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谢合成一些醇类及酯类物质，同时能消耗发酵液中部分溶解氧，有助于提供前体物质及产酸。四、课堂报告正文2、细菌、细菌类类其代谢产物对白

16、酒、黄酒和葡萄酒的香型和风味具有特殊作用。在发酵酿酒过程中，适当引入细菌还能克服白酒后味不足的缺点。汾酒酒醅中主要细菌有乳酸菌、醋酸菌、芽孢杆菌和格蓝氏阴性无孢子杆菌，这些细菌对汾酒风格起了一定作用，细菌虽对汾酒生产有利，但如果大量繁殖，则会引起酸败，而影响酒的质量和产量，因此必须对细菌的作用进一步的研究。四、课堂报告正文 乳酸菌乳酸菌自然界中数量最多的菌种之一。大曲和酒醅中都存在乳酸菌。乳酸菌能使发酵糖类产生乳酸，它在酒醅内产生大量的乳酸，乳酸通过酯化产生乳酸乙酯。乳酸乙酯使白酒具有独特的香味，因此白酒生产需要适量的乳酸菌。但乳酸过量会使酒醅酸度过大，影响出酒率和酒质，酒中含乳酸乙酯过多，会

17、使酒带闷。四、课堂报告正文 醋酸菌醋酸菌醋酸菌在发酵过程中既生成酒精，也有产生醋酸，他们经酯化作用形成乙酸乙酯，使白酒具有苹果香气。同时有或多或少的醋酸存在，从而可以利用醋酸的防腐性能抑制其他杂菌的生长，保护了原有环境中适应的、有用的酵母菌和霉菌，使他们能够完成正常的各种发酵作用，最后形成独具风味特征的白酒。己酸菌己酸菌属于棱状芽孢杆菌的少数种。能利用葡萄糖及其碳水化合物，并能水解明胶，其中大多数种与甲烷菌共栖。在含有乙醇、乙酸、二氧化碳、生物素、对氨基苯甲酸和无机盐的培养基中经己酸菌厌氧发酵，便会产生丁酸、己酸和氢。四、课堂报告正文 丁酸菌丁酸菌是梭状芽孢杆菌，有20余种。它以糖类为基质，发

18、酵生成丁酸，放出汗臭味或水果腐烂味，使其酒味不正。但它能产生丁酸和少量的己酸。甲烷菌甲烷菌利用氢作能源，CO2作碳源生长，从而产生甲烷，甲烷菌与己酸菌共栖，不仅有利于己酸发酵，而使窖内各种产氢型发酵得以有效进行。四、课堂报告正文3、霉菌、霉菌类类霉菌的作用主要是糖化淀粉和分解蛋白质，糖化酶，将淀粉转化为可发酵性的糖，根霉能够产生酒化酶系，所以可以提高淀粉的利用率。四、课堂报告正文 青青霉霉是白酒生产中的大敌。青霉菌的孢子耐热性强，它的繁殖温度较低，是制麸曲和大曲时常见的杂菌。曲块在贮存中受潮，表面上就会长青霉。车间和工具清洁卫生搞不好，也会长青霉。 毛霉毛霉菌落浅灰色至青灰色，孢子囊柄由葡萄枝

19、生出，假根侧生，孢子囊洋梨形，有显著囊基，糖化力不高，但酒醅中数量最多，因此，仍可看作汾酒酿造中主要糖化菌。四、课堂报告正文 根霉根霉菌丝无隔膜，具有孢子囊、假根和葡萄枝，孢子囊柄单生或丛生，与假根对生，孢子囊柄顶端膨大部份为中轴，孢子囊孢子内生，多数根霉有厚壁孢子，其糖化力和液化力都较强，但在酒醅中含量不多，故其糖化作用不大。可以利用粮糟残体分解后形成新的腐殖质，再与其他微生物发酵反应，改善窖泥的物理结构，防止窖泥老化。 黄米曲霉黄米曲霉群群其中黄曲霉为深绿色，米曲霉为浅黄色至黄绿色，因此黄米曲霉群的菌落为黄绿色，分生子柄粗糙或生突起，顶端膨大，膨大的上部放射着瓶形小梗，上面着生一串分生子、

20、孢生、分生孢子粗糙园形或椭园形，其糖化力、液化力、蛋白分解力都很高，但因为酒醅中数量远较梨头霉少，故只能认为是次要糖化菌。四、课堂报告正文4、放线菌放线菌在酿酒过程中，放线菌不仅参与土壤中有机物的转化活动，而且产生许多有用物质，如纤维蛋白溶酶、高温淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶，这些酶类定向降解淀粉、纤维素等高分子物质，再经酵母菌和细菌作用生成乙醇、乙酸、乙酸乙酯等低分子物质，同时还将蛋白质水解为多肽和氨基酸，为己酸菌生长繁殖和底物代谢提供前体物质。四、课堂报告正文5、硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌是专性嫌气的弧菌。硫酸盐还原菌能以硫酸盐作为最终受体而将硫酸盐还原为硫化氢，完成无机硫化物的还原。硫酸盐还原

21、菌在代谢中能以乳酸为生物氧化基质，将乳酸氧化为乙酸。硫酸盐还原菌能减少窖泥中微生物产生的乳酸以及黄水中的乳酸，防止窖泥中乳酸的积累，减缓乳酸亚铁和乳酸钙（这是窖泥在退化过程中出现的两种物质）的产生。所以窖泥中的硫酸还原菌的种类及数量是衡量窖泥是否退化的重要指标。四、课堂报告正文6、甲烷甲烷菌与己酸菌共栖关菌与己酸菌共栖关系系甲烷菌进行甲烷发酵产物为甲烷，己酸菌进行己酸发酵产物为己酸，甲烷菌与己酸菌工作作用时产生双重效应，即产生甲烷也增加产酸。己酸菌单一培养时，除发酵产生己酸外，并有氢气的积累；在与甲烷菌共同培养时，生活料件改善，菌体量增加，氢气被甲烷菌利用产生甲烷。共酵后不仅生长旺盛，而且氢气

22、产量也增加，表现出“种间氢转移”关系，这种氢转移关系有利于窖内存在的己酸、丁酸发酵在内的各种产氢型发酵。甲烷菌与己酸菌共栖与窖泥中有助于己酸乙酯含量的提高，四大酯量比关系协调，酒质好，同时己酸含量成倍增加。四、课堂报告正文7、乳酸菌乳酸菌与酵母菌与酵母菌在白酒酿造过程中，乳酸菌与酵母菌等微生物同时参与生产过程，乳酸发酵作用的产物乳酸可与酵母菌酒精发酵作用的产物乙醇通过酯化反应形成乳酸乙酯而成为风味物质之一。四、课堂报告正文1、在、在制曲过程中，制曲过程中，微生物在曲坯体系中彼消此长地生长繁殖和进行物质代谢，曲坯表现出自然积温、自然风干的发酵态势，在成品曲块中积淀了大量的微量香味物质、微生物酶和以休眠体状态保存的菌体，得以成为原酒酿造的产酒、生香剂。（许德富等微生物技术在浓香型白酒业的发