第一章　引言

第一节　功能菌的功能特性

白酒是中国传统发酵食品，历史悠久，一直受到人们的欢迎。中国传统白酒，是以含淀粉质的谷物为原材料，以曲为糖化剂，采用固态发酵、半固态发酵、液态发酵三种发酵方法，经过蒸馏、储藏、勾调等步骤而得到的含酒精的饮料［1］。由于酿酒材料、酒曲类型和生产技术以及自然环境等因素的差异性，使得酿造而成的白酒的风格也各不相同。

白酒功能菌指的是在白酒酿造过程中，促进白酒发酵或对白酒风味物质形成有益的微生物。在白酒的酿造过程中，要形成不同风格的白酒，主要是生香，白酒香味成分的差异，产生了不同香型的白酒［2］。白酒发酵酒醅中栖息着种类繁多、含量丰富的有益微生物菌，因此，筛选出具有优良性状的功能菌株，了解功能菌的生物学特性，明确功能菌的分类、地位，对于探索不同香型白酒的酿造机理和进行生产技术革新具有重要的理论与现实意义。本文主要从功能特性和功能菌株的应用两方面对白酒功能菌进行综述，旨在为功能菌的进一步研究和使用提供参考。

随着对白酒微生态系统研究的不断深入，酿酒功能菌在白酒生产中的作用日益明显。酵母菌能够有效提高白酒发酵的性能，并提高原酒中酸和酯的含量；霉菌可以将酿酒原料进行分解，并产生较高活性的糖化酶及蛋白酶；芽孢杆菌则能够为绵柔型调味酒提供其特定的香气成分［3］。这些功能菌的协同生长，能促进白酒风味成分的生成。要想提高酒质，必然要对功能菌株的功能特性和发酵条件进行研究，提升糖化力、液化力、发酵力及产酯能力，增加发酵产香中间体的底物含量，同时改善发酵过程中的微生物的微生态环境，使得功能菌株之间相互协调。白酒发酵的功能菌主要是酵母、霉菌、细菌和放线菌。

（一）酵母的功能特性

酵母是产酒与生香的关键功能菌，影响白酒的出酒率及香味成分，是白酒酿造中的主要功能菌之一。根据酵母在发酵过程中的作用可分为两大类酵母：主产酒精的酿酒酵母和发酵效率较低但对风味亦有重要贡献的非酿酒酵母，它们能促进酒精及香气物质的生成。李红等［4］从茅台酒厂酿酒车间分离选育出1株高产酒精酵母，其发酵力、淀粉出酒率分别为18.0g/100g、29.6%，适合应用于淀粉质原料的酿酒。边名鸿等［5］从泸州酒曲中分离得到1株优良产酒酵母Y-18，同时，通过纯种酵母与根霉进行复配实验，结果显示，根霉曲与酵母曲的比例为1∶3.6的条件下效果最佳，可作为利用该菌株生产小曲的参考依据。而且从发酵原料和自然环境中筛选培育高产酒精的酵母，既经济又方便，这些酵母菌不断被人工驯化，有较好的产酒精和耐酒精的能力以及稳定的遗传特性［6］。

非酿酒酵母主要产香、产酯，可生成多种醇类、醛类和酯类等香味物质，对白酒香味的形成有重要贡献。廖建民［7］在泸州老窖酒曲中筛选出25株酵母菌，通过对这些酵母菌进行形态观察、生理生化特性的检测，从中优选出酵母S2.10，其特性为酯香浓郁，产酸力较强，适合浓香型白酒的酿造要求。朱莉莉等［8］从浓香型大曲中筛选出了1株复合功能性突出的菌株J17，这株菌发酵后能产生较为丰富的风味物质，比如乙酸乙酯、苯乙醇和愈创木酚等，这些物质在浓香型白酒的香味成分中占有重要位置。

除了产酯产香功能外，有的酵母还具有产酶特性。庾昌文［9］和王晓丹［10］等分别从清香型小曲酒醅和茅台大曲中各分离了1株扣囊复膜孢酵母（Saccharomycopsis fibuligera），该酵母能够生成淀粉液化酶和糖化酶，被认为是产生淀粉分解酶类最好的子囊酵母菌之一，同时也具有产酯能力。

（二）霉菌的功能特性

霉菌具有糖化力、液化力和蛋白分解力，还可以产生多种有机酸。班世栋等［11］从酱香大曲中筛选出了2株功能性霉菌，具有较高的糖化酶、液化酶和蛋白酶活力。王晓丹等［12］从浓香型大曲中分离出了1株具有较高酯化酶活力的菌株，经鉴定为红曲属的紫色红曲霉。吕梅等［13］在中高温大曲中筛选出了1株高产酯酶菌株HSM，经过鉴定是多枝横梗霉（Lichtheimia ramosa）。除了产酶外，近年来也有研究表明霉菌还可以产香。罗惠波等［14］以15株霉菌为出发菌株，筛选得到1株具有较强产香能力的霉菌Njsys45，其总酯含量是0.14%，可提升小曲酒质。王晓丹［15］从酱香曲中筛选了1株阿姆斯特丹散囊菌（Eurotium cristatus），用固相微萃取-气质联用技术（SPME-GC-MS）对其发酵香味物质进行分析，发现该菌的发酵产物具有浓郁的花香和果蔬香，挥发产物以高级醇、酮、呋喃类酱香物质为主。有研究表明［16］，根霉一般参与一些低沸点物质的合成，曲霉可以促进某些酯类的合成，木霉可以降解淀粉、纤维素，青霉对曲质也有一定的影响。

（三）细菌的功能特性

细菌为酿酒产香提供主要动力，在白酒酿造中存在多种细菌，且大多数为芽孢杆菌。曹敬华［17］对细菌的产香机制进行了探讨，认为细菌在生长代谢过程中分泌的某种酶类可以促进美拉德反应的发生，从而利于产香。袁庆云［18］从茅台大曲中分离得到1株地衣芽孢杆菌，进行纯种固态发酵后用GC-MS检测，发现该菌能代谢产生70多种茅台酒风味物质和风味前体物质。有的细菌具有产淀粉酶能力。钟小娟等［19］在酒鬼酒制曲间筛选出了4株产淀粉酶活力较高的芽孢杆菌。有的细菌还能产蛋白酶。王俊［20］在郎酒大曲中筛选出了2株枯草芽孢杆菌，蛋白酶活力最高分别可达到5022.57U/g和4359.25U/g。

（四）放线菌的功能特性

放线菌对白酒的风味也有一定的影响，相较于上述三类微生物，暂时还没有得到足够的重视。有研究表明［21］，放线菌可以调控产酱香的芽孢杆菌，进而影响产香菌的生长和产香。放线菌还可产生己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸乙酯和糠醛等对浓香型白酒风味有重要作用的挥发性物质［22］。郭威［23］以Streptomyces avicenniae GW01（白骨壤链霉菌）为出发菌株从放线菌的产酶特征研究，对放线菌促己酸菌产己酸的机理进行探究，证实了白酒酿造过程中某些放线菌对己酸菌产己酸有促进作用；并且通过产酸发酵试验发现，放线菌所产黑色素可促进己酸菌产己酸，这为己酸菌的应用提供了新的方向［24］。