濃香型大曲質(zhì)量影響因素研究進(jìn)展

張新紅，張?jiān)?/p>

（阜陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院生化工程系，安徽阜陽(yáng)236031）

中國(guó)白酒是固態(tài)、多微、多元發(fā)酵產(chǎn)品，幽雅的香氣成分、舒適的風(fēng)味成分、有益健康的活性成分是中國(guó)白酒之精華，大曲在白酒釀造中具有舉足輕重的作用，為白酒貢獻(xiàn)了豐富的香味核心物質(zhì)及香味前體物質(zhì)，為白酒釀造提供了多樣化的物系、菌系和酶系，成為目前釀酒品控的核心指標(biāo)之一。

大曲主要是以小麥、大麥、豌豆等為原料，通過(guò)自然接種、培菌發(fā)酵而成的一種聚物系、菌系、酶系為一體的微生態(tài)制品。成品大曲中的物系主要是指風(fēng)味物質(zhì)成分，由于其成分復(fù)雜多變，系統(tǒng)性的研究相對(duì)較少，就目前認(rèn)知而言，大曲中對(duì)白酒品質(zhì)貢獻(xiàn)較大的風(fēng)味成分主要包括醇類(lèi)、酯類(lèi)、酮類(lèi)、酸類(lèi)、醛類(lèi)、酚類(lèi)和含氮化合物等，微量的活性成分如吡唪類(lèi)、芳香類(lèi)、呋喃類(lèi)化合物等，是酒體的風(fēng)味成分來(lái)源。菌系為細(xì)菌、霉菌和酵母等微生物，是發(fā)酵原動(dòng)力。酶系即為生物酶，是發(fā)酵催化劑。大曲的物系、菌系和酶系相互協(xié)同作用，對(duì)白酒質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，也是衡量大曲質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的重要參考依據(jù)。

濃香型大曲系生產(chǎn)濃香型大曲酒使用的大曲種類(lèi)，多為中高溫大曲，極端最高溫一般不超過(guò)60℃；少量使用高溫大曲，極端最高溫一般不超過(guò)70℃。濃香型大曲就質(zhì)量而言，分為優(yōu)級(jí)大曲和普級(jí)大曲，兩者比較，優(yōu)級(jí)大曲在物系、菌系與酶系的多樣性方面占有一定優(yōu)勢(shì)[1]。

1 物系

成品大曲物系中的風(fēng)味成分主要來(lái)自微生物代謝產(chǎn)物，其來(lái)源于在較高溫度下的蛋白質(zhì)分解、氨基酸轉(zhuǎn)化、糖與蛋白質(zhì)的反應(yīng)以及糖與氨基酸的反應(yīng)等，這些反應(yīng)可生成大量的香味物質(zhì)。

通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜法聯(lián)用（GC-MS）[2]與頂空固相微萃取（HS-SPME）[3]等技術(shù)方法，從濃香型大曲中已檢測(cè)到多達(dá)幾百種揮發(fā)性風(fēng)味成分，主要包括醇類(lèi)、酯類(lèi)、酮類(lèi)、醛類(lèi)等物質(zhì)[4]。其中，主要以酯類(lèi)、吡嗪類(lèi)、芳香類(lèi)為主[5-6]。這些物質(zhì)往往在基礎(chǔ)酒中都有所體現(xiàn)，且與基礎(chǔ)酒中的微量香味成分相似，部分微量成分的含量甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其在基礎(chǔ)酒中的含量。

吳建峰等[7]從濃香型成品大曲中共檢測(cè)到揮發(fā)性風(fēng)味成分158種，包括醇類(lèi)19種、酯類(lèi)15種、醛酮26種、酸類(lèi)14種、含氮類(lèi)化合物29種、呋喃類(lèi)5種，含硫化合物3種及其他40多種。種類(lèi)和含量最高的是酯類(lèi)化合物，最少的是含硫化合物。周健等[8]對(duì)優(yōu)質(zhì)中高溫濃香型大曲的香味成分進(jìn)行主成分分析，得出在優(yōu)質(zhì)濃香型大曲中貢獻(xiàn)率較大的香味成分共13種，分別為γ-丁內(nèi)酯、苯乙醇、苯甲醛、2-正戊基呋喃、雙戊烯、愈創(chuàng)木酚、正己醛、苯甲醇、2-戊醇、1-辛烯-3-醇、雙戊烯、欖香烯、2,3,5-三甲基吡嗪。

大曲發(fā)酵成熟后一般要經(jīng)過(guò)4～6個(gè)月的貯存，貯存期間風(fēng)味物質(zhì)成分發(fā)生優(yōu)化組合，包括酸類(lèi)、醇類(lèi)物質(zhì)的積累，酯類(lèi)物質(zhì)及含氮類(lèi)物質(zhì)等重要風(fēng)味物質(zhì)的形成，生青味、異味物質(zhì)的揮發(fā)使其含量不斷降低，有利于優(yōu)質(zhì)白酒風(fēng)味的形成，目前大曲中還有很多的有益未知成分，需要進(jìn)一步的定性和定量。

2 菌系

由于地域環(huán)境的差異，濃香型大曲中優(yōu)勢(shì)微生物種群差異較大，主要有4類(lèi)：霉菌、細(xì)菌、酵母菌、放線菌。其中細(xì)菌數(shù)量和種類(lèi)最多，霉菌數(shù)量和種類(lèi)次之，酵母的數(shù)量和種類(lèi)較少，放線菌幾乎難以檢出。目前，濃香型大曲確定到種的細(xì)菌有341種（44種不可培養(yǎng)），真菌有83種（28種不可培養(yǎng)）。由于環(huán)境微生物對(duì)溫度的高度敏感性和對(duì)培養(yǎng)基成分的高度選擇性，再加上區(qū)域環(huán)境微生物種類(lèi)和數(shù)量的差異，大曲中微生物菌系也是動(dòng)態(tài)變化的，大曲經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的貯存，菌系趨于平衡和穩(wěn)定。

2.1 細(xì)菌

細(xì)菌是大曲中產(chǎn)蛋白酶和香味物質(zhì)的重要菌類(lèi)。在高溫條件下，部分細(xì)菌能分解大曲原料中的蛋白質(zhì)產(chǎn)生的酚類(lèi)、酯類(lèi)、醛類(lèi)等揮發(fā)性香味物質(zhì)，從而賦予大曲獨(dú)特的曲香味。

濃香型大曲菌系中的細(xì)菌數(shù)量和種類(lèi)最多，目前已知的濃香型酒曲微生物細(xì)菌有24個(gè)目，55個(gè)科，83個(gè)屬，341種，其中44種不可培養(yǎng)。常見(jiàn)的細(xì)菌有芽孢桿菌、乳酸菌、醋酸菌等。其中，芽孢桿菌的數(shù)量最多，種類(lèi)最豐富。

芽孢桿菌屬細(xì)菌可以產(chǎn)生吡嗪、芳香族類(lèi)、有機(jī)酸類(lèi)物質(zhì)，對(duì)白酒的風(fēng)味產(chǎn)生重要作用[9-10]。梁金輝等[11]研究發(fā)現(xiàn)，古井貢酒大曲中的細(xì)菌主要為枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、類(lèi)芽孢桿菌、短小芽孢桿菌、微小枯草芽孢桿菌、環(huán)狀芽孢桿菌和蠟樣芽孢桿菌等。周新虎等[12]和廖建民等[13]分別對(duì)洋河大曲、四川瀘州大曲的研究也均證實(shí)，中溫大曲芽孢桿菌數(shù)量多，種類(lèi)也較多；球菌數(shù)量少，種類(lèi)比較單一，主要是乳球菌類(lèi)；無(wú)芽孢桿菌主要是醋酸桿菌和乳酸桿菌。

大曲中的乳酸菌代謝產(chǎn)物乳酸可降低白酒刺激感、增加酒體的濃厚度、延長(zhǎng)白酒后味、增加酒體的回甜感，同時(shí)乳酸也是形成乳酸乙酯及其他香味成分的重要基礎(chǔ)物質(zhì)；醋酸菌產(chǎn)生的醋酸是白酒的主要香味成分，同時(shí)也是丁酸、己酸及其它酯類(lèi)的前體物。適量的乳酸菌、醋酸菌能在一定程度上抑制雜菌生長(zhǎng)，并能促進(jìn)美拉德反應(yīng)和釀酒發(fā)酵，維護(hù)與保持釀酒微生態(tài)環(huán)境等。同時(shí)，乳酸菌等產(chǎn)酸菌在大曲中的大量存在，也會(huì)給大曲帶來(lái)酸味、臭味等異味。

2.2 酵母菌

酵母菌是影響白酒發(fā)酵產(chǎn)酒的主要菌類(lèi)，大曲中的酵母菌主要有產(chǎn)酒酵母、產(chǎn)酯酵母以及假絲酵母等。產(chǎn)酒酵母是酒曲中主要的產(chǎn)酒功能菌，能夠?qū)⒃沲械奶前l(fā)酵為酒精。產(chǎn)酯酵母又稱(chēng)為生香酵母，能促進(jìn)發(fā)酵過(guò)程中酯類(lèi)的生成，形成濃香型白酒的特征風(fēng)味物質(zhì)。洋河大曲中酵母優(yōu)勢(shì)菌群為釀酒酵母、東方伊薩酵母、葡萄汁有孢漢遜酵母、結(jié)合酵母、假絲酵母、畢赤酵母等。

周新虎等[12]從洋河大曲中分離鑒定酵母菌8種，優(yōu)勢(shì)酵母為畢赤酵母和地霉屬酵母。明紅梅等[14]采用稀釋涂布平板法從濃香型大曲中分離純化得到1株酵母菌，該菌株發(fā)酵后的培養(yǎng)基質(zhì)中含有濃郁的酒香味，經(jīng)形態(tài)學(xué)觀察和分子生物學(xué)鑒定，該菌株為異常威克漢姆酵母。孫曉璐等[15]從皖北酒企春季中溫大曲中分離得到2株酵母菌，通過(guò)菌落特征、細(xì)胞形態(tài)、生理生化特性等常規(guī)分析方法，結(jié)合18S-ITS rDNA序列測(cè)定和系統(tǒng)發(fā)育分析，分別鑒定為球酵母（Cryptococcus magnus）和近玫色鎖擲孢酵母（Sporidioboluspararoseus），其作為皖北地區(qū)白酒酵母菌的重要菌種資源，在白酒生產(chǎn)中具有一定的應(yīng)用潛力。

2.3 霉菌

霉菌是大曲糖化力、液化力、酯化力的主要菌類(lèi)，在大曲中的種類(lèi)和數(shù)量對(duì)大曲質(zhì)量起著決定性作用。霉菌種類(lèi)不同，其代謝產(chǎn)物在大曲中發(fā)揮的作用也各異。濃香型大曲中的霉菌主要有紅曲霉、黑曲霉、米曲霉、擬青霉和白地霉等，目前已知的濃香型大曲中真菌有23個(gè)目，33個(gè)科，47個(gè)屬，83種，其中28種不可培養(yǎng)。

洋河大曲中分離鑒定霉菌12種，其中卷枝毛霉的數(shù)量在霉菌中占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；曲霉屬霉菌數(shù)量在霉菌中較少，但種類(lèi)非常豐富，分別為寄生曲霉、米曲霉、黃曲霉、黑曲霉、溜曲霉和煙曲霉，其中前5種曲霉在霉菌中占有的比例相對(duì)較大，是大曲中的優(yōu)勢(shì)霉菌。劍南春大曲霉菌中的優(yōu)勢(shì)種群為總狀毛霉、黑曲霉、散囊菌等。黃曉寧等[16]從濃香型大曲中分離鑒定霉菌9種，優(yōu)勢(shì)菌為謝瓦氏曲霉和米曲霉。筆者在安徽阜陽(yáng)一家酒企自制的大曲中分離到傘枝梨頭霉，且為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種群，占比95%以上，分析其原因可能與培養(yǎng)溫度較低有關(guān)。

2.4 放線菌

關(guān)于濃香型大曲中放線菌的研究報(bào)道較少，僅游劍等[17]采用傳統(tǒng)方法從枝江大曲春季和夏季發(fā)酵用大曲中分離得到了放線菌，初步鑒定以鏈霉菌屬為優(yōu)勢(shì)菌群?？赡茉蚴欠啪€菌對(duì)生長(zhǎng)條件要求較高，大曲培養(yǎng)條件難以滿足其生長(zhǎng)需要。加之取樣的隨機(jī)性及培養(yǎng)條件的非滿足性都可能會(huì)導(dǎo)致分離失敗。濃香型大曲中的放線菌較單一，以鏈霉菌為主；高溫大曲中存在較豐富的高溫放線菌，芝麻香型酒大曲中，高溫放線菌屬為優(yōu)勢(shì)菌屬，芝香型大曲也屬于高溫大曲。

3 酶系

大曲發(fā)酵和白酒釀造中的生化反應(yīng)過(guò)程均是由酶催化完成的，由于大曲菌系的復(fù)雜多樣性，大曲酶系同樣具有多樣性，包括已知酶系和未知酶系，主要包括淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶、果膠酶、脂肪酶、酯化酶和酒化酶等。目前，大曲酶系的研究主要集中于評(píng)價(jià)大曲發(fā)酵性能指標(biāo)方面的淀粉酶、蛋白酶、酯化酶、酒化酶等。

濃香型大曲含有龐大而豐富的酶系，源于大曲中豐富的菌系，糖苷鍵相關(guān)酶系大于996種，蛋白酶/脂肪酶/脂酶系大于518種，大曲中的酶系對(duì)白酒風(fēng)味品質(zhì)具有重要貢獻(xiàn)。醬香型大曲的糖苷鍵相關(guān)酶系大于182種。

3.1 淀粉酶

包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、淀粉糖化酶和異淀粉酶。α-淀粉酶又稱(chēng)液化酶，是一種內(nèi)切酶，將淀粉水解為小分子糊精、少量麥芽糖和葡萄糖。β-淀粉酶能從淀粉分子非還原性末端依次切割α-1,4糖苷鍵，生成麥芽糖。淀粉糖化酶是一種外切酶，從淀粉分子非還原性末端切割α-1,4-糖苷鍵生成葡萄糖。異淀粉酶專(zhuān)一地作用于支鏈淀粉分子分支點(diǎn)處的α-1,6-糖苷鍵，產(chǎn)物為長(zhǎng)短不一的直鏈淀粉。大曲中的淀粉酶系主要來(lái)源于細(xì)菌、霉菌。

王立釗等[18]研究了固態(tài)發(fā)酵白酒生產(chǎn)中糖化力對(duì)雜醇油生成量的影響，通過(guò)添加糖化酶來(lái)改變糖化力的大小。隨著糖化酶用量的增加，雜醇油的生成量逐漸減少。糖化酶加量為1%時(shí)，雜醇油的生成量為0.316 g/L，比不加糖化酶時(shí)（0.49 g/L）減少了35.5%。糖化酶在白酒生產(chǎn)上提高出酒率、優(yōu)質(zhì)酒率及對(duì)微量成分的影響等應(yīng)用還有很多相關(guān)報(bào)道[19]。

3.2 蛋白酶

蛋白酶是指能催化分解蛋白質(zhì)肽鍵的一類(lèi)酶的總稱(chēng)，將原料中的蛋白質(zhì)分解成為小分子肽或氨基酸等物質(zhì)。根據(jù)蛋白酶催化的最適pH不同，分為酸性蛋白酶、中性蛋白酶和堿性蛋白酶。由于濃香型大曲在培養(yǎng)過(guò)程中酸度較高，存在的主要是酸性蛋白酶。

氨基酸經(jīng)過(guò)不同微生物及酶的作用，生成大曲的曲香成分和白酒中的香味成分。研究表明，大曲中的酸度、酸性蛋白質(zhì)含量、氨基態(tài)氮含量和淀粉轉(zhuǎn)化率可作為大曲復(fù)合曲香的依據(jù)。

3.3 酯化酶

酯化酶是指催化醇與酸生成酯的一類(lèi)生物酶，大曲酯化力的高低以酯化酶的含量來(lái)衡量。大曲在貯存期間，酯化力有一定的上升。研究表明，紅曲霉、根霉、產(chǎn)酯酵母的酯化酶產(chǎn)生能力較強(qiáng)。酯化酶對(duì)成品酒的風(fēng)味具有重要影響，己酸乙酯是濃香型白酒的特征香味成分，一些生香酵母能產(chǎn)己酸乙酯，某些紅曲霉能合成己酸乙酯并排至胞外。酯化酶在水相中可將脂肪酶分解的脂肪酸、高級(jí)脂肪酸合成為油酸乙酯、亞油酸乙酯、棕櫚酸乙酯等，對(duì)成品酒風(fēng)味后熟起著重要的作用[20]。

3.4 酒化酶

酒化酶是指參與乙醇發(fā)酵的一系列酶的總稱(chēng)，屬于胞內(nèi)酶，主要存在于酵母細(xì)胞內(nèi)。酒化酶是出酒率的基礎(chǔ)，主要取決于大曲中酵母的種類(lèi)和數(shù)量，在酒化酶的催化作用下，葡萄糖經(jīng)EMP（糖酵解）途徑生成丙酮酸，丙酮酸在無(wú)氧條件下以及脫羧酶催化下，失去CO2生成乙醛，乙醛還原生成乙醇。

濃香型大曲中酶系的種類(lèi)和數(shù)量直接或間接地影響著白酒的品質(zhì)和質(zhì)量[21-23]，大曲中除了前述的主要酶類(lèi)外，還有果膠酶、纖維素酶、半纖維素酶、脂肪酶和大量未知酶類(lèi)等。目前，對(duì)大曲酶系還缺乏系統(tǒng)性和全面性的研究，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)濃香型大曲酶系的認(rèn)知將更加全面。

4 結(jié)語(yǔ)

濃香型白酒的核心價(jià)值在于酒體中微量風(fēng)味成分的含量、種類(lèi)和比例，這些風(fēng)味成分的形成始于濃香型大曲的發(fā)酵，又在之后多輪次的酒醅發(fā)酵中逐級(jí)放大和積累，最后通過(guò)蒸餾進(jìn)入酒體。成品濃香型大曲的物系中對(duì)酒體貢獻(xiàn)最大的是風(fēng)味物質(zhì)成分，成分復(fù)雜，種類(lèi)多樣，直接構(gòu)成酒體風(fēng)味成分或前體物質(zhì)。隨著研究的不斷深入，相信會(huì)有更多的風(fēng)味成分被分析出來(lái)，人們對(duì)大曲物系的認(rèn)知將更加全面。大曲中的菌系和酶系是發(fā)酵的原動(dòng)力和生物催化劑，在白酒發(fā)酵過(guò)程中，通過(guò)大曲中的菌系和酶系在物系中的流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而進(jìn)一步產(chǎn)生醇、酸、酯等有機(jī)成分。優(yōu)質(zhì)的濃香型大曲必然是物系、菌系與酶系三者之間的動(dòng)態(tài)平衡體，物系是基礎(chǔ)，菌系是靈魂，酶系是關(guān)鍵，三者相互作用、相互影響，是釀造優(yōu)質(zhì)濃香型白酒的保障。