復合酵母菌對濃香型復糟酒品質(zhì)的影響

張海英 周瑞平 范軼玲 羅明有 鄧杰 游玲

摘要 [目的]探究復合酵母菌對濃香型白酒復糟酒品質(zhì)的影響。[方法]將分離自濃香型白酒釀造環(huán)境的酵母菌Z8Y-15和S633Y-28-1應用于復糟酒的生產(chǎn)，經(jīng)40 d發(fā)酵后，分析各處理糟醅的主要成分及微量呈香呈味成分。[結果]經(jīng)復合菌劑發(fā)酵后糟醅的還原糖和粗淀粉含量均極顯著低于對照（P<0.01）。發(fā)酵后糟醅經(jīng)減壓蒸餾后采用高效氣相色譜法對餾分中的醇類及酯類進行分析，經(jīng)復合酵母菌發(fā)酵后的糟醅餾分含乙醇的均值為8 460.27 mg/L，比對照高出35.88%，有提高復糟酒產(chǎn)量的趨勢。復合酵母菌劑還可顯著降低丟糟中的正丁醇和苯甲醇含量（P<0.05），顯著增加己酸異戊酯含量（P<0.05），極顯著增加β-苯乙醇和丁酸乙酯的含量（P<0.01）。糟醅中醇類及酯類物質(zhì)含量的變化使得酒體更醇和，香味更協(xié)調(diào)。[結論]該研究可為復合酵母菌劑應用于復糟酒的生產(chǎn)提供理論基礎。

關鍵詞 白酒丟糟;復糟酒;復合菌;酵母菌

中圖分類號 TS 261.1? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2022）08-0141-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.08.039

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effect of Mixed Yeasts on the Waste Lees Liquor Quality of Nongxiangxing Baijiu

ZHANG Hai-ying 1，ZHOU Rui-ping 2，F(xiàn)AN Yi-ling 1 et al （1.College of Life Science and Food Engineering， Faculty of A & F and Food Engineering， Yibin University， Yibin， Sichuan 644000; 2.Xufu Liquor Co.， Ltd.， Yibin， Sichuan 644000）

Abstract [Objective]To explore the effect of mixed yeasts on the waste lees liquor quality of Nongxiangxing Baijiu.[Method]The two yeast strains Z8Y-15 and S633Y-28-1 isolated from Nongxiangxing Baijiu brewing environment were inoculated in distillers’ grains and fermented for 40 days in pits.Then the contents of main components and aroma & flavor-producing substances in fermented grains were detected.[Result]The result showed that the saccharifying power of mixture by two different yeast stains are more effective than a single tested stain or blank control group （P<0.01）， along with the average alcohol production was 8 460.27 mg/L， which was 35.88% higher than that of the control group.These characteristics significantly improved the yield of wine.Meanwhile， the mixed yeasts could significantly reduce the contents of n-butanol and benzyl alcohol in the waste distiller's grains （P<0.05）， increase the contents of isoamyl hexanoate（P<0.05）， β-Benzyl alcohol and ethyl butyrate （P<0.01）.Thus the waste lees liquor body could change to be milder， and the flavor of waste lees liquor was more harmonious.[Conclusion]This study may shed light on the prospect of mixed yeasts in the future waste lees liquor production.

Key words Distillers’ grains;Waste lees liquor;Composite microbial inoculum;Yeast

濃香型白酒是我國十二大香型白酒中受眾最為廣泛的香型，其發(fā)酵產(chǎn)酒的過程是在半開放體系中將糟醅置于泥窖中完成，有“千年糟萬年窖”的俗稱。濃香型白酒的發(fā)酵體系非常復雜，其產(chǎn)酒量與酒質(zhì)的優(yōu)劣受多種因素的影響，而糟醅和窖池中的微生物區(qū)系是關鍵因素 [1-3]。經(jīng)多輪次發(fā)酵后的面糟粗纖維、粗蛋白和粗脂肪含量高，但淀粉含量低，故難以被微生物發(fā)酵利用而成為丟糟，不再作為白酒循環(huán)發(fā)酵原料 [4-6]。復糟酒是以白酒丟糟為原料，通過加入糖化酶、釀酒酵母、大曲等糖化劑進行強化發(fā)酵，進而蒸餾生產(chǎn)的白酒，復糟酒的生產(chǎn)是對白酒丟糟的二次利用。復糟酒的產(chǎn)酒量和酒質(zhì)通常較差，目前主要通過添加菌劑和酶類予以提高。添加菌劑的目的是改變發(fā)酵體系的微生物區(qū)系，常采用安琪釀酒酵母或分離自釀造環(huán)境的其他菌株 [7-9]。添加纖維素酶、糖化酶等酶類可提高發(fā)酵體系的酶解能力，進一步降解難以被微生物利用的纖維素和淀粉等，從而提高產(chǎn)酒量 [10-12]。酯化酶則可提高糟醅酯含量，以達到提高酒質(zhì)的目的 [13]。

該研究選取對丟糟環(huán)境適應好，且有較好纖維素分解力及產(chǎn)乙醇產(chǎn)香能力的酵母菌株Z8Y-15和S633Y-28-1作為復合菌

劑的組成菌 [14-16]，將其加入丟糟后與窖池內(nèi)糟醅進行同步發(fā)酵，以探究其對濃香型白酒復糟酒生產(chǎn)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑 丟糟及曲藥：丟糟及曲藥采自四川宜賓當?shù)啬碀庀阈桶拙破髽I(yè)。供試菌株：Z8Y-15（Pichia sp.，分離自窖房空氣）和S633Y-28-1（Lodderomyces elongisporus，分離自糟醅）由宜賓學院固態(tài)發(fā)酵資源利用四川省重點實驗室提供。釀酒酵母（安琪酵母），購自安琪酵母股份有限公司。培養(yǎng)基：營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基、酵母膏胨葡萄糖（yeast peptone dextrose，YPD）培養(yǎng)基均按常規(guī)標準配制。糖化酶：購自無錫賽德生物工程有限公司，糖化酶活力為50 000 U/g。

1.2 儀器與設備

7890A氣相色譜儀，美國Agilent公司;Kjeltec8100凱氏定氮儀，丹麥FOSS公司;F800纖維素測定儀，海能儀器;Hei-VAP Advantage旋轉蒸發(fā)儀，德國Heidolph公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 供試菌株對峙試驗。對供試菌株Z8Y-15和S633Y-28-1進行平板對峙生長試驗，以確保供試菌株作為復合菌劑發(fā)酵丟糟時無拮抗作用。

1.3.2 發(fā)酵試驗。供試菌株在YPD平板上活化培養(yǎng)后，分別接種到YPD液體培養(yǎng)基，控制溫度28 ℃，100 r/min振蕩培養(yǎng)24 h，顯微鏡計數(shù)。按發(fā)酵方案（表1），每組設置3個平行。各試驗組均添加等量糖化酶和曲藥，添加量均參考酒廠生產(chǎn)丟糟酒的工藝。A組作為對照組（CK），不添加供試菌，B、C、D組均在生產(chǎn)工藝的基礎上添加試驗菌株。B組加入單株試驗菌進行發(fā)酵，添加量為安琪酵母菌體數(shù)的20%。C組僅添加試驗單菌株，添加量同酵母菌體數(shù)，即發(fā)酵前糟醅中的終濃度達到0.3×10 6個/g。D組復合菌由等菌體數(shù)量的2株供試菌混合而成。

按照發(fā)酵組合方案，將各成分混勻后裝入玻璃壇中，上部未填滿部分用白糟覆蓋。糖化酶、酵母添加前需用適量溫水活化。玻璃壇用瓶塞密封后，置入丟糟酒發(fā)酵窖池中上部，與窖池內(nèi)糟醅同步發(fā)酵。所有試驗組均處于窖池同一水平且呈圓形排列，3個平行樣均勻分布于圓的3個對稱點。入窖時間為10月下旬，經(jīng)40 d發(fā)酵后取出樣品測定各項指標。

1.3.3 糟醅理化性質(zhì)測定。

發(fā)酵試驗結束后，糟醅中的蛋白質(zhì)和纖維素的含量測定參考文獻[17]，水分、酸度、殘?zhí)?、殘淀的含量測定參考文獻[18-19]。空白對照及每個處理的3個重復均單獨檢測，數(shù)據(jù)通過SPSS 19.0進行分析。

1.3.4 糟醅餾分檢測。發(fā)酵后糟醅采用減壓蒸餾以檢測乙醇及呈香呈味物質(zhì)的含量，蒸餾條件：真空度0.02 MPa，溫度80 ℃，轉速80 r/min。每壇取糟醅100 g，加蒸餾水200 mL進行蒸餾，取100 mL檢測備用。

HPGC檢測餾分的條件：色譜柱為Lzp930（50 m×250 μm×1 μm），載氣為高純氮氣，流速19.5 mL/min，柱溫55 ℃（保持3 min），以3.5 ℃/min的速率升溫到150 ℃（1 min），以10.0 ℃/min 的速率升溫到170 ℃（3 min），以20.0 ℃/min 的速率升溫到220 ℃（2 min），進樣量0.4 μL，分流10∶1。

2 結果與分析

2.1 供試菌的平板對峙試驗

供試菌株Z8Y-15和S633Y-28-1的平板對峙生長試驗結果顯示，2菌株無拮抗作用，可組合為復合菌用于丟糟的發(fā)酵。

2.2 復合菌對糟醅主要成分的影響

按照表1中的發(fā)酵丟糟方案，分別得到相應的樣品，分析各組樣品發(fā)酵后糟醅的各項理化指標，結果見表2。由表2可知，試驗組的酸度與CK相比，B組呈極顯著差異（P<0.01），C組呈顯著差異（P<0.05），而D組無顯著差異，說明安琪酵母和單株試驗菌株的協(xié)同效應更利于降酸。

C組添加試驗菌株Z8Y-15發(fā)酵丟糟后其糟醅的還原糖、粗淀粉及粗纖維含量均極顯著低于CK，也低于 S633Y-28-1。該結論與S633Y-28在前期實驗室模擬發(fā)酵中表現(xiàn)出更強的纖維素分解能力有差異 [14，20]，分析原因可能為Z8Y-15在生產(chǎn)窖池環(huán)境背景下的淀粉、纖維素分解及還原糖利用能力更強。D組的粗淀粉和還原糖含量均極顯著低于CK（P< 0.01）。從發(fā)酵后糟醅粗蛋白含量來看，試驗組菌株在發(fā)酵過程中均有較好的生長態(tài)勢，其中菌株S633Y-28-1的適應性最好。

2.3 復合菌對糟醅酯類含量的影響

不同菌株發(fā)酵后的丟糟經(jīng)減壓蒸餾后，用氣相色譜分析其酯類含量，結果見表3。由表3可知，復合酵母菌發(fā)酵丟糟對丁酸乙酯生成有極顯著影響（P<0.01），對乳酸乙酯的生成呈提高趨勢。適量的丁酸乙酯可賦予白酒爽快的鳳梨香，乳酸乙酯對酒體醇厚感的增加有不可替代的作用 [21-22]。所有試驗組均有提高己酸異戊酯的趨勢，該物質(zhì)可賦予白酒花香。苯乙酸乙酯在2株菌的B處理中含量均較高，表明試驗菌與安琪酵母共同作用，有利于苯乙酸乙酯的生成，該物質(zhì)呈濃烈而甜的蜂蜜香氣和果香 [23]。

2.4 復合菌對糟醅醇類含量的影響

對發(fā)酵后糟醅餾分中的醇類進行分析，乙醇、甲醇含量見表4，餾分中的高級醇含量表5。

由表4可知，5組試驗處理中，僅B組S633Y-28-1乙醇含量低于CK，其余4組均高于CK。D組的餾分中，乙醇含量8 460.27 mg/L高于CK 35.88%。

由表5可知，與CK相比，S633Y-28-1的B處理可使正丙醇生成量顯著減少（P<0.05），正丁醇生成量極顯著減少（P<0.01）。以上2種物質(zhì)含量的降低，可減少苦澀味及飲后上頭，且正丙醇是降低乙醇前期代謝的關鍵醇類 [24-26]。與CK相比，β-苯乙醇在Z8Y-15的B處理中顯著提高（P<0.05）， 在C組和D組呈極顯著增高趨勢（P<0.01）。由此可知，Z8Y-15有增加β-苯乙醇生成量的能力，而β-苯乙醇可賦予酒體玫瑰花香 [27-28]。復合菌發(fā)酵丟糟后（D組），其正丁醇和苯甲醇生成量顯著減少（P< 0.05），而β-苯乙醇極顯著提高（P<0.01），使得白酒酒體更柔和、香氣更協(xié)調(diào)。

3 結論

該研究通過將試驗菌株以不同的配比添加到丟糟中進行復糟酒的發(fā)酵，結果表明，復合酵母菌在丟糟中生長態(tài)勢良好，且能極顯著降低糟醅的粗淀粉和還原糖含量（P<0.01）。復合酵母菌劑比單純加入安琪酵母或單株試驗菌更能提高糟醅產(chǎn)乙醇的能力，且糟醅正丁醇和苯甲醇的含量均比CK顯著減少（P<0.05），β-苯乙醇含量極顯著增加（P<0.01）。高級醇成分的變化在減少酒體苦澀味，賦予酒體更豐富香氣的同時，更利于人體健康。復合菌合成丁酸乙酯和己酸異戊酯的能力與CK相比有極顯著和顯著的提高趨勢（P<0.01，P<0.05），其特有的花果香對協(xié)調(diào)酒體風味有一定意義。

綜上所述，由Z8Y-15和S633Y-28-1構成的復合酵母菌劑可以提高丟糟的出酒率，并使得復糟酒的酒體香味更加協(xié)調(diào)，該復合菌劑在復糟酒的生產(chǎn)上具有良好的應用潛力。

參考文獻

[1]

胡曉龍，王康麗，余苗，等.濃香型酒醅微生物菌群演替規(guī)律及其空間異質(zhì)性[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2020，46（10）：66-73.

[2] 張會敏，王艷麗，孟雅靜，等.濃香型白酒發(fā)酵新老窖泥理化因子和原核微生物群落結構差異分析[J].食品科學，2020，41（6）：207-214.

[3] JIN G Y，ZHU Y，XU Y.Mystery? behind? Chinese? liquor fermentation[J].Trends in food science & technology，2017，63：18-28.

[4] 張瑞景，汪江波，蔡鳳嬌，等.白酒糟生產(chǎn)丟糟酒的研究進展[J].中國釀造，2020，39（6）：17-21.

[5] 王超，張宿義，李德林，等.固態(tài)法白酒丟糟的資源化綜合利用[J].釀酒科技，2015（12）：103-107.

[6] 吳忠會，劉清波，劉正安.白酒丟糟“零排放 ”的研究[J].食品科學，2008，29（8）：201-204.

[7] 李彥芹，崔海灝，李春青，等.耐酸酵母的分離鑒定及在丟糟發(fā)酵中的應用[J].河北大學學報（自然科學版），2016，36（5）：517-523.

[8]

賈盼，趙東，彭志云，等.安琪釀酒曲在固態(tài)法白酒丟糟發(fā)酵中的應用[J].釀酒科技， 2017（4）：57-60.

[9] 李娜，程偉，張杰，等.功能性釀酒微生物的篩選及其在綠色釀造生產(chǎn)中的應用[J].釀酒科技，2019（6）：69-74.

[10] 趙東，彭志云，牛廣杰，等.強化發(fā)酵丟糟再生產(chǎn)白酒的研究[J].中國釀造，2011，30（2）：147-149.

[11] 劉躍紅，吳正云，楊健，等.白酒丟糟的多酶復配降解制備可發(fā)酵性糖[J].生物加工過程，2014，12（6）：18-22.

[12] 李站勝，顏晨麟，江寧，等.脂肪酶處理白酒丟糟提升復糟酒的品質(zhì)[J].現(xiàn)代食品科技， 2019，35（5）：191-197，123.

[13] 張楷正，黃海.濃香型白酒釀造中的酯化酶研究及應用進展[J].釀酒科技，2016（2）：93-96.

[14] 張海英，王濤，游玲，等.5株酵母菌在濃香型白酒丟糟酒生產(chǎn)中的初步應用[J].食品工業(yè)，2017，38（10）：154-157.

[15] 王濤，胡先強，游玲，等.濃香型白酒酵母對發(fā)酵糟醅中乙醇及主要酸、酯生成的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2015，41（8）：18-22.

[16] 游玲，蒲嵐，王濤，等.1株畢赤氏屬酵母的釀造特性[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2012，38（2）：52-56.

[17] 吳國峰，李國全，馬永強.工業(yè)發(fā)酵分析[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006：4-36.

[18] 李樹明，黃治國，羅惠波，等.白酒丟糟發(fā)酵生產(chǎn)蛋白質(zhì)飼料的菌種篩選[J].西南大學學報（自然科學版），2011，33（10）：27-30.

[19] 沈怡方.白酒生產(chǎn)技術全書[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1998.

[20] 羅明有，游玲，潘玲玲，等.一株產(chǎn)纖維素酶的濃香型白酒酵母產(chǎn)酶條件的初步研究[J].食品工業(yè)，2016，37（6）：52-55.

[21] 宋波.白酒中各種成分對酒質(zhì)的影響[J].釀酒科技，2011（12）：65-67.

[22] 李維青.濃香型白酒與乳酸菌、乳酸、乳酸乙酯[J].釀酒，2010，37（3）：90-93.

[23] 丁吉星，何玉云，梁艷英，等.新型嘉寶果起泡酒香氣成分及特征香氣分析[J].食品科學，2014，35（24）：145-150.

[24] 葛向陽，何宏魁，劉國英，等.影響人體酒類乙醇代謝速度的關鍵風味物質(zhì)[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2021，47（1）：160-164.

[25] 王尹葉.白酒中揮發(fā)性呈苦和/或澀味物質(zhì)研究[D].無錫：江南大學，2018.

[26] 章克昌.酒精與蒸餾酒工藝學[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2010：557.

[27] SHEN L，NISHIMURA Y，MATSUDA F，et al.Overexpressing enzymes of the Ehrlich pathway and deleting genes of the competing pathway in Saccharomyces cerevisiae for increasing 2-phenylethanol production from glucose[J].Journal of bioscience and bioengineering，2016，122（1）：34-39.

[28] 富志磊，范光森，馬超，等.老白干酒曲中一株高產(chǎn)β-苯乙醇酵母菌的分離、鑒定及其產(chǎn)香特性研究[J].中國食品學報，2019，19（1）：207-215.