芝麻香型白酒细菌曲研制.pdf

芝麻香型白酒细菌曲研制曹建全，刘建波，薛德峰（山东景芝酒业股份有限公司，山东潍坊 262119）摘要:以本公司优质高温大曲及芝麻香老窖池为基础，分离筛选嗜热芽孢杆菌，并研究高氮配料、高温接种、高温培养的细菌麸曲工艺，确定了在芝麻香型白酒中 10%的最佳使用比例，提高芝麻香型白酒优级品率 20%左右，使酒体更加丰满醇厚，芝麻香更优雅。关键词：嗜热芽孢杆菌；细菌曲；麸曲工艺中图分类号：TS262.3;TS261.11;TS261.4文献标识码：BThe Study and Development Bacterial Mold Culture for Zhima-flavourChinese spiritsCAO Jian-quan,LIU Jian-bo,XUE De-feng(Shandong Jingzhi Liquor Co.Ltd.,Weifang,Shandong 262119,China)Abstract:On the basis ofhigh quality hot distillers yeast and Zhima-flavour Chinese spirits pit in Jingzhi distillery,isolation and screeningbacillus alcalophilus and research bacterial bran-koji techniques with high nitrogen dosage,hot inoculator,high temperature culture.Theresearch results for the Zhima-flavour Chinese spirits showed that the optimal charge ratio was 10%,This bacterial bran-koji techniquescan raise top-grade product rate about 20%,and make Zhima-flavour Chinese spirits more full-bodied and beautiful.Key words:Bacillus alcalophilus,Bacterial mold culture,Bran-koji techniques收稿日期：2010-09-19作者简介：曹建全（1965-），男，山东安丘人，大专文化，工程师，品酒师，高级酿酒师，现任山东景芝酒业股份有限公司技术中心副主任。发表论文多篇，获轻工业科技进步一等奖一次，山东省科技进步二等奖、三等奖各一次。芝麻香型白酒是建国后新创立的白酒香型，经过四十多年的科研攻关，终于获得成功。于 2006 年通过国家验收，并制定相关国家标准。芝麻香型白酒是中国白酒香型中科技含量最高、工艺最复杂，代谢产物最为丰富的香型之一。其生产工艺是浓香、清香、酱香三大香型的有机融合，被誉为香型融合的典范。芝麻香型白酒以独特的工艺和高贵的品质，成为酒界的新宠，其优雅细腻，绵甜醇厚的风格，更使其成为高端白酒类产品中的奇葩。对丰富人民物质文化生活，提高人民生活水平有着重要的意义。芝麻香曲是芝麻香型白酒生产的重点，由多酶系、多菌种组合而成，对芝麻香型白酒风格形成至关重要。近年来，随着芝麻香型白酒研究的进展，芝麻香香味成份生成机理逐渐明了，嗜热芽孢杆菌对美拉德反应的贡献得到肯定，高温细菌曲对芝麻香型白酒的作用也被认可，成为提升芝麻香白酒的一个新突破点。研制适合芝麻香型白酒酿造的高温细菌曲是芝麻香型白酒技术创新的一个新方向。1材料与方法1.1材料1.1.1 菌种来源高温细菌菌种的筛选主要从本公司优质高温大曲及公司芝麻香老窖池分离筛选1.1.2 培养基生产用培养基：麸皮（80%）、豆粕（20%），菌种培养用培养基：牛肉膏蛋白胨1.1.3 主要仪器LDZX-75KB 压力蒸汽灭菌器、HZ-9310KB 冷冻落地摇床、SPX-250 恒温恒湿箱、SW-CJ-1FD 洁净工作台、OLYM-PLUS CX41 光学显微镜1.2试验方法嗜热芽孢杆菌能够代谢 2，3-丁二醇生成 4-甲基吡嗪等芝麻香微量香味物质，能够产生多种酸性蛋白水解酶，为美拉德反应提供多种氨基酸，推进美拉德反应的进行，生成芝麻香香味成份及其前体。本项目以嗜热芽孢杆菌选育和工艺研究为目标，研制适合芝麻香型白酒生产的细菌麸曲。试验主要由三部分内容组成：（试验中菌数单位为：亿/g，蛋白酶活力单位为：g/g min，糖化力单位为 mg/g h，液化力单位为：g/g h）1.2.1 选育菌种第 37 卷 第 6 期2 0 1 0 年 11 月酿酒LIQUORMAKINGVol.37.6Nov.，2010文章编号:1002-8110（2010）06-0035-04351.2.1.1 菌种初步筛选由于酿酒试验周期长、影响因素多，前期菌种初步筛选作用非常重要。经过分析研究学术资料，结合企业芝麻香研究的经验，以平盘麸曲作为菌种主要选育方式，选择菌种以嗜热芽孢杆菌为主。1.2.1.2 菌种紫外线诱变取菌体悬液于平皿中，置于 20W紫外灯下距离 30cm照射不同时间，致死率达到 50%90%。1.2.2 麸曲工艺研究细菌曲培养面临培养基选择、接种及培养温度、湿度、酸碱度等问题。碱性条件下培养有利菌体生长，但不利于酸性蛋白酶产生及与下步酿酒环境差别较大的问题。温度过高会使菌体数量减少，酶活力损失，但低温不利于美拉德反应进行，香味成份生成受到影响。所以合理的培养工艺对细菌曲培养至关重要。根据芝麻香型白酒对香味成份的需求及嗜热芽孢杆菌的生长特性，选择合适的培养基配比及培养工艺，确定成品理化指标。1.2.3 酿酒试验。酿酒试验包括对不同菌种麸曲实际性能的验证和麸曲用量的合理比例选择。鉴于酿酒试验影响因素较多，因此要求每项试验至少 4排次，试验窖池数量不少于 40 个。原料采用原五粮配比，发酵期为 40d。2结果与分析2.1 菌种选育结果2.1.1 通过平皿培养和平盘麸曲培养，初步筛选获得约 11 个菌株，多为嗜热芽孢杆菌，见表 1。表 1名称X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11形状长杆短杆短杆短杆长杆短杆短杆短杆短杆短杆长杆芽孢有有有有有有有有有有有糖化力282.0-241.811125584270264333.039138液化力0.770.190.710.380.600.290.601.141.48-0.49蛋白酶（中）392.9906.5350.3648.993.10455.1314.8207.7383.7380.7135.8蛋白酶（酸）60.2164.135.0207.2-63.5-101.3-19.2麸曲特征颜色褐色，曲料微粘，焦糊香好颜色褐色，曲料较粘，氨水味大，焦糊一般颜色褐色，曲料微粘，焦糊香较小颜色褐色，曲料较粘，焦糊香好颜色微褐色，曲料较散，微有焦糊香颜色微褐色，曲料较散，焦糊香小颜色褐色，曲料微粘，焦糊香好颜色基本无变化，曲料较散，氨味较小颜色褐色，曲料粘，焦糊香好前期曲料灰白，后期微褐色，焦糊香不明显颜色基本无变化，曲料较散，微有焦糊香根据菌种各类指标特征，选择 X1、X4、X7、X9 四株焦糊香较好，糖化力、蛋白酶活力较高的菌株作为本次选育的重点。2.1.2 以以上四株细菌作为出发菌株，通过紫外线诱变，获得1 个 X4 的突变株。此菌株最适培养温度 50，酸性蛋白酶活力由提高到 300g左右。尤其是酶促褐变反应明显，平盘麸曲在最高温度 65左右，培养 24h 麸曲几乎变成黑色，焦糊香、虾油味浓郁，氨味突出，有轻微酱香。本项目菌种以新获得的一株细菌和原有 4 株一起，共 5株细菌（G1-G5）作为下步试验菌种，研究麸曲培养工艺及进行酿酒试验。2.2细菌曲培养工艺研究以选定的 5 株细菌为研究对象，进行不同培养条件的试验研究，以确定最佳培养工艺。2.2.1 麸曲酸碱度选择调碱，加酒糟调酸（培养温度以低于 65，水份 55%60%）试验，试验方案见表 2，试验结果见图 1。调碱后细菌数量大，酸性蛋白酶活力也较高，加碱太多则酸性蛋白酶活力影响较大，以加 NaOH 0.4%比例最合适。2.2.2 接种温度及培养温度选择2.2.2.1 对不同的接种温度（30、40、50、60、70）进行试验，麸曲进入旺盛生长期所需时间见图 2。菌数及酶活力（g/g min）2502001501005005.15.45.76.06.37.38.3菌数酸性蛋白酶图 1培养基酸碱度对细菌曲影响培养基 pH表 2130%5.142117褐色，香小方案NaOH酒糟pH菌数（亿）酸性蛋白酶感官220%5.455133褐色，香小310%5.768162色浅，焦香一般4自然6.087150褐色，焦香一般，有氨味50.2%7.2168195微黑，焦香好,氨味较浓60.4%7.918753褐色，焦香好，氨味浓70.8%8.81550褐色，焦香一般，氨味刺鼻第六期2010酿酒36细菌相对霉菌、酵母生长速度慢，细菌麸曲升温慢，易染杂菌，因此选择合适的接种温度，对于缩短细菌休眠期，减少染菌非常重要。细菌曲帘子菌种控制温度 50左右，适宜嗜热杆菌生长，以此温度接种后菌株几乎不经休眠很快进入对数生长期，菌体数量迅速增加，杂菌得到抑制。同时高温能很好的抑制产酸菌等杂菌污染，不宜产生酸败及长霉等现象。2.2.2.2 对不同培养温度选择自然温度、控制在 50以下、分阶段控制。试验结果见表 3。按方案 3 培养温度选择分段控制，菌数较多，成曲焦香浓郁。2.2.3 接种量选择选择 5%、7%、10%、15%、20%接种量，麸曲进入旺盛生产期情况见图 3。由上图可见，接种量 8%以下，曲料升温慢，染菌几率增大；大于 10%时，升温时间变化不明显。接种量在 8%10%之间效果最好。2.2.4 麸曲培养过程水份控制培养基水份对微生物生长及染菌影响较大，试验结果见表 4。对于麸曲水份控制，通过试验摸索，前期水份控制在 50%左右，以利于升温，中期因高温水份损失较大，需适当补充水份，控制在 60%为宜，后期降水提香，控制水份 45%左右。综上所述，培养条件以高温高湿为宜。三角瓶至帘子及帘子至大房麸曲，接种温度以 50左右为宜，帘子麸曲水份控制在 55%60%，培养约 24 小时，菌数 140 亿左右，生长最为旺盛适宜接种。大房麸曲入池水份 50%55%，升温迅速不易染菌；前期保持室温、品温约 4550，水分 55%60%；中期品温小于 60，水分 60%65%；后期品温 6065，水分40%45%。每隔 12 小时打箱一次，并适当补充水份，培养时间控制在 48h 左右。成熟麸曲手感较粘，颜色微黑，焦香、虾油浓郁，氨味较浓。2.2.5 工艺流程2.2.6 质量要求水份20%、酸度0.5、细菌数160 亿/g、糖化力50u/g、酸性蛋白酶活力100g/g min。成曲颜色微黑，焦糊香、虾油味浓郁。2.3酿酒试验菌种酿酒及用曲比例选择试验结果，见图 4。时间/h76543210568101520接种量/%图 3接种量对麸曲进入旺盛生长期所需时间的影响方案123前期/%556050555560中期/%556055606065后期/%556050554045菌数/亿130156160酸性蛋白酶176157190感官颜色微黑，焦香好，氨味淡颜色浅，焦香小，虾油味较大颜色微黑，焦香浓郁，氨味较浓。结果表 4方案123前期/50603545中期/7076455560后期/607045506065菌数/亿130150162酸性蛋白酶157161187感官颜色微黑，焦香好颜色浅，焦香小颜色微黑，焦香浓郁结果表 3时间/h9876543210接种温度/3040506070图 2接种温度对麸曲进入旺盛生长期所需时间的影响曹建全，等：芝麻香型白酒细菌曲研制第六期201037固相微萃取-气质色谱法分析一种新型发酵酒的特征风味组分饶静1，2，周钧1，周伟1，2，尹建军1，2，宋全厚1，2（1.中国食品发酵工业研究院，北京，100027；2.国家食品质量监督检验中心，北京，100027）摘要:利用建立的 HS-SPME 结合 GC-MS 方法对产自黑龙江的一种新型发酵酒进行分析测定，共定性出33 种香气组分，并对其中的 26 种进行了定量。这些结果对今后分析研究不挥发物含量高的发酵型酒类风味组分提供了有效手段。关键词：固相微萃取；GC-MS；特征风味组分；新型发酵酒中图分类号：TS262;TS207.3;TS201.2文献标识码：A固相微萃取技术是在固相萃取(SPE)的基础上结合顶空分析(Head-Space)建立起来的一种新的样品预处理方法。因其操作时间短、样品量小、无需萃取溶剂、适于分析挥发性与非挥发性物质、重现性好等优点，使得样品前处理技术及分析操作更简单省时，目前 SPME 结合 GC-MS已被广泛的运用于酒类风味物质的分析中。本文的研究对象是产自黑龙江的一种新型的发酵酒，其主要以高粱、小米、玉米、糯米等粮食为原料，采用完全发酵工艺酿造而成。也正由于这一特点，该酒基质相较于白酒要复杂许多，其中除了易挥发的醇、醛、酸、酯类物质之外，还含有大量的糖、蛋白质等大分子物质。本研究采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用方法对其中的风味物质进行测定，以消除基质的干扰。利用建立的 HS-SPME 结合 GC-MS 方法对四种样品进行分析测定，共定性出 33 种香气组分，并定量出其中的 26 种。1材料与方法1.1材料由黑龙江省某公司提供的新型发酵酒共四种成品酒。HP-5890 气相色谱仪，美国安捷伦公司；QP2010 型气相色谱-质谱联用仪，日本岛津公司；固相微萃取装置，美国SUPELCO公司，配有 85m PA 萃取头和 100m PDMS 萃收稿日期：2010-06-10作者简介：饶 静（1984-），女，硕士，从事白酒特征风味物质的剖析研究工作，尤其在多变量统计分析方面见长，合作发表研究论文数篇。10%以上增加细菌曲比例，效果增加不明显，考虑到细菌曲成本较高，以 10%的用曲比例为宜。通过使用新的细菌曲使芝麻香型白酒优级品率提高 20%左右，使酒体更加醇甜丰满优雅，效果显著。3结论本试验选育了新的适合芝麻香型白酒生产的 5 株嗜热芽孢杆菌。经过三年的技术研发和生产实践试验，所研制细菌曲菌种遗传性状稳定，不易发生突变，培养工艺稳定，麸曲质量好，能很好的提高芝麻香型白酒产品质量，产品菌种、工艺均已成熟。研究了高温细菌曲培养工艺，采用添加适量豆粕，保证培养基合理的碳氮比，采用高温接种高温培养，确保了培养菌数，并促进美拉德反应进行，提高芝麻香香味成份及其香味成份前驱物含量。试验确定 10%的最佳细菌曲使用比例，通过使用细菌曲，提高产品优级品率 20%左右，增加产品醇厚、优雅度，使芝麻香型白酒优级品率得到较大提高。参考文献1沈怡方,等.白酒生产技术全书M.中国轻工业出版社，20072庄名扬.再论美拉德反应产物与中国白酒的香和味J.酿酒科技，2005（05）：34-053高传强.美拉德反应产物对芝麻香典型风格形成的影响J.酿酒科技，2010（1）：53-56图 4细菌曲用量酿酒实验!第 37 卷 第 6 期2 0 1 0 年 11 月酿酒LIQUORMAKINGVol.37.6Nov.，2010文章编号:1002-8110（2010）06-0038-0538优级品率/%6050403020100新产原酒贮存 3 个月细菌曲用量