[01179671]浓香型白酒生产中生物降乳技术研究

“浓香型白酒生产中生物降乳技术研究”项目是由湖北工业大学和湖北枝江酒业股份有限公司于2008年自主立项共同承担的科技攻关项目。 浓香型白酒风格特点是窖香浓郁、绵甜醇厚、香味协调、尾净爽口。浓香型白酒的主体香味成分是己酸乙酯,与适量的乳酸乙酯、乙酸乙酯和丁酸乙酯构成复合香味成分。 1、 乳酸对白酒发酵过程和酒体风味的影响 乳酸在白酒窖池内可由多种微生物产生。在白酒酿造过程中,适量的乳酸不仅可以有效的抑制杂菌生长,防止细菌对发酵过程的污染,而且对淀粉酶的活性仅有较小的阻碍作用。特别是在发酵初期,酵母菌在窖池中的活动还不频繁,此时极易受到细菌的污染,故在发酵酒醅入窖时保持一定的酸度是非常有必要的,这就是所谓的“以酸制酸”。 但是白酒发酵过程中的乳酸含量应该得到必要的控制,只有在乳酸含量控制在一定范围内时,才能在白酒窖池中起到有益的杀菌效果,如果其含量超过一定的量,就会完全阻碍所有微生物的正常代谢功能,影响到正常生产中的白酒窖池内发酵环节。乳酸含量过高会造成发酵酒醅的酸度过高,影响各个细菌的正常呼吸活动,从而影响发酵阶段正常升温。酒醅中的过多乳酸会抑制己酸菌的活性,同时降低己酸以及丁酸等有机酸及其酯的含量,尤其是己酸乙酯和乳酸乙酯的含量比失去平衡,对于白酒的风味影响很大。过多的乳酸还会跟窖池酒醅中的铁离子、钙离子化合成相应的盐,导致了窖泥的老化和板结,这也大大的损害了己酸菌赖以生存的条件。 乳酸与其他不挥发的高分子有机酸一样,是白酒的重要酸味剂,可增加酒体的口味,虽然乳酸香气微弱,但能使酒质浓厚,延长白酒的后味,是构成酒体“后味”的重要物质,在白酒蒸馏的过程,通过夹雾的拖带作用,部分乳酸与乙醇一起经蒸发、冷却进入酒体中。由于乳酸含有羟基和羧基,且这些亲水键具有很强的极性,很容易与水分子、乙醇分子形成氢键,因而其刺激性较弱。适量的乳酸可增加酒体的甜味感和回甜感;减少或消除杂味及燥辣感,增加酒的醇和度。具有减轻水味、掩饰苦味、压香解暴等多种调节作用。 2、白酒生产中的乳酸菌及其作用 乳酸菌分为微好氧菌和专性厌氧菌,细胞结构常常有球形和杆状两种,由此为依据,乳酸菌可以被分为两大类,即乳酸链球菌（Streptococceae）和乳酸杆菌（Lactobacilleae）。 乳酸菌在发酵过程中利用糖类进行呼吸代谢,其主要产物是乳酸,它们大多无芽孢、革兰氏染色呈阳性且菌株不运动,其中少数则以周毛运动,显微镜观察其菌体常以链状排列。乳酸菌的呼吸作用可以被分为2种不同类型,即同型（或纯型）发酵及异型乳酸发酵。前者发酵产物全部为乳酸,后者发酵产物因菌种的不同而异,产物除了乳酸之外,还生成乙酸、酒精、甘露醇等成分。 由于传统的固态法白酒生产是开放式进行的,这便造成自然环境中大量的乳酸菌进入酒醅内发酵,生成大量乳酸。白酒固态发酵过程中的乳酸菌来源于许多途径,如空气、水、原料粮食、发酵器具等,但主要来源于大曲在制作过程中富集的菌群以及原料的粮醅中。 在酿酒生产过程中,乳酸菌群的代谢物可以直接成为其他微生物提供生长繁殖可利用的营养物质。各种酿酒微生物还可以利用乳酸为底物进行其他物质的生物合成白酒的多种香味物质。 3、白酒生产中的降乳菌及其作用 在我国白酒行业中,乳酸乙酯含量过高的问题普遍存在于白酒生产,尤其是在浓香型白酒生产中,许多产品己酸乙酯含量和乳酸乙酯含量比例不当,部分产品中乳酸乙酯含量甚至超过主体香成分的数倍,导致比倒严重失调,大大的降低了白酒的口感和风味。因此,降低白酒中乳酸乙酯的含量,特别是协调其与主体香的比例关系,已成为广大白酒生产企业及酒类科研单位迫切需要解决的课题。 从乳酸形成的过程以及浓香型白酒对乳酸含量的要求,可以推断出几种降解乳酸的方式。 首先,在一定范围内对乳酸菌的生长繁殖进行控制,特别是发酵酒醅中的乳酸菌数,应该被严格的控制在一定范围内。第二,向发酵酒醅中添加某些物质,这些物质可以在乳酸菌呼吸作用中阻碍乳酸的正常形成,从生化途径上抑制乳酸的产生。第三,乳酸是一种有机化合物,可以作为一些微生物繁殖的碳源,可以向发酵过程中添加相应微生物,以分解生成的乳酸。第四,虽然乳酸是一种物理性质较为稳定的有机酸,但仍然可以利用一些物理方式将它的含量降低,例如蒸馏。最后,增加己酸乙酯的生成含量,以此来调节己酸乙酯和乳酸乙酯的比例。 要降低酒体中的乳酸乙酯含量就必须先降解其前体乳酸,可利用微生物生长代谢分解降低乳酸的含量。能够利用乳酸作为碳源进行生长的细菌种类很多,韦荣氏球菌属、脱硫弧茵属、固氮菌属、链球菌属、丙酸杆菌属、真杆菌属、醋杆菌属等属中的某些菌株都能很好地氧化或发酵乳酸。由此可见,筛选出相应的微生物应用于对乳酸降解中的方法是可以广泛应用的。在白酒发酵过程中,降乳菌主要来源于丙酸菌属、丁酸菌属种的部分种类。这些细菌,通常会利用酒赔中富集的乳酸作为生长能源物质,产生相应的酸,不仅改善了乳酸过多的现象,更加丰富了酒体。 采用现代生物技术,首次系统分析了浓香型白酒发酵过程中产乳酸菌和降乳菌的数量、产酸性能与酒醅中乳酸水平之间的关系,研究了降乳菌利用乳酸特性和环境耐受性,通过模拟固态发酵应用试验,研究乳酸菌和降乳菌在模拟生产过程中对发酵过程、发酵产物的影响。筛选出具有优良降乳性能的降乳菌（地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis 331菌株）,开发出降乳菌剂,应用于浓香型白酒实际生产中,乳酸乙酯含量可降30-40%,提高产酒优质率6-8%。 1. 首次系统研究了浓香型白酒发酵过程中产乳酸菌和降乳菌的数量、种类、产酸性能与酒醅中乳酸水平之间的关系。 2. 筛选出优良降乳菌,开发出生物降乳菌剂,应用于浓香型白酒实际生产中,可使乳酸乙酯含量降30-40%,提高产酒优质率6-8%。 降乳菌是一类可以利用乳酸生成其他产物的菌群,在白酒发酵过程中起着降低乳酸以及乳酸乙酯的重要作用,是利用微生物方式实现“降乳”的重要工具。 本项目首次系统研究了浓香型白酒发酵过程产乳酸菌和降乳菌的数量、产酸性能与酒醅中乳酸水平之间的关系,开发了生物降乳技术,应用于浓香型白酒实际生产中,可有效降低乳酸乙酯含量,提高产酒优质率。项目研究技术成果具有创新性,可广泛推广应用于白酒生产行业,具有十分重要的意义。