唐 潔，楊 強(qiáng)，劉源才，陳申習(xí)

（勁牌有限公司 勁牌研究院 中藥保健食品質(zhì)量與安全湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 大冶 435100）

白酒作為一種典型的蒸餾酒，其主要組分為水和乙醇（約占總量的98%～99%），剩余的超過(guò)1 500種的微量組分（約占1%～2%），如各種酯類、醇類、酸類、醛類、酮類等有機(jī)化合物含量雖很低，但其種類、組成和比例對(duì)白酒口感、風(fēng)味及香氣的形成具有重要影響[1]。白酒風(fēng)味是由這些總量不到2%的微量或痕量物質(zhì)決定的[2]。白酒中的風(fēng)味物質(zhì)主要來(lái)自酒曲、原料及微生物發(fā)酵過(guò)程，其中微生物發(fā)酵是白酒風(fēng)味的主要來(lái)源[3]。經(jīng)固態(tài)發(fā)酵之后，微生物菌群的代謝產(chǎn)物直接作為白酒風(fēng)味物質(zhì)或作為風(fēng)味物質(zhì)前體，經(jīng)蒸餾過(guò)程實(shí)現(xiàn)酒精和風(fēng)味物質(zhì)的提取與分離，形成白酒原酒，再經(jīng)貯存、勾兌生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品[2]。因此，明確白酒中相關(guān)微生物作用及其與特征風(fēng)味的關(guān)系對(duì)其品質(zhì)提升具有重要意義。

明確不同香型白酒特征風(fēng)味物質(zhì)的種類是解析白酒產(chǎn)風(fēng)味微生物的前提。近年來(lái)，隨著一些新型風(fēng)味分析技術(shù)的發(fā)展，如全二維氣相色譜串聯(lián)飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜基質(zhì)的風(fēng)味成分有效的分離、鑒定和精準(zhǔn)定量[4-5]，從而使白酒中特征風(fēng)味物質(zhì)得以鑒定和解析。微生物多樣性方面，分子生物學(xué)、生物信息學(xué)等學(xué)科的發(fā)展和基因數(shù)據(jù)庫(kù)的完善，使得表征微生物群落組成的技術(shù)不斷更新，如新一代測(cè)序技術(shù)對(duì)食品微生物多樣性可進(jìn)行更高準(zhǔn)確度的分析；微生物代謝機(jī)理方面，組學(xué)技術(shù)（宏基因組學(xué)、蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)等）在探索特征風(fēng)味物質(zhì)及其形成機(jī)理、明確微生物對(duì)風(fēng)味物質(zhì)的貢獻(xiàn)等方面發(fā)揮著重要的作用[6]；風(fēng)味物質(zhì)與微生物相關(guān)性方面，統(tǒng)計(jì)學(xué)工具的應(yīng)用，如主成分分析、冗余分析及相關(guān)性統(tǒng)計(jì)分析等[7-9]，則為闡明微生物菌群與風(fēng)味物質(zhì)之間的相關(guān)性奠定了基礎(chǔ)。因此，近年來(lái)在發(fā)酵食品領(lǐng)域微生物多樣性與風(fēng)味形成的關(guān)聯(lián)性分析報(bào)道較多[10-13]，這些研究對(duì)發(fā)酵食品的風(fēng)味調(diào)控、風(fēng)味形成機(jī)理探究以及產(chǎn)風(fēng)味功能微生物挖掘意義重大。但目前在白酒中關(guān)于風(fēng)味相關(guān)微生物研究及應(yīng)用綜述鮮有報(bào)道，因此本文以中國(guó)白酒（濃香、清香、醬香三大基本香型）為對(duì)象，概述了白酒中產(chǎn)風(fēng)味物質(zhì)的微生物種類、釀造微生物與風(fēng)味物質(zhì)的相關(guān)性研究以及風(fēng)味微生物對(duì)白酒產(chǎn)品質(zhì)量的影響，為功能菌的研究及其在白酒品質(zhì)提升應(yīng)用方面提供參考。

1 白酒中風(fēng)味微生物概述

參與白酒釀造過(guò)程中的微生物按功能分為糖化微生物、產(chǎn)醇微生物和產(chǎn)風(fēng)味微生物[2]。一般而言，與風(fēng)味形成相關(guān)的重要微生物是與關(guān)鍵特征風(fēng)味物質(zhì)或含量較高的風(fēng)味物質(zhì)具有較強(qiáng)的相關(guān)性的微生物菌群，白酒中風(fēng)味微生物以真菌（以酵母菌及霉菌為代表）和細(xì)菌（以芽孢桿菌、乳酸菌及放線菌為代表）為主。

1.1 濃香型白酒產(chǎn)風(fēng)味微生物

由于濃香型白酒的風(fēng)味化合物較為復(fù)雜，因此要根據(jù)濃香型白酒的特征風(fēng)味物質(zhì)判斷其風(fēng)味微生物。據(jù)報(bào)道，乙酯類（己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸乙酯和丁酸乙酯）、酸類（乳酸、乙酸、己酸、丁酸）、醇類（正丙醇、異丁醇）和醛類（乙醛、乙縮醛）是濃香型白酒中的主要風(fēng)味化合物[14]。梭菌屬（Clostridium）以葡萄糖、乳酸、乙醇和乙酸為底物產(chǎn)生己酸[15]，一些芽孢桿菌也可以產(chǎn)生己酸[16]。研究發(fā)現(xiàn)，乳酸菌（lactic acid bacteria，LAB）是大曲和酒醅中的主要產(chǎn)乳酸微生物[17-18]。另外，棒狀桿菌屬（Corynebacterium）、葡萄球菌屬（Staphylococcus）、芽孢桿菌屬（Bacillus）和類芽孢桿菌屬（Paenibacillus）也可以產(chǎn)乳酸[19]。乙酸是由醋桿菌屬（Acetobacter）產(chǎn)生的，它是酒醅發(fā)酵初期的主要微生物之一。此外，一些梭菌能夠利用不同的底物合成乙酸、丁酸和乳酸。芽孢桿菌屬、賴氨酸芽孢桿菌屬（Lysinibacillus）、八疊球菌屬（Sporosarcina）和葡萄球菌屬（Staphylococcus）會(huì)產(chǎn)生不同類型的有機(jī)酸[20]。這些有機(jī)酸與乙醇一起通過(guò)青霉屬（Penicillium）、曲霉屬（Aspergillus）、裸胞殼屬（Emericella）、根霉屬（Rhizopus）、枝孢屬（Cladosporium）、毛霉屬（Mucor）、漢遜酵母屬（Hansenula）、假絲酵母屬（Candida）等產(chǎn)生的酯酶催化反應(yīng)酯化為相應(yīng)的乙酯[21]。濃香型白酒中其他風(fēng)味化合物，如酮類、吡嗪和苯乙醇，是由芽孢桿菌屬（Bacillus）、維克漢姆酵母屬（Wickerhamomyces）產(chǎn)生的[22]。

放線菌（Actinomycetes）也大量存在于濃香型白酒中，其能夠產(chǎn)生一些酯類、醇類等重要的濃香型白酒的呈香成分。姚亞林等[23]以濃香型白酒窖泥所分離的白色鏈霉菌（Streptomyces albus）、桑氏鏈霉菌（S.sampsonii）、魯?shù)劓溍咕⊿.rutgersensis）為試驗(yàn)對(duì)象，研究其發(fā)酵特性。結(jié)果表明，放線菌具有較高的酶活力，可促進(jìn)丁酸菌（Clostridium butyricum）產(chǎn)酸且對(duì)白酒產(chǎn)香有積極作用，能夠提高酯類、3-羥基-2-丁酮與2,3-丁二醇等香味物質(zhì)含量。

1.2 清香型白酒產(chǎn)風(fēng)味微生物

清香型白酒發(fā)酵過(guò)程中，芽孢桿菌屬（Bacillus）、乳桿菌屬（Lactobacillus）、片球菌屬（Pediococcus）、酵母菌屬（Saccharomyces），復(fù)膜孢酵母屬（Saccharomycopsis）、畢赤酵母屬（Pichia）、漢遜酵母屬（Hansenula）和根霉屬（Rhizopus）占主導(dǎo)地位。一般認(rèn)為乳酸菌產(chǎn)生大量有機(jī)酸，芽孢桿菌產(chǎn)生特殊的風(fēng)味成分。酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生酒精，而非酵母菌則負(fù)責(zé)代謝如酯類、酸類、高級(jí)醇類、醛類和萜烯類化合物[24-25]。乙酸乙酯作為清香型白酒中主體香氣成分，許多菌株包括酵母、細(xì)菌和霉菌均可以在白酒發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生此物質(zhì)。其中，維克漢姆屬是主要的產(chǎn)乙酸乙酯酵母菌[26]。另外，產(chǎn)酯能力強(qiáng)的酵母還有漢遜酵母屬（Hansenula）、畢赤酵母屬（Pichia）、假絲酵母屬（Candida）、酒香酵母屬（Brettanomyces）、白地霉（Geotrichum candidum）等[27]。萜烯類化合物，如芳樟醇（linalool）、α-松油醇（α-terpineol）、橙花叔醇（nerolidol）、香葉醇（geraniol）、β-大馬酮（β-damascenone）和法尼醇（farnesol）是清香型白酒的關(guān)鍵風(fēng)味成分，在清香型白酒發(fā)酵過(guò)程中主要由釀酒酵母（S.cerevisiae）、庫(kù)德里阿茲威畢赤酵母（Pichia kudriavzevii）和異常維克漢姆酵母（Wickerhamomyces anomalus）產(chǎn)生[28]。扣囊復(fù)膜酵母（S.fibuligera）廣泛存在于清香型白酒中，除了具有產(chǎn)糖化酶和淀粉酶外，還產(chǎn)生苯乙醇、乙酸異戊酯、乙酸乙酯、棕櫚酸乙酯和苯乙酸乙酯等風(fēng)味物質(zhì)[29]。

相對(duì)來(lái)說(shuō)，清香型白酒中放線菌研究較少。放線菌除了產(chǎn)生一些有益風(fēng)味物質(zhì)外也可產(chǎn)生一些異味物質(zhì)，如萜類化合物土味素產(chǎn)生的土霉異味是影響中國(guó)清香型白酒風(fēng)味品質(zhì)的主要原因。杜海[30]研究了清香型白酒中土霉異味的異味物質(zhì)的產(chǎn)生機(jī)制，明確了土霉味物質(zhì)的來(lái)源為微生物代謝合成，即鏈霉菌中存在與合成土霉味萜烯類化合物等萜類物質(zhì)相關(guān)的土味素合成酶。

1.3 醬香型白酒產(chǎn)風(fēng)味微生物

醬香型白酒以細(xì)菌較多，其次是霉菌和酵母。其中，細(xì)菌屬包括芽孢桿菌屬（Bacillus）、醋桿菌屬（Acetobacter）、乳桿菌屬（Lactobacillus）和梭狀芽胞桿菌屬（Clostridium），而芽孢桿菌屬（Bacillus）最多；霉菌由曲霉（Aspergillus）、毛霉（Mucor）、根霉（Rhizopus）、紅曲霉（Monascus）和木霉（Trichoderma）組成，其中曲霉屬占主導(dǎo)地位；酵母包括酵母菌屬（Saccharomyces）、裂殖酵母屬（Schizosaccharomyces）、接合酵母屬（Zygosaccharomyces）、漢遜酵母屬（Hansenula）、假絲酵母屬（Candida）、畢赤酵母屬（Pichia）和孢圓酵母屬（Torulaspora）[31]。芽孢桿菌屬作為醬香型白酒醬香風(fēng)味產(chǎn)生菌屬，主要代謝產(chǎn)物包括吡嗪類、酮類物質(zhì)、丙酸、1,3-丁二醇、乙酸、甲酯等[32]。米曲霉（Aspergillus oryzae）不僅具有糖化作用，也可以產(chǎn)生大量次于酵母的乙醇和酯類物質(zhì)[33]。酵母參與了醬香型白酒整個(gè)發(fā)酵過(guò)程，包括酒曲、堆積和窖池發(fā)酵。拜爾接合酵母（Zygosaccharomyces bailii），釀酒酵母（S.cerevisiae），膜醭畢赤酵母（P.membranifaciens）和粟酒裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）是醬香白酒發(fā)酵過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)酵母，其中釀酒酵母和粟酒裂殖酵母對(duì)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生貢獻(xiàn)最大[34]。拜爾接合酵母（Z.bailii）作為醬香白酒中的優(yōu)勢(shì)酵母，其占比接近于釀酒酵母，能夠產(chǎn)生各種風(fēng)味化合物，包括醇、酸、酯、醛和酮類，是一種潛在的醬香型白酒風(fēng)味菌[35]。酵母除產(chǎn)酒產(chǎn)香功能外，還可以產(chǎn)生多元醇類物質(zhì)，而多元醇是形成白酒甜味的主要來(lái)源。醬香型白酒中長(zhǎng)孢洛德酵母（Lodderomyces elongisporus）、庫(kù)德里阿茲式畢赤酵母（P.kudriavzevii）、絲孢酵母（Trichosporon coremiiforme）和三型孢菌（Trichosporonoidessp.）均可產(chǎn)生多元醇[36]。放線菌普遍存在于醬香型白酒釀造過(guò)程中，具有一定的產(chǎn)吡嗪類、萜烯類和芳香類等風(fēng)味化合物功能，被認(rèn)為與醬香型白酒的風(fēng)味物質(zhì)形成有關(guān)[37]。

2 白酒中微生物多樣性與風(fēng)味物質(zhì)形成相關(guān)性研究

白酒釀造過(guò)程中微生物種類的多樣性是白酒風(fēng)味多元化的基礎(chǔ)，微生物代謝活動(dòng)與白酒風(fēng)味和口感緊密相關(guān)。近年來(lái)，不斷有學(xué)者探究我國(guó)不同香型白酒的相關(guān)風(fēng)味功能菌群。WANG S等[38]以中國(guó)清香型白酒為模型系統(tǒng)，根據(jù)其風(fēng)味產(chǎn)生和共現(xiàn)性能揭示了核心菌群，即乳酸菌、釀酒酵母（S.cerevisiae）、畢赤酵母屬（Pichia）、地霉屬（Geotrichum）和假絲酵母屬（Candida）。這五個(gè)屬的合成核心菌群表現(xiàn)出與天然菌群相似的可重現(xiàn)動(dòng)態(tài)特征。此外，由合成核心菌群產(chǎn)生的77.27%的風(fēng)味化合物與天然白酒發(fā)酵過(guò)程顯示出相似的動(dòng)態(tài)特征，并且風(fēng)味輪廓呈現(xiàn)相似的組成。這表明合成核心微生物群對(duì)于可再現(xiàn)的風(fēng)味代謝是有效的。白酒中風(fēng)味化合物的代謝和積累受微生物群演替及其相互關(guān)聯(lián)的代謝過(guò)程的驅(qū)動(dòng)，HUANG X N等[39]使用鳥(niǎo)槍宏基因組測(cè)序和代謝組學(xué)研究了清香型白酒發(fā)酵過(guò)程中的微生物和代謝特征，基因注釋表明，乳酸桿菌屬包含碳水化合物代謝的關(guān)鍵酶基因，并參與了整個(gè)發(fā)酵過(guò)程?？偁顧M梗霉（Lichtheimia ramose）、扣囊復(fù)膜酵母、地衣芽孢桿菌（B.licheniformis）、釀酒酵母（S.cerevisiae）和庫(kù)德里阿茲威畢赤酵母（P.kudriavzevii）在淀粉降解和乙醇生產(chǎn)中起主要作用。在白酒發(fā)酵所涉及的微生物群的組成和代謝功能之間建立了聯(lián)系，這有助于闡明發(fā)酵的微生物和代謝模式。

SONG Z等[40]利用高通量擴(kuò)增子和宏轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)相結(jié)合，揭示了醬香型酒生產(chǎn)中核心菌群的結(jié)構(gòu)和功能。此外，采用超高效液相色譜和頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法對(duì)主要風(fēng)味代謝物進(jìn)行定性和定量分析，結(jié)果表明共有10個(gè)真菌和11個(gè)細(xì)菌屬被確定為核心菌群。此外，宏轉(zhuǎn)錄組分析顯示酵母（畢赤酵母屬、裂殖酵母屬、釀酒酵母和接合酵母屬）中的丙酮酸代謝和乳酸菌（乳酸桿菌屬）在風(fēng)味成分產(chǎn)生中分為兩個(gè)階段。第一階段涉及高產(chǎn)乙醇生產(chǎn)，裂殖酵母屬為核心功能微生物。第二階段涉及高濃度的酸（乳酸和乙酸）生產(chǎn)，乳酸桿菌屬為核心功能微生物。從裂殖酵母屬到乳桿菌屬的功能轉(zhuǎn)變促使醬香型白酒生產(chǎn)中的風(fēng)味成分從酒精（乙醇）轉(zhuǎn)變?yōu)樗幔ㄈ樗岷鸵宜幔?/p>

濃香型白酒中，YANG Y等[41]使用宏基因組學(xué)分析乳桿菌目（主要是魏斯氏菌屬（Weissella）、乳酸桿菌（Lactobacillus）和片球菌屬（Pediococcus claussen））、毛霉目（主要是橫梗霉屬（Lichtheimia））和散囊菌目（主要是曲霉菌、嗜熱絲狀真菌屬（Rasamsonia）和絲衣霉菌屬（Byssochlamys））是中溫大曲中產(chǎn)水解酶類和風(fēng)味前體化合物的潛在微生物菌群。與風(fēng)味有關(guān)的途徑存在于多種物種中，但只有細(xì)菌顯示出參與2,3-丁烷（如魏斯氏菌、乳桿菌和葡萄球菌）和丁酸酯類（嗜熱放線菌（Thermophilic actinomycetes））代謝的潛力，只有真菌可能參與了愈創(chuàng)木酚（絲衣霉菌屬（Chlamydomyces））和4-乙烯基愈創(chuàng)木酚（曲霉（Aspergillus））的生物合成。且綜合分析表明，早期存在的酸性熱環(huán)境主要是由于乳桿菌和橫梗霉的分解代謝活動(dòng)，這可能有助于微生物群的有效自我馴化。

3 風(fēng)味微生物對(duì)白酒質(zhì)量的影響

明確不同香型的典型風(fēng)格特征及重要風(fēng)味物質(zhì)的來(lái)源和其形成機(jī)制，并在白酒釀造過(guò)程中對(duì)這些風(fēng)味物質(zhì)的合成進(jìn)行有效的控制，對(duì)不同香型白酒工藝的改造和產(chǎn)品品質(zhì)的提升至關(guān)重要。其中微生物是白酒風(fēng)味物質(zhì)主要來(lái)源。目前，關(guān)于白酒中微生物群落的風(fēng)味貢獻(xiàn)的研究可分為三類：①使用系統(tǒng)生物學(xué)方法在一定程度上檢測(cè)和分析白酒的生物成分；②在純培養(yǎng)下分離和鑒定具有產(chǎn)高濃度風(fēng)味化合物或關(guān)鍵風(fēng)味特征的微生物；③在白酒發(fā)酵過(guò)程中通過(guò)強(qiáng)化微生物來(lái)調(diào)節(jié)白酒生態(tài)，從而提升產(chǎn)品品質(zhì)。

3.1 風(fēng)味微生物對(duì)濃香型白酒質(zhì)量的影響

用分離的功能菌株對(duì)大曲進(jìn)行強(qiáng)化可以影響微生物群落的代謝活性，從而改變以大曲為發(fā)酵劑生產(chǎn)的白酒的風(fēng)味。HE G Q等[42]以濃香型白酒作為微生態(tài)系統(tǒng)，基于分類學(xué)組成，共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和代謝潛能，揭示了強(qiáng)化兩株細(xì)菌貝萊斯芽孢桿菌（B.velezensis）和枯草芽孢桿菌（B.subtilis）對(duì)大曲中微生物群落的生物干擾作用，結(jié)果表明生物干擾增加了己酸菌、梭菌（Clostridium）、曲霉（Aspergillus）、假絲酵母（Candida）、甲烷桿菌（Methanobacteriaceae）和甲烷八疊球菌屬（Methanosarcina）的豐度，而降低了乳酸桿菌屬的豐度。同時(shí)，在生物干擾的生態(tài)系統(tǒng)中通過(guò)基于16S rRNA擴(kuò)增子測(cè)序結(jié)果預(yù)測(cè)微生物群落功能（phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states，PICRUSt）方法觀察到大多數(shù)編碼參與種間氫轉(zhuǎn)移酶的基因豐度較高。此外，共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析表明生物干擾增加了微生態(tài)系統(tǒng)中物種間相互作用的多樣性和復(fù)雜性，從而促進(jìn)了風(fēng)味代謝物（如己酸、己酸乙酯和己酸己酯）的更高產(chǎn)量。這些結(jié)果表明，在白酒發(fā)酵過(guò)程中強(qiáng)化大曲的生物干擾通過(guò)功能微生物相互作用引起風(fēng)味代謝是可行的。LI W等[43]對(duì)分別使用三種高產(chǎn)己酸乙酯的酵母（釀酒酵母、伯頓生絲畢赤酵母（Hyphopichia burtonii）和葡萄牙棒孢酵母（Clavispora lusitaniae））強(qiáng)化大曲，研究其對(duì)發(fā)酵過(guò)程微生物群落動(dòng)態(tài)和揮發(fā)性化合物影響。測(cè)序結(jié)果表明，3個(gè)細(xì)菌屬（芽孢桿菌（Bacillus）、乳酸菌（Lactobacillus）和腸桿菌（Enterobacter））和4個(gè)真菌屬（畢赤酵母屬（Pichia）、棒孢酵母屬（Clavispora）、釀酒酵母和復(fù)膜孢酵母屬（Saccharomycopsis））在微生物群落中占主導(dǎo)地位。在所有樣品中檢測(cè)到41種風(fēng)味化合物，包括7種醇、26種酯和4種醛。特別地，己酸乙酯含量的增加與用釀酒酵母、葡萄牙棒孢酵母或混合接種強(qiáng)化的大曲有關(guān)。且在發(fā)酵后期，這些強(qiáng)化大曲發(fā)酵后的酯含量比未強(qiáng)化的大曲或強(qiáng)化伯頓生絲畢赤酵母的大曲的高。

窖泥是濃香型白酒的根本，包含有梭菌、乳酸菌、產(chǎn)甲烷古菌等多種穩(wěn)定的功能微生物。窖泥中微生物的種類和數(shù)量、微生物相互作用及代謝產(chǎn)物的多樣性對(duì)濃香型白酒的品質(zhì)產(chǎn)生重要影響，并且窖泥為微生物的生長(zhǎng)和代謝提供了一個(gè)較為良好的棲息環(huán)境，對(duì)后期酒的風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生非常重要。GAO J J等[44]通過(guò)添加窖泥和不添加窖泥對(duì)比發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)窖泥中85個(gè)屬以Caproiciporducens、喜熱菌屬（Caloramator）、Sedimentibacter和Caldicoprobacter為主，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，窖泥組中13種揮發(fā)酸、6種直鏈醇和37種酯類物質(zhì)更為豐富。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)分析，這些化合物大多與窖泥來(lái)源的厭氧菌呈正相關(guān)。這些微生物遷移到酒醅中，可增加酒醅微生物的多樣性，對(duì)改善酒醅風(fēng)味物質(zhì)具有重要作用，此外，窖泥微生物與大曲之間存在多種酯類生成的協(xié)同作用。窖泥微生物對(duì)大曲選擇性酯化產(chǎn)生了豐富的揮發(fā)性酸和線性鏈醇，窖泥微生物的代謝提高了酒醅的pH，進(jìn)而提高了大曲的酯化能力。

梭菌是優(yōu)質(zhì)窖泥中的優(yōu)勢(shì)微生物，對(duì)風(fēng)味物質(zhì)形成具有重要影響，一般梭菌應(yīng)用于人工窖泥制作、窖泥的養(yǎng)護(hù)和增加有益風(fēng)味物質(zhì)或減少有害風(fēng)味物質(zhì)[45]，如勾文君等[46]通過(guò)在白酒發(fā)酵體系中強(qiáng)化丁醇合成能力較弱的酪丁酸梭菌（Clostridium butyricum），達(dá)到減控白酒發(fā)酵過(guò)程丁醇合成的目的。除此之外，己酸乙酯和辛酸乙酯的生成量顯著增加，并且對(duì)主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量無(wú)顯著的影響。產(chǎn)甲烷古菌被認(rèn)為是窖泥中的重要功能微生物。張應(yīng)剛[47]通過(guò)添加產(chǎn)甲烷菌系和復(fù)合菌系能夠顯著促進(jìn)黃水和濃香型白酒中的己酸、丁酸和乙酸等濃香型白酒重要香氣成分的含量以及有效降低甲醇的含量，提高濃香型白酒的質(zhì)量。

3.2 風(fēng)味微生物對(duì)清香型白酒質(zhì)量的影響

清香型白酒具有清香純正，自然諧調(diào)，醇甜柔和，余味爽凈的特點(diǎn)，其主體香氣物質(zhì)是乙酸乙酯[1]。異常維克漢遜酵母（Wickerhamomyces anomalus）有利于白酒釀造中酯類化合物的合成。WANG W等[26]通過(guò)模擬固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)白酒來(lái)探討人工添加強(qiáng)化菌株是否可以改善白酒中的風(fēng)味物質(zhì)以及潛在機(jī)制，研究結(jié)果表明，用W.anomalus對(duì)白酒發(fā)酵進(jìn)行生物強(qiáng)化，可以提升乙酸乙酯含量，并引起其他風(fēng)味物質(zhì)含量的變化。同時(shí)發(fā)現(xiàn)由于添加了W.anomalus而引起的風(fēng)味物質(zhì)變化主要?dú)w因于添加了此菌株而引起的微生物群落結(jié)構(gòu)的變化。

相對(duì)來(lái)說(shuō)，清香型白酒中高級(jí)醇含量要高于濃香和醬香，尤其是在小曲清香型白酒中，此類物質(zhì)為缺陷性成分，為了降低高級(jí)醇含量，曲冠頤等[48]揭示了小曲清香型白酒發(fā)酵過(guò)程菌群合成高級(jí)醇的代謝特征，結(jié)果表明，酵母屬（Saccharomyces）、畢赤酵母屬（Pichia）、根霉屬（Rhizopus）、乳桿菌屬（Lactobacillus）、魏斯氏菌屬（Weissella）是春秋兩季發(fā)酵過(guò)程絕對(duì)優(yōu)勢(shì)微生物中的差異屬。其中酵母屬（Saccharomyces）、畢赤酵母屬（Pichia）、乳桿菌屬（Lactobacillus）跟高級(jí)醇產(chǎn)量有顯著的相關(guān)性。模擬固態(tài)發(fā)酵釀酒酵母（S.cerevisiae）產(chǎn)高級(jí)醇較高，庫(kù)德里阿茲威畢赤酵母（P.kudriavzevii）與短乳桿菌（Lactobacillus brevis）產(chǎn)高級(jí)醇產(chǎn)量均較低。當(dāng)三者共培養(yǎng)時(shí)，高級(jí)醇產(chǎn)量較釀酒酵母（S.cerevisiae）單獨(dú)培養(yǎng)降低，說(shuō)明庫(kù)德里阿茲威畢赤酵母（P.kudriavzevii）、短乳桿菌（L.brevis）能夠調(diào)控釀酒酵母（S.cerevisiae）合成代謝高級(jí)醇。JIANG J等[49]使用高通量測(cè)序和多元統(tǒng)計(jì)算法，揭示了中國(guó)清香型白酒中產(chǎn)生高級(jí)醇的微生物，并確定了釀酒酵母和畢赤酵母是主要的貢獻(xiàn)者。另外，發(fā)現(xiàn)碳氮比（C/N）和微生物相互作用顯著影響高級(jí)醇的產(chǎn)生。利用響應(yīng)面方法建立了具有調(diào)節(jié)因子的高級(jí)醇產(chǎn)量的預(yù)測(cè)模型，并且在最佳調(diào)節(jié)劑水平下，高級(jí)醇的含量下降了65%。這項(xiàng)工作將有助于通過(guò)控制食品發(fā)酵中的微生物群落來(lái)控制風(fēng)味的產(chǎn)生。

白酒多采用開(kāi)放式自然發(fā)酵，因此環(huán)境微生物對(duì)白酒質(zhì)量具有一定的影響。龐曉娜[50]研究了環(huán)境微生物對(duì)清香型白酒特征風(fēng)味物質(zhì)的影響，結(jié)果表明乳桿菌屬、畢赤酵母屬和塞伯林德酵母屬與酯類、醇類、酸類、酚類等多種風(fēng)味物質(zhì)呈現(xiàn)較強(qiáng)的正相關(guān)，乳桿菌屬和酵母菌屬與發(fā)酵過(guò)程中多種風(fēng)味物質(zhì)呈現(xiàn)顯著正相關(guān)（P＜0.05），其中耐酸乳桿菌（Lactobacillus acetotolerans）與多種短鏈脂肪酸酯呈現(xiàn)正相關(guān)。用從地缸表面分離的具有較高酯酶活性和乙醇耐受性的乳酸菌進(jìn)行強(qiáng)化發(fā)酵，結(jié)果表明接種耐酸乳桿菌和希氏乳桿菌（Lactobacillus hilgardii）強(qiáng)化發(fā)酵的樣品中總酯的含量顯著高于對(duì)照組（P＜0.05），并且其風(fēng)味具有較好的諧調(diào)度。接種異常畢赤酵母強(qiáng)化發(fā)酵，總酯的增加程度不及乳酸菌，但其酸類物質(zhì)的積累也相對(duì)較低，可以有效地避免酸敗。

3.3 風(fēng)味微生物對(duì)醬香型白酒質(zhì)量的影響

醬香型白酒風(fēng)味成分繁多且復(fù)雜，其特征風(fēng)味物質(zhì)的形成與微生物之間的關(guān)系一直是白酒釀造領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵中，核心微生物群的結(jié)構(gòu)組成和功能決定了產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。為了改善大曲的風(fēng)味特征，WANG P等[51]強(qiáng)化了地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis）并研究了該菌株對(duì)大曲發(fā)酵菌群結(jié)構(gòu)和代謝產(chǎn)物的影響。菌株強(qiáng)化后微生物相對(duì)豐度發(fā)生了變化，包括芽孢桿菌屬（Bacillus）、棒孢酵母屬（Clavispora）和曲霉屬（Aspergillus）的增加以及畢赤酵母屬（Pichia）、復(fù)膜酵母屬（Saccharomycopsis）和其他一些屬的減少。芳香類化合物和吡嗪類化合物平均含量均有顯著增加，其中吡嗪類化合物的增加與強(qiáng)化的芽孢桿菌（Bacillus）和原有的棒孢酵母屬（Clavispora）的代謝呈正相關(guān)，而曲霉屬（Aspergillus）與地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis）共培養(yǎng)時(shí)則產(chǎn)生了更多的芳香化合物。這表明強(qiáng)化地衣芽孢桿菌，通過(guò)其自身的代謝活性和原位代謝活性的變化改變了大曲的風(fēng)味特征。此外，地衣芽孢桿菌的強(qiáng)化影響了大曲的酶活，包括淀粉酶活顯著增加（P＜0.05）以及葡糖淀粉酶、酯酶活性顯著降低（P＜0.05）。在醬香型白酒中SONG Z W等[52]揭示了非釀酒酵母—裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）的功能，它通過(guò)將乙酸轉(zhuǎn)化為甲羥戊酸降低了乙酸的濃度，從而提高了發(fā)酵菌群的耐酸性。另外裂殖酵母（S.pombe）還同步生成萜烯類的前體物質(zhì)，從而提高醬香型白酒的品質(zhì)和口感。ZHANG H等[53]揭示了環(huán)境微生物群是醬香型白酒發(fā)酵中真菌（尤其是畢赤酵母和釀酒酵母）的重要來(lái)源。研究結(jié)果表明，在堆積發(fā)酵過(guò)程中溫度、乙醇和畢赤酵母的富集協(xié)同驅(qū)動(dòng)了發(fā)酵菌群群落結(jié)構(gòu)的構(gòu)建和風(fēng)味代謝物的形成。畢赤酵母是醬香型白酒發(fā)酵過(guò)程中主要的真菌屬，具有較高的耐熱性和較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)性，通過(guò)抑制其他絲狀真菌和芽孢桿菌屬引發(fā)微生物群落的快速演替，從而增加了風(fēng)味物質(zhì)如酸類、酯類含量的增加。

4 結(jié)語(yǔ)

白酒中特征風(fēng)味物質(zhì)及相關(guān)產(chǎn)風(fēng)味微生物的精確表征是風(fēng)味微生物分離篩選和應(yīng)用的前提，目前大多采用質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)和高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)微生物及風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析，然后采用多元統(tǒng)計(jì)分析和相關(guān)性分析進(jìn)行確定風(fēng)味微生物。由于白酒風(fēng)味物質(zhì)的復(fù)雜性，更多風(fēng)味物質(zhì)的微生物代謝機(jī)理尚待深入解析。且白酒風(fēng)味受多種因素的綜合影響，在風(fēng)味微生物應(yīng)用時(shí)需考慮白酒復(fù)雜混菌發(fā)酵體系中微生物間的相互作用和釀造工藝、發(fā)酵條件等因素的影響，以便有效運(yùn)用于白酒生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行定向控制，提高白酒風(fēng)味特性和品質(zhì)。

目前對(duì)風(fēng)味微生物的研究集中在微生物多樣性、變化規(guī)律和分離鑒定上，風(fēng)味微生物產(chǎn)風(fēng)味物質(zhì)代謝機(jī)理、微生物相互作用及如何影響白酒質(zhì)量研究較少。未來(lái)，結(jié)合組學(xué)技術(shù)、質(zhì)譜技術(shù)、系統(tǒng)生物學(xué)方法以及生物信息學(xué)工具闡明這些風(fēng)味微生物在白酒中的生理相互作用、功能和代謝機(jī)理，再開(kāi)發(fā)新的培養(yǎng)方法來(lái)分離出這些風(fēng)味微生物，為風(fēng)味微生物的應(yīng)用及在白酒中定性代謝調(diào)控提供方向，從而提高白酒品質(zhì)。而且在研究有益風(fēng)味物質(zhì)同時(shí)應(yīng)該對(duì)缺陷性風(fēng)味或具有安全隱患風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行研究，找出產(chǎn)生這些不良風(fēng)味物質(zhì)的核心微生物菌群，通過(guò)生物干擾減少這些不良風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生，從而避免食品安全隱患和提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。