戎梓溢，白茹，閆學(xué)嬌，李超，林良才，張翠英

（天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院，天津 300457）

醬香型是中國(guó)白酒四大典型香型之一，是以高粱、小麥、水等為原料，經(jīng)傳統(tǒng)固態(tài)法發(fā)酵、蒸餾、貯存、勾兌而成的蒸餾酒，具有代表性的貴州茅臺(tái)酒、湖南武陵酒、四川郎酒等均屬此類。醬香型白酒的風(fēng)格特征在所有蒸餾酒中最具特色，其酒體色澤微黃或透明，香氣幽雅細(xì)膩，口感醇厚豐滿，醬香突出，回味悠長(zhǎng)，深受世界消費(fèi)者青睞。醬香型白酒的特殊風(fēng)味離不開(kāi)釀造微生物的貢獻(xiàn)，制曲、堆積等過(guò)程是在相對(duì)開(kāi)放的環(huán)境下進(jìn)行，來(lái)源于原料、空氣、地面、工具及其他環(huán)境中的微生物在大曲及酒醅中得到大量的富集。酵母菌是釀造過(guò)程中主要的微生物菌群，不僅具有良好的產(chǎn)酒性能，還可以在酶的作用下產(chǎn)生多種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，對(duì)醬香型白酒風(fēng)格的形成具有重要作用[1]。為闡明酵母菌群與醬香白酒品質(zhì)之間的聯(lián)系，本文重點(diǎn)介紹醬香型白酒釀造過(guò)程中酵母菌的多樣性、菌群結(jié)構(gòu)及其主要功能。從酵母菌代謝產(chǎn)物的角度揭示了醬香型白酒發(fā)酵的內(nèi)在機(jī)理以及呈香機(jī)制，為功能酵母在白酒生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用提供了理論依據(jù)，同時(shí)對(duì)醬香型白酒的科學(xué)生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。

1 醬香型白酒釀造微生態(tài)中酵母菌概述

1.1 酵母菌種類

酵母菌是釀造環(huán)境中最主要的微生物，在醬香型白酒的制曲、堆積及窖池發(fā)酵整個(gè)釀造過(guò)程中均可被檢測(cè)出，且種類繁多。目前，科研人員應(yīng)用傳統(tǒng)可培養(yǎng)方法并結(jié)合現(xiàn)代分子生物學(xué)鑒定手段，已鑒定出醬香白酒釀造環(huán)境中核心酵母種類。這些酵母菌按照其功能可分為兩類：一是釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae），它們是釀造醬香型白酒的發(fā)酵動(dòng)力，可以通過(guò)自身代謝，將底物葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇及二氧化碳。因此，釀酒酵母被認(rèn)為是酒體中乙醇的主要來(lái)源；二是非釀酒酵母（non-Saccharomyces cerevisiae），這些酵母菌的產(chǎn)乙醇能力相對(duì)較弱，但其代謝產(chǎn)物對(duì)白酒的香氣、風(fēng)格及品質(zhì)具有重要影響，例如扣囊復(fù)膜酵母（Saccharomycopsis fibuligera）可以分泌β-葡萄糖苷酶、蛋白酶及纖維素酶等多種水解酶類作用于大曲、酒醅中的相關(guān)底物，促進(jìn)原料分解，提高酒精產(chǎn)量[2]；畢赤酵母屬（Pichia）、漢遜酵母屬（Hansenula）、假絲酵母屬（Candida）等在白酒固態(tài)發(fā)酵過(guò)程中，能夠利用葡萄糖代謝產(chǎn)生酯、酸、醛及高級(jí)醇等風(fēng)味物質(zhì)[3]；粟酒裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）具有一定的脫酸能力，可以將醬香型白酒生產(chǎn)中的乙酸平均濃度從9.62 g/kg降低到6.55 g/kg，并且還具備降解某些異味物質(zhì)的能力[4]。由此可見(jiàn)，非釀酒酵母與釀酒酵母在白酒釀造過(guò)程中發(fā)揮著同等重要的作用，兩者相互協(xié)調(diào)，成就了醬香型白酒獨(dú)特的風(fēng)格特點(diǎn)。

1.2 醬香型白酒釀造過(guò)程中酵母菌的動(dòng)態(tài)變化

酵母菌是釀造環(huán)境中最主要的微生物，在醬香型白酒的制曲、堆積及窖池發(fā)酵整個(gè)釀造過(guò)程中均可被檢測(cè)到，但不同階段總體占比、群落結(jié)構(gòu)以及各自的豐度是不斷變化的，醬香型白酒釀造過(guò)程中酵母菌多樣性見(jiàn)表1。

表1 醬香型白酒釀造過(guò)程中酵母菌多樣性Table 1 Diversity of yeast in the fermentation of Maotai-flavor liquor

1.2.1 醬香型白酒大曲中酵母菌的菌群結(jié)構(gòu)

高溫制曲是醬香型白酒獨(dú)特的制曲方式，大曲中的微生物以芽孢桿菌為代表的細(xì)菌為主，霉菌次之[14-15]。酵母菌在入室低溫培菌階段快速繁殖，占大曲微生物總量的2%～5%，但隨著曲堆的溫度逐漸升高，其頂點(diǎn)溫度可達(dá)62℃，酵母細(xì)胞耐高溫能力較弱，生長(zhǎng)受到抑制。早期研究認(rèn)為在制曲中后期只能檢測(cè)出少量，甚至檢測(cè)不出酵母。近年來(lái)，隨著免培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，李豆南等[16]發(fā)現(xiàn)在高溫制曲過(guò)程中盡管多數(shù)酵母被淘汰，但依然有部分酵母菌處于存活或休眠狀態(tài)。羅方雯等[17]通過(guò)高通量測(cè)序技術(shù)，在醬香型白酒1～7輪次的大曲中鑒定出了39種酵母屬，其中Saccharomycopsis、Wickerhamomyces及Millerozyma分布頻率為100%且平均相對(duì)豐度分別為89.15%、6.14%和2.84%，被認(rèn)為是高溫大曲中的優(yōu)勢(shì)酵母屬。此外，扣囊復(fù)膜酵母、畢赤酵母、東方伊薩酵母、假絲酵母等諸多產(chǎn)酯生香酵母在高溫大曲中也被陸續(xù)分離鑒定出來(lái)[18-19]。這充分地表明雖然在大曲中分離得到的酵母數(shù)量不多，但其種類豐富。

1.2.2 醬香型白酒堆積發(fā)酵中酵母菌的菌群結(jié)構(gòu)

在醬香型白酒釀造工藝中，堆積發(fā)酵是必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，該過(guò)程能使醬香大曲中的酵母快速繁殖，并且可以富集環(huán)境中獨(dú)特的產(chǎn)酯酵母及其他功能微生物[20-21]，在微生物代謝和各種酶的作用下生成醬香的前驅(qū)物質(zhì)，保證窯池發(fā)酵的順利進(jìn)行，被稱為“二次制曲”。酵母菌群在堆積初期繁殖較快，其數(shù)量在第2天達(dá)到頂峰，隨后由于出甑酒醅不斷上堆，堆子的體積加大，空氣不足，酵母菌數(shù)量有所下降，但仍是酒醅中的優(yōu)勢(shì)微生物，占總菌數(shù)的72.55%[22]。唐玉明等[23]追蹤了堆積酒醅中酵母菌的動(dòng)態(tài)變化，結(jié)果顯示在堆積結(jié)束后，酵母菌的數(shù)量由最初103個(gè)/g糟上升至108個(gè)/g糟，且發(fā)酵酒醅堆中不同空間位置的酵母菌總量呈現(xiàn)明顯差異，堆上和堆中酵母數(shù)量增長(zhǎng)最快。此外，Wu等[24]研究發(fā)現(xiàn)堆積酒醅中不同位置的主導(dǎo)酵母種類有所不同，拜氏接合酵母及釀酒酵母是堆積發(fā)酵過(guò)程中最主要的酵母，分布在堆子頂部和底部位置，而粟酒裂殖酵母及膜醭畢赤酵母主要存在于堆積發(fā)酵后期，分別在堆子中心位置及堆子表面被大量檢出。這說(shuō)明了堆子中各點(diǎn)的溫度、酸度及氧濃度等環(huán)境因子，影響了酵母菌群的結(jié)構(gòu)。隨著對(duì)堆積酒醅中酵母菌種屬認(rèn)識(shí)的逐漸加深，除常見(jiàn)的釀酒酵母外，絲孢酵母、假絲酵母、白地霉等產(chǎn)酯酵母均能在堆積酒醅中被檢測(cè)出來(lái)，豐富多樣的酵母菌群對(duì)醬香風(fēng)味有著積極貢獻(xiàn)。因此，掌握堆積過(guò)程中酵母菌的種群變化，對(duì)于控制白酒發(fā)酵有著很重要的意義。

1.2.3 醬香型白酒窖池發(fā)酵中酵母菌的菌群結(jié)構(gòu)

窯池發(fā)酵是產(chǎn)酒產(chǎn)香最主要的時(shí)期，酵母菌被視為發(fā)酵動(dòng)力的來(lái)源，能夠產(chǎn)生大量酒精以及高級(jí)酯類物質(zhì)，對(duì)酒體風(fēng)格及出酒率有著重要的影響。在入窖酒醅中，酵母菌的數(shù)量隨著發(fā)酵時(shí)間的推移而逐漸減少，唐玉明等[25]通過(guò)對(duì)郎酒第4輪次窯內(nèi)酒醅酵母數(shù)量進(jìn)行追蹤發(fā)現(xiàn)，入窖時(shí)酒糟中酵母含量為108個(gè)/g糟，而出窖時(shí)下降到了104個(gè)/g糟，相差4個(gè)數(shù)量級(jí)，這種下降趨勢(shì)說(shuō)明了隨著營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗及微生物有害代謝產(chǎn)物的累計(jì)，窖池發(fā)酵時(shí)已經(jīng)不再是酵母繁殖及富集階段。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，同一輪次不同位置的酵母菌數(shù)量有明顯差異，上層酒醅中的酵母數(shù)量要高于中層和下層[11]。分析認(rèn)為，這是由于窖頂封泥可能存在縫隙，使上層酒醅中的酵母實(shí)現(xiàn)了與外界的氣體交換，氧氣濃度更高，更適合酵母菌生長(zhǎng)。此外，吳徐建等[12]研究表明，窖內(nèi)酒醅中酵母的種屬差異不明顯，拜爾接合酵母、粟酒裂殖酵母和釀酒酵母是窖池發(fā)酵酒醅中最主要的3種酵母。邵明凱等[24]從酒質(zhì)較好的第5輪次及酒質(zhì)較差的第7輪次酒醅中分離得到了東方伊薩酵母、德?tīng)柌加墟邎A酵母、盔狀畢赤酵母、阿氏絲孢酵母、費(fèi)比恩畢赤酵母等，并且發(fā)現(xiàn)第5輪次發(fā)酵前期酵母菌的數(shù)量、種類均比第7輪次豐富，通常認(rèn)為這是在第7輪次酒醅中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)匱乏，并且有機(jī)酸等不利酵母生長(zhǎng)的代謝產(chǎn)物積累所致，這也證明了醬香型白酒發(fā)酵過(guò)程中酵母群落多樣性及豐富度是造成好和差輪次白酒產(chǎn)量和品質(zhì)差異的重要原因。

2 醬香型白酒中酵母菌的功能特性

2.1 對(duì)脅迫環(huán)境的適應(yīng)性

釀造環(huán)境對(duì)酵母菌的生長(zhǎng)及代謝有著十分重要的作用。醬香型白酒生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)可以概括為“四高兩長(zhǎng)”，即高溫制曲、高溫堆積、高溫發(fā)酵、高溫餾酒、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)。整個(gè)發(fā)酵體系中的溫度相對(duì)較高，酒醅中的有機(jī)酸、酒精含量高，這些環(huán)境中的脅迫因子加速了酵母細(xì)胞老化，甚至發(fā)生凋亡，嚴(yán)重地限制了酵母菌的生長(zhǎng)，導(dǎo)致酒精發(fā)酵效率低，發(fā)酵基質(zhì)中殘淀粉含量高，不僅使最終酒體品質(zhì)下降，也大大地增加了企業(yè)成本。因此，篩選具有良好的發(fā)酵性能并且對(duì)釀造微生態(tài)中不良環(huán)境因子有較強(qiáng)耐受性的工業(yè)生產(chǎn)酵母菌株已成為亟需解決的問(wèn)題。

溫度對(duì)于酵母菌的生長(zhǎng)及代謝有較大影響，其最適生長(zhǎng)溫度為28℃～30℃，當(dāng)環(huán)境中溫度過(guò)高時(shí)會(huì)導(dǎo)致酵母細(xì)胞膜被破壞、酶失活、代謝能力降低[26-27]。醬香白酒制曲階段，曲磚品溫最高可達(dá)65℃，堆積酒醅表面溫度在48℃左右，窖內(nèi)發(fā)酵過(guò)程溫度也達(dá)到38℃～39℃，這樣的溫度條件對(duì)酵母菌的高溫耐受性提出了極高的要求?？苓\(yùn)同等[28]對(duì)高溫大曲內(nèi)的耐高溫酵母進(jìn)行了分離，得到了一株能在47℃生長(zhǎng)良好的耐高溫酵母，可利用12種碳源，具有一定的產(chǎn)酒、產(chǎn)酯能力，經(jīng)鑒定為卡斯特假絲酵母（Candida casterllani）。黃永光等[10]在高溫堆積酒醅中分離得到的釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、東方伊薩酵母（Issatchenkia orientalis）、白地霉（Galactomyces geotrichum）對(duì)溫度均有較強(qiáng)耐受能力。徐超英等[29]在堆積酒醅中篩選出了一株耐高溫的庫(kù)德里阿茲威畢赤酵母（Pichia kudriavzevii），生長(zhǎng)耐受最高溫度達(dá)45℃，同時(shí)展現(xiàn)出良好的耐酒精及耐糖性能。眾所周知，高溫條件下仍保持較快的發(fā)酵速度及較高糖利用率的酵母是白酒發(fā)酵后期正常進(jìn)行的保障，因此，篩選耐高溫功能酵母、研究其耐熱機(jī)制并應(yīng)用于實(shí)踐生產(chǎn)，對(duì)提高白酒發(fā)酵效率有著十分重要的作用，這也是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。

此外，由于醬香白酒發(fā)酵周期長(zhǎng)，酒醅中各類產(chǎn)酸微生物代謝所形成的難揮發(fā)性酸類物質(zhì)不斷積累，導(dǎo)致發(fā)酵酒醅長(zhǎng)期處于低pH值環(huán)境，使酵母細(xì)胞發(fā)生酸化，并且隨著發(fā)酵的進(jìn)行，環(huán)境中的酒精濃度逐漸上升，這些脅迫因素均對(duì)酵母生理代謝產(chǎn)生不利影響。在長(zhǎng)期脅迫條件下，醬香酒醅中的酵母已進(jìn)化出一定的適應(yīng)性。周陽(yáng)子等[30]從高溫大曲篩選出一株高產(chǎn)淀粉酶的扣囊復(fù)膜酵母JM，其在液體培養(yǎng)條件下，產(chǎn)酶量為1 452 U/mL；能耐受20%（體積分?jǐn)?shù)）的酒精濃度、30%的糖度和17%的NaCl，在pH 3.0、49℃條件下均能較好生長(zhǎng)。王莉等[31]利用多次傳代篩選的方式，獲得了一株高乳酸耐受性的庫(kù)德里阿茲威氏畢赤酵母（Pichia kudriavzevii），最高可在120 g/L的乳酸條件下生長(zhǎng)，并且可以產(chǎn)生多種酯類，特別是乙酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸異戊酯和乙酸苯乙酯產(chǎn)量較高；同時(shí)研究顯示庫(kù)德里阿茲威氏畢赤酵母具有良好的降解乳酸能力，與釀酒酵母在40 g/L乳酸條件下共培養(yǎng)時(shí)，可以顯著提升釀酒酵母耐酸水平[32]。莊孝杰等[33]從醬香型酒醅中篩選得到一株性狀優(yōu)良的拜耳接合酵母（Zygosaccharomyces bailii），可耐受 pH2.0、37℃高溫及8%乙醇，發(fā)酵后乙醇含量達(dá)33.58 g/L，法呢醇、辛酸乙酯、癸酸、月桂酸、4-叔丁基苯酚等風(fēng)味物質(zhì)總產(chǎn)量達(dá)415.27 μg/L。路曉偉等[34]、Lu 等[35]在醬香酒釀造環(huán)境中篩選到了一株高耐受力、高發(fā)酵效率的釀酒酵母MT1，在42℃下，16%乙醇及pH2.0條件下表現(xiàn)出良好的生長(zhǎng)性能。同時(shí)，其具有廣泛的碳源利用圖譜，可產(chǎn)生多種揮發(fā)性物質(zhì)，其中苯乙醇、乙偶姻和大馬酮產(chǎn)量分別達(dá)到模式菌株S288c的8、9倍和3倍。

由此可見(jiàn)，醬香酒醅中的酵母菌經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的自然篩選及馴化，對(duì)不利環(huán)境條件已經(jīng)出現(xiàn)了一定的適應(yīng)性，在保障自身生長(zhǎng)的基礎(chǔ)上，還能代謝出豐富的香氣物質(zhì)。因此，有目的地選育高脅迫條件下代謝依然旺盛的酵母菌株，并將其應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，有利于提高原料轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)酒率及白酒品質(zhì)，也為改善傳統(tǒng)工藝提供了新途徑。

2.2 酵母菌代謝產(chǎn)物對(duì)白酒的風(fēng)味貢獻(xiàn)

醬香型白酒的主體為水和乙醇，占比約為98%～99%，其余的1%～2%為各類風(fēng)味物質(zhì)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)醬香型白酒中的微量化合物約800種～1000種[36-37]。在白酒釀造過(guò)程中，酵母菌不僅可以通過(guò)糖酵解途徑產(chǎn)生大量的乙醇，并且可以分泌一些酶類，使原料中的相關(guān)底物發(fā)生氧化、還原、脫水、水解等復(fù)雜反應(yīng)，從而形成白酒中各類的風(fēng)味物質(zhì)，賦予酒體濃郁的芳香，對(duì)酒體完美和豐滿具有重要作用[38]。隨著氣相色譜-質(zhì)譜、多維氣相色譜-質(zhì)譜等現(xiàn)代科學(xué)儀器的應(yīng)用，使酵母菌風(fēng)味代謝產(chǎn)物的相關(guān)研究成果更為豐富。不同種類的酵母菌所產(chǎn)生的風(fēng)味代謝物有所不同，但總體可歸納為醇類、酯類、酸類、醛類及某些特征香氣成分，具體如圖1所示。

圖1 醬香型白酒中功能酵母的部分代謝產(chǎn)物Fig.1 Some metabolites of functional yeast in the fermentation of Maotai-flavor liquor

醇類物質(zhì)表現(xiàn)出柔和的刺激感和微甜、濃厚的感覺(jué)，具有“助香”的作用。醬香白酒中醇類物質(zhì)占比較大，釀酒酵母屬、畢赤酵母屬、裂殖酵母屬等具有良好的生產(chǎn)乙醇性能，在無(wú)氧條件下，可以通過(guò)糖酵解途徑將原料中的葡萄糖轉(zhuǎn)換為乙醇，是白酒發(fā)酵的動(dòng)力；正丙醇、異丁醇、異戊醇、苯乙醇等高級(jí)醇類主要依賴酵母菌埃利希（Ehrlich）或Harris代謝途徑合成。另有研究報(bào)道婁德酵母（Lodderomyces elongisporus）、庫(kù)德畢赤酵母（Pichia kudriavzevii）、絲孢酵母（Trichosporon coremiiforme）代謝葡萄糖可以產(chǎn)生甘油、D-阿拉伯糖醇、赤醉糖醇、山梨醇、麥芽糖醇等多元醇類[39]。

酯類物質(zhì)通常具有一定的水果香氣，酒體中主要可以表現(xiàn)出微甜、帶澀，并還可以體現(xiàn)出一定的苦味和刺激感，是提高香氣濃厚程度的主要因素[40]。醬香白酒在下沙和糙沙階段可檢出的酯類很少，大部分的酯類在一輪次起窖時(shí)才被檢出，并且隨著輪次酒增加先上升后下降，其中乳酸乙酯及乙酸乙酯是醬香酒中含量最高的酯類物質(zhì)[41-42]，而丁酸乙酯含量相對(duì)較少。酵母菌可以在酯化酶的作用下，將乙酸、己酸、丁酸、乳酸等有機(jī)酸與乙醇進(jìn)行酯化，最終生成相應(yīng)的酯類。存在于醬香酒醅中的產(chǎn)酯酵母如漢遜酵母、假絲酵母等，具有較強(qiáng)的酯合成能力，賦予白酒濃郁的芬芳。王曉丹等[43]在醬香型白酒酒醅中分離到了一株假絲酵母屬的平常假絲酵母（Candida inconspicua），其具有較高的乙酸乙酯產(chǎn)量。趙群麗[44]在醬香大曲分離出一株發(fā)酵能力較好，具有良好產(chǎn)酯作用的酵母MT-2，其發(fā)酵產(chǎn)物的酒精度為（8.17±0.29）%vol，總酯含量達(dá)（2.48±0.14）g/L，經(jīng)鑒定為異常威克漢姆酵母（Wickerhamomyces anomalus）。

酸類物質(zhì)在白酒中起到協(xié)調(diào)酒體的作用，是影響白酒口感的主要因素之一。醬香型白酒中的酸類物質(zhì)種類繁多，含量遠(yuǎn)超其他香型白酒[45]，其中乙酸、丙酸、己酸及乳酸是最主要的4種有機(jī)酸。在釀造過(guò)程中產(chǎn)酸微生物以乙酸菌、乳酸菌等細(xì)菌為主[46-47]，但近年來(lái)也有研究表明[48]，釀酒酵母、粟酒裂殖酵母、東方伊薩酵母、畢赤酵母、哈薩克斯坦酵母、拜爾接合酵母及漢遜德巴得酵母對(duì)揮發(fā)性酸類的形成有著較大的貢獻(xiàn)，其中，東方伊薩酵母產(chǎn)酸的種類和數(shù)量最為突出，2-甲基丙酸和壬酸產(chǎn)量較高。粟酒裂殖酵母和哈薩克斯坦酵母產(chǎn)酸量?jī)H次于東方伊薩酵母，粟酒裂殖酵母所產(chǎn)的酸類代謝物主要為乙酸和壬酸，并且是唯一能產(chǎn)生辛酸的酵母；哈薩克斯坦酵母可以產(chǎn)生乙酸、己酸、壬酸、丁酸和癸酸等揮發(fā)性酸。

此外，酵母菌還可以產(chǎn)生某些關(guān)鍵醬香風(fēng)味物質(zhì)，如4-乙基愈創(chuàng)木酚、吡嗪類及呋喃類物質(zhì)[34，49-51]。目前醬香白酒的主體風(fēng)味物質(zhì)在學(xué)術(shù)界仍沒(méi)有定論，但可以肯定的是醬香經(jīng)典風(fēng)味一定是多種物質(zhì)相互協(xié)調(diào)的結(jié)果。因此，對(duì)酵母菌生香機(jī)制的研究，不僅有助于闡釋醬香風(fēng)味形成的機(jī)理，也開(kāi)辟了利用產(chǎn)香酵母菌來(lái)改善和強(qiáng)化白酒風(fēng)味的新方向。

2.3 酵母菌與其他功能微生物間的互作分析

“多微共酵”是醬香白酒釀造過(guò)程中的顯著特點(diǎn)，酒醅中各種微生物之間彼此聯(lián)系、相互影響、共同代謝，形成了獨(dú)具特色的醬香風(fēng)味白酒。因此，僅從單培養(yǎng)的角度分析酵母菌的功能及作用是片面、不充分的。相對(duì)地，通過(guò)研究酵母菌與其他菌種混合發(fā)酵，能更好地認(rèn)識(shí)酵母菌在整個(gè)釀造體系中所承擔(dān)的“角色”。

醬香型白酒中主要的酵母菌與其他功能菌間的關(guān)系如圖2所示。

圖2 醬香型白酒微生物相互作用關(guān)系示意圖Fig.2 Schematic diagram of microbial interaction in the fermentation of Maotai-flavor liquor

當(dāng)釀酒酵母與地衣芽孢桿菌混菌發(fā)酵時(shí)，釀酒酵母對(duì)地衣芽孢桿菌的生長(zhǎng)具有抑制作用，而地衣芽孢桿菌對(duì)釀酒酵母的生長(zhǎng)無(wú)影響，且能夠提升釀酒酵母代謝產(chǎn)風(fēng)味物質(zhì)的能力。在混合發(fā)酵體系中，釀酒酵母產(chǎn)醇、產(chǎn)酸能力顯著提升，特別是丙酮酸、檸檬酸、琥珀酸、乳酸、蘋(píng)果酸和酒石酸的產(chǎn)量高于純培養(yǎng)1.23、2.11、1.76、2.02、1.04 倍和1.63 倍[52]。其他研究還發(fā)現(xiàn)醬香酒醅中的乳酸菌XJ-L1（Lactobacillus homohiochii）與 XJ-L2（Lactobacillus buchneri）對(duì)釀酒酵母 XJ-Y1（Saccharomyces cerevisiae）、拜爾接合酵母 XJ-Y2（Zygosaccharomyces bailii）及盔狀畢赤酵母 XJ-Y3（Pichia galeiformis）的生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，并且對(duì)這3種酵母菌酸類、醇類、酯類等風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生發(fā)揮積極影響[53]。米曲霉（Aspergillus oryzae）與釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）在最適混合比例條件下，可以提升乙醇的生成量，并且乙酸乙酯、苯乙酸乙酯、乙酸等風(fēng)味化合物的濃度顯著提升[54]。這些研究對(duì)于醬香型白酒發(fā)酵機(jī)理的認(rèn)識(shí)具有重要作用，并且為其現(xiàn)代化與機(jī)械化發(fā)展提供了一定的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于釀造微生物之間相互作用的機(jī)理研究尚處于起步階段，尤其是酵母菌與霉菌的互作關(guān)系尚不明確，這也成為日后業(yè)內(nèi)研究重點(diǎn)之一。

3 醬香型白酒中功能酵母的應(yīng)用

醬香酒醅中蘊(yùn)含著豐富的酵母資源，合理地將功能性酵母應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中，對(duì)于改善白酒的口感、豐滿酒體風(fēng)格、提高白酒品質(zhì)有著積極的作用。因此，越來(lái)越多的企業(yè)及科研人員開(kāi)始從事相關(guān)的研究工作。盧君等[55]為解決糟醅中酸度過(guò)高引起的掉排現(xiàn)象，將高耐酸酵母作為強(qiáng)化菌株應(yīng)用于發(fā)酵異常的糟醅中，顯著地提高了基酒的產(chǎn)量，其增幅約在13.47%～25.97%之間，且風(fēng)味指標(biāo)與對(duì)照無(wú)明顯差異，解決了糟醅中酵母因酸度過(guò)高，發(fā)酵力下降的問(wèn)題。韓興林等[56]將發(fā)酵酵母BF01與產(chǎn)酯酵母BZ03混合后進(jìn)行了入窖生產(chǎn)試驗(yàn)，在不影響窖池出酒率的情況下，提升了白酒中甲酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯等9種酯類物質(zhì)的含量，并且產(chǎn)物中高級(jí)醇類物質(zhì)含量有所下降，正丙醇、異戊醇含量分別下降了3.9%及30.7%。劉濤等[57]從醬香型白酒堆積酒醅中分離得到了兩株優(yōu)勢(shì)酵母Y2（釀酒酵母）與Y3（畢赤酵母），將其作為發(fā)酵菌種添加至糟醅后，生產(chǎn)出的麩曲醬香白酒的酯香味突出，醇甜味顯著，感官品評(píng)結(jié)果較好。由此可見(jiàn)，在醬香型白酒的釀造過(guò)程中，功能性酵母是一筆寶貴的生物資源，能為企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但目前還需對(duì)功能酵母的發(fā)酵機(jī)制，及其與醬香風(fēng)味物質(zhì)形成之間的關(guān)系進(jìn)行深入研究，最大限度地挖掘功能酵母的潛力能更好地促進(jìn)中國(guó)酒行業(yè)的發(fā)展。

4 展望

醬香型白酒在我國(guó)有著悠久的歷史，以其獨(dú)特的醬香風(fēng)味而被人熟知。酵母菌廣泛存在于醬香型白酒制曲及釀造整個(gè)階段，其種類、菌群結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)變化與醬香風(fēng)味的形成息息相關(guān)。目前的研究大多集中在優(yōu)良酵母的分離、篩選及鑒定工作，而對(duì)酵母菌群生香機(jī)制及其風(fēng)味代謝途徑的探索較少；同時(shí)，對(duì)高溫制曲工藝中功能酵母的多樣性及其作用的研究尚不深入，對(duì)大曲質(zhì)量與功能酵母之間的關(guān)聯(lián)性的研究更是少之又少，未來(lái)著重研究二者的關(guān)系，對(duì)科學(xué)制曲、機(jī)械制曲具有重大意義；此外，醬香白酒的釀造過(guò)程十分復(fù)雜，釀造微生物種類繁多，相互作用，單單研究某一種功能微生物是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠闡釋白酒釀造機(jī)理及呈香機(jī)制，釀造微生物之間、釀造微生物與釀造環(huán)境之間的相互作用分析也是日后研究的重點(diǎn)方向。

隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合宏基因組、宏轉(zhuǎn)錄組、宏代謝組等多組學(xué)技術(shù)，追蹤分析釀造過(guò)程中各個(gè)階段微生物菌群結(jié)構(gòu)、功能及風(fēng)味貢獻(xiàn)，對(duì)于改進(jìn)生產(chǎn)工藝、提升醬香品質(zhì)、促進(jìn)原料轉(zhuǎn)化、推動(dòng)白酒生產(chǎn)機(jī)械化及智能化方面均有指導(dǎo)意義。