中國傳統白酒中乳酸菌與酵母相互作用研究的展望 張豔 杜海 王海燕 徐岩*
食品科學與技術國家重點實驗室,教育部工業生物技術重點實驗室,生物工程學院,
食品安全和營養的協同創新中心,江南大學,蠡湖大道1800號,江蘇無錫 214122
摘要: 乳酸菌在傳統發酵食品中發揮重要作用,國外對傳統發酵食品中乳酸菌的研究已經從最初的菌種分離、性質檢測深入到與發酵體係中其他微生物(主要是酵母)的相互作用和基因調控代謝途徑;但是國內對傳統白酒發酵過程中乳酸菌的研究甚少,主要體現在菌種的分離鑒定和乳酸菌菌群結構的初步檢測上,並未對其在發酵過程中的作用和對白酒品質的影響做更深入的研究。酵母在傳統白酒發酵中的作用除酒精發酵外,一些酯類、酸類等代謝產物能夠影響白酒的風味,對於白酒的品質有著重要作用。因此,通過研究乳酸菌與酵母的相互作用來初步分析白酒發酵過程中乳酸菌的作用,對深入研究乳酸菌在白酒發酵過程中的作用以及對白酒最終風味形成的影響具有重要的意義。
關鍵詞:中國白酒;乳酸菌;酵母;相互作用
Interaction study of lactic acid bacteria and yeast in
the traditional Chinese liquor
ZHANG Yan,DU Hai,WANG Hai-yan,XU Yan*
State Key Laboratory of Food Science and Technology,The Key Laboratory of Industrial
Biotechnology,Ministry of Education,School of Biotechnology,Synergetic Innovation
Center of Food Safety and Nutrition,Jiangnan University,1800 Lihu Avenue,
Wuxi,Jiang Su,214122,China
Abstract:Lactic acid bacteria played an important role in traditional fermented food.Abroad study of lactic acid bacteria in traditional fermented foods have separation from the initial strains screening,properties testing into the interaction of the other microbes in the fermentation system (mainly yeast) and lactic acid bacteria,gene regulation of metabolic pathways.But the domestic study of lactic acid bacteria in the traditional liquor fermentation process,mainly reflected in the separation of strains and preliminary inspection of lactic acid bacteria flora structure,not for its role in the fermentation process and the influence on liquor quality .The role of yeast in traditional liquor fermentation not only is the alcohol fermentation,but also metabolites.So yeast can influence liquor flavor,plays an important role for the quality of the liquor.Therefore,studying the interaction of lactic acid bacteria and yeast to preliminary analysis lactic acid bacteria′s effect of liquor fermentation process,has the vital significance for further study of lactic acid bacteria in the role of liquor fermentation process and influence on liquor flavor.
Key Words:Chinese liquor;lactic acid bacteria;yeast;Interaction
1前言
乳酸菌是一類發酵碳水化合物(主要指葡萄糖)主要產乳酸的細菌通稱,其應用曆史悠久。目前,乳酸菌已廣泛應用於乳製品、肉製品、蔬菜製品、軟飲料等食品中。乳酸菌利用可發酵性糖產生酸味柔和的乳酸同時,還產生丙酸、醋酸等有機酸,它們在賦予產品酸味的同時,還與乳酸發酵過程中產生的酸、醇、酮等物質相互作用,形成新的呈味物質,改善製品風味,此外乳酸發酵還能消除某些原料帶來的異味和怪味,經過乳酸發酵的食品具有其獨特風味和營養價值,而且還可以延長食品的保質期。
白酒是以糧穀為主要原料,以大曲、小曲或麩曲等為糖化發酵劑,經蒸煮、糖化、發酵、蒸餾而製成的蒸餾酒。白酒生產過程中涉及的微生物種類繁多,可以說白酒的生產過程實際上包含了一個龐大的微生物區係的複雜代謝過程,這個龐大微生物區係的微生物來源主要是窖泥、曲和原料。對白酒中的微生物研究較多的是酵母菌和細菌,其中細菌主要為乳酸菌、芽孢杆菌和醋酸菌,其中以對芽孢杆菌的研究較多。由於乳酸菌大多是兼性厭氧或厭氧菌,培養條件較為苛刻,因而國內對白酒中乳酸菌的研究甚少,但乳酸菌是白酒發酵過程中重要的微生物類群之一,也是窖泥中的重要功能菌群之一,其在窖泥和酒醅中的含量很高,由它們代謝產生的乳酸在發酵初期可以調節酒醅的酸度,有利於發酵的順利進行,乳酸和乙醇生成的乳酸乙酯也是重要的風味物質,並且部分乳酸菌種類具有產生抗菌素、酶類和一些風味物質的作用,因此乳酸菌的種類和數量對白酒的品質有著非常重要的影響,所以對白酒中乳酸菌的研究是非常有必要的。目前在窖泥和窖池酒醅中已發現的乳酸菌有乳杆菌、乳球菌、鏈球菌和片球菌等,乳酸菌在白酒生產中的作用還有待進一步研究。
2國外對乳酸菌的研究進展
2.1國外對傳統發酵食品中乳酸菌的研究已經比較深入,主要有以下四個方麵:
2.1.1利用可培養和未培養相結合的方法分析食品中乳酸菌存在的種屬
傳統分離法包括根據形態學特征、革蘭染色、芽孢有無等表型特征初步分離,或使用選擇性培養基分離;結合分子生物學方法進行序列比對,鑒定到種屬;甚至可以使用分子手段分析細菌菌群結構中乳酸菌的組成。傳統分離方法與分子生物學方法的結合能夠更有效地分析傳統發酵食品中乳酸菌的多樣性,獲得更全麵的信息。目前大部分的發酵食品如乳製品、豆製品、酒精飲料等中的乳酸菌已經得到分離鑒定,並進行了初步的生理生化條件探究。
2.1.2分析發酵食品中乳酸菌的動力學變化
通過條件優化、代謝物種類分析和含量變化檢測等研究來建立菌種增殖、代謝物生成和底物消耗相關的動力學模型參數,以此來闡述乳酸菌的動力學特征,為進一步的研究提供理論基礎。之前已有很多對發酵食品中乳酸菌有應用價值的代謝物的動力學模型的研究。
2.1.3分析乳酸菌與其他微生物(主要是酵母)的相互作用