米酒发酵过程中微生物的作用研究进展

米酒发酵过程中微生物的作用研究进展

刘艳茹

(河南牧业经济学院食品工程学院，河南，郑州450011)

摘 要

发酵食品中的微生物是食品发酵体系中与发酵食品的品质和风味有着密切联系的组成成分。对米酒发酵过程中微生物所扮演的角色进行调查，能为改进传统的发酵工艺、探索发酵食品风味形成机理等方面提供技术支持。

关键词

发酵食品；米酒；微生物

Research advance in action of microbes in fermented rice wine

LIU Yanru

( Food Engineering school of Henan University of Animal Husbandry & Economy,

Zhengzhou 450011)

Abstract

Microbes play an important role in quality and flavor of fermented

food.Investigation of microbes in rice wine and their roles in fermented progress can provide technical support in many aspects,such as improving the traditional fermented food and exploring the mechanism of flavor formation.

Key words

fermented food;rice wine;microbes

0 前言

米酒是以优质糯米为原材料，由微生物发酵而成，甘怡可口，营养丰富，风味独特，深受人民的喜爱。米酒是混合菌发酵的，酒曲中多菌种的组成差异及发酵工艺的变化都影响着米酒的风味，发酵过程中多菌种之间的相互关系及其代谢协调关系以及微生物的代谢产物和产品的组成比例等，也直接影响米酒的质量。

1 米酒及其微生物研究现状

我国传统发酵酒类主要有米酒、黄酒、白酒等酒种。我国发酵酒历史悠久,具有独特的发酵工艺和丰富的酒体。

米酒是一种群众喜爱的低度饮料酒。其酒精含量一般在3％-14％之间，属于低酒精的发酵酒。由于它米香浓郁，口感醇和，且富含多种氨基酸及其他营养成分，历来是老少皆宜的饮料酒之一。它的发酵是选用糯米，或粳米、籼米为主要原料，通过特定的加工工艺及酒药中不同种类的霉菌、酵母等协调发酵作用而成。米酒在江南广受欢迎，另外在台湾和日本也受到人们的喜爱。米酒酿造技术简单，过去以家庭酿造为主，所以米酒的种类比

较多，近些年一些功能性米酒也开始出现，比较著名的米酒主要有孝感米酒，信阳米酒等。

说到米酒，不得不提出曲的概念--曲是酿酒的原动力, 酒的风味及营养物质的形成与曲中的微生物有着密切关系。酒曲中微生物菌群主要有霉菌、酵母菌和细菌等。霉菌主要起糖化作用，曲霉、根霉、红曲霉等具有较高的糖化能力。酵母菌主要有假丝酵母、酒精酵母、产酯酵母和毕赤酵母等。其中, 扣囊复膜孢酵母能够产淀粉酶、酸性蛋白酶以及β-糖苷酶, 酿酒酵母是主要酒化功能菌, 为一些耐酒精、产酒精能力强的菌株。这两种菌是酒曲中的优势酵母菌。而非酿酒酵母具有较强的酯合成能力, 主要在发酵后期赋予酒香。但目前国内对其形成和积累机制的研究相对不足, 主要是由于对传统发酵酒酿造工艺过程中微生物群落的分析、传统工艺的发酵机制尚不明确, 对功能微生物的代谢变化认识不清楚。

2 米酒的工艺流程

2.1米酒制作的工艺流程主要有：

选米一浸米一洗米一蒸饭一摊凉一拌曲一糖化发酵一调配—装罐一注糖水一封盖一检验装箱入库

2.2操作要点

选米：选用精白糯米，要求无霉变发黄，特别强调用新米，因为糯米糊粉层含的脂肪较多贮存时间长了脂肪会变质，产生油酸败味，用陈糯米会影响米酒风味。

浸米：其目的是使米中的淀粉粒子吸水膨胀，淀粉颗粒之间也逐步疏松起来，便于蒸煮糊化。时间为24-48h，浸米的要求是米的颗粒保持完整而米酥，即用手指掐米粒成粉状，

吸水要充分，水分吸收量约为25％-30％。如果米浸不透，则蒸煮时易出现生米，而米浸得过度而变成粉米，会造成淀粉的损失。

洗米：洗米应除去米中附着的糠和尘土，洗到淋出的水无白浊，同时淘去细石子等杂物。

蒸饭：使白米的淀粉受热吸水而糊化，或使淀粉结晶构造破坏而老化，白米易受淀粉酶的作用和有利于酵母菌的生长，蒸饭同时也进行了杀菌。蒸饭时间为常压下15-20min，要求达到外硬内软，内无白心，透而不烂，疏松不糊和均匀一致，米饭不熟和过烂都不行。

摊凉：用无菌冷水淋饭降温，此法适合夏天操作，其缺点是米饭中的可溶性物质被淋水带走流失；或是自然摊凉，将米饭摊开，进行自然冷却，其缺点是占用面积大、时间长、易受杂菌侵袭和不利于自动化生产。

拌曲：将曲碾成粉状，过筛后，拌进摊凉的饭中（温度降至40℃左右）。要求拌匀，加入量以经验来定，但一般为用米的5％-10％。把一定量（一般甜酒曲每袋做米酒10斤）的甜酒曲研细，将80％的曲倒入米中，拌匀。装入盆中或罐中，再将余下的20％的曲均匀地撒在上面。

糖化发酵：将拌了曲的饭堆成10-15cm厚，进行糖化和发酵。温度为30℃左右，注意温度不可太高，否则会产生过量的酸而影响风味；温度也不可太低，因温度太低不利于糖化和发酵，使生产时间延长。一般时问为24-36h。糖化发酵终点要求酸甜适度，米粒完整。

3 发酵过程中成分的变化

3.1淀粉的分解

白米中含淀粉70％以上，被酒曲和淋饭酒母中的淀粉酶作用分解成糊精和葡萄糖。淀粉酶主要有两类：一类为ａ-淀粉酶，将淀粉分解成糊精和糖分；另一类为淀粉糖化酶，将淀粉和糊精分解为葡萄糖。因此，米中的淀粉经过此两种酶的综合作用，大部分分解成为葡萄糖。一般在发酵初期糖的含量最高，其后随着酵母的酒精发酵逐渐降低，到发酵结束还残存的少量的葡萄糖和糊精，给予了米酒甜味和粘稠味。还有一部分糖受到微生物分泌的葡萄糖苷转移酶的作用，生成麦芽三糖、异麦芽糖和潘糖等非发酵性低聚糖。淀粉酶的活力经过长时间的发酵，多少有些降低，但大部分保存。ａ-淀粉酶的一部分吸着在米粒中，经过压榨留在糟粕中，而淀粉糖化酶吸着很少，压榨后进入新酒中，在澄清阶段继续将部分糊精分解成糖分，有促进酒的成熟作用，但也是造成蛋白浑浊的原因。

3.2酒精发酵

甜米酒亦即醪槽儿，它是用米饭和甜酒曲混合，保温一定时间制成的。其中起主要作用的是甜酒曲中的根霉和酵母两种微生物。根霉是藻菌纲、毛霉目、毛霉科的一属，它能产生糖化酶，将淀粉水解为葡萄糖。根霉在糖化过程中还能产生少量的有机酸（如乳酸）。甜酒曲中少量的酵母菌，则利用根霉糖化淀粉所产生的糖酵解为酒精。所以醪的酒精发酵主要由酵母引起，把葡萄糖分解成酒精和二氧化碳，并放出热量，使醪的品温上升。一般发酵过程可分为前发酵、主发酵和后发酵三个阶段。在前发酵阶段，主要是酵母增殖时期，发酵作用弱，因而温度上升缓慢。当醪中酵母繁殖的多了，进入主发酵阶段，酒精发酵很旺盛，醪液温度上升较快。不久，随着酒精的蓄积和糖分的减少，酵母的生命活动和发酵作用变弱，就进入后发酵阶段。此时主要是利用残余的淀粉和糖分，发酵作用己接近尾声，温度也不会再升高很多，此时醪中酒精浓度达5％-16％左右。

3.3酸的生成

有机酸一部分来自原科、酒母、曲和浆水（或添加的乳酸），但大部分是在发酵过程中由酵母生成的。在正常的发酵醪中，有机酸以乳酸和琥珀酸为主，此外含有少量的柠檬酸、苹果酸、延胡索酸和醋酸等，这些有机酸对米酒的香味和缓冲作用重要。酸败变质的醪含醋酸和乳酸特别多，琥珀酸等减少。米酒的总酸在0.4％左右较好，过高或过低都会影响到酒的质量。

3.4蛋白质的变化

米中蛋白质含量为6％-8％，发酵过程中主要受曲和淋饭酒母中的蛋白酶（不是一个种类）的分解作用，形成肽和氨基酸。在发酵醪中氨基酸达18种，而且含量也多。各种氨基酸都具有独特的滋味，如鲜、甜、涩、苦等。氨基酸的一部分被酵母所同化，成为合成酵母蛋白质的原料，同时生成高级醇。这些物质给予米酒香和浓厚味。氨基酸的生成除了由醪中蛋白质分解外，还有一部分从微生物菌体溶出来的。

3.5脂肪的变化

糙米中含有脂肪约2％，米经过精白后，其脂肪含量减少。在发酵过程中，脂肪被微生物脂肪酶的作用，分解成甘油和脂肪酸，甘油给予米酒甜味和粘性，脂肪酸受到微生物的氧化作用而生成低级脂肪酸。脂肪酸与醇结合形成酯。酯与高级醇等在一起成为米酒的芳香成分。

3.6其他物质的产生

发酵前期, 酵母菌主要以扣囊复膜孢酵母为优势菌, 随着酿造过程的进行, 扣囊复膜孢酵母的比例逐渐减少, 酿酒酵母逐渐成为酿造过程的优势酵母菌类型。非酿酒酵母在酿造过程中能够产生特殊的酯香味物质或产生不同的高级醇, 形成米酒的特殊风味。除风味物质外, 一些功能性成分和代谢性有害物质, 如氨基甲酸乙酯等也伴随着发酵过程产生。

4 米酒的微生物组成

米酒是混合菌发酵。酒曲中多菌种的组成差异及发酵工艺的变化影响着米酒的风味。在发酵过程中，多菌种之间的相互关系及其代谢协调关系，微生物的代谢产物和产品的组成比例等，直接影响着米酒的质量和风味。家庭自制米酒质量和风味的好坏主要取决于其中微生物的群落组成及不同菌种之间相互关系。发酵成熟的米酒中微生物总数每毫升米酒有2.0ｘ103个左右，活菌计数结果显示：酵母菌最多，每毫升米酒有3.0ｘ107个左右；其次是霉菌，每毫升有2ｘ10-3ｘ103个不等；而细菌的活菌数差别较大，每毫升有0-102个不等。其中霉菌主要有：少根根霉、米曲霉、红曲霉、少根根酶是米酒发酵中霉菌中的优势菌。酵母主要有：酿酒酵母，裂殖酵母属和荧光威克酵母，其中酿酒酵母是米酒酵母菌中的优势菌。细菌主要有乳酸菌、醋酸菌、丁酸菌和枯草芽孢杆菌。

5 讨论与展望

传统发酵食品体系是功能性食品微生物挖掘的重要来源之一。米酒作为发酵食品中的代表，虽然目前已经对其中的微生物做了大量研究工作, 但其微生物群落结构与功能并未得到全面分析, 许多功能性食品微生物没有得到开发和应用。加之传统发酵过程中可能会伴随有害物质的生成, 造成发酵食品不安全。菌群之间的相互作用机制、次生代谢产物的合成途径及调控将成为研究热点，而且发酵食品的安全问题、有害物质的快速检测技术及其抑制手段的研究也一直是传统发酵食品研究的重点。此外, 传统的微生物筛选培养方法

极大限制了微生物菌群结构研究。随着分子生物学的发展, 分子生物学技术也越来越多地被引入到微生物生态研究中。应用微生态技术不仅可以揭示发酵过程中微生物菌群的演替规律, 探讨食品发酵过程中微生物的种群结构组成和功能, 而且能够阐明微生物群落与其环境之间的关系, 指导微生物群落功能的定向调控。这也将促进功能性食品微生物资源的开发和应用, 加速传统发酵食品行业的发展。

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