影響醬香型白酒一輪次發(fā)酵乳酸積累的因素

談沖,艾梅,陳良強(qiáng),,楊帆,徐巖,王莉,杜海*

1(江南大學(xué),釀造微生物學(xué)與應(yīng)用酶學(xué)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 無(wú)錫,214122) 2(江南大學(xué) 生物工程學(xué)院,江蘇 無(wú)錫,214122)3(貴州茅臺(tái)酒股份有限公司,貴州 遵義,564501)

在中國(guó)白酒中,乳酸是代表白酒特征的一種有機(jī)酸類(lèi),在酒中起到調(diào)和酒味的緩沖作用,乳酸乙酯在酒體的呈味和呈香中發(fā)揮重要作用,其在中國(guó)白酒中較高的含量是區(qū)別于國(guó)外蒸餾酒的顯著特征[1]。醬香型白酒具有二次投料、多輪次循環(huán)發(fā)酵的工藝特點(diǎn),上一輪次的發(fā)酵產(chǎn)物,尤其乳酸等不易揮發(fā)物質(zhì)的不斷積累,必然影響到下一輪次的微生物結(jié)構(gòu)以及產(chǎn)酒品質(zhì)[2]。適量的乳酸能調(diào)節(jié)發(fā)酵進(jìn)程,但乳酸含量過(guò)高,則會(huì)破壞微生物細(xì)胞內(nèi)外質(zhì)子平衡,破壞細(xì)胞膜,從而損傷細(xì)胞[3]。因此有必要對(duì)發(fā)酵過(guò)程中影響乳酸積累的因素進(jìn)行研究。

乳酸菌是醬香型白酒發(fā)酵過(guò)程中普遍存在的一類(lèi)微生物[4],它能夠產(chǎn)生乳酸、乙酸等代謝物質(zhì)[5],隨著發(fā)酵的進(jìn)行,窖內(nèi)pH逐步降低,乳酸菌的含量不斷增加,到出窖時(shí)則會(huì)成為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)細(xì)菌[6]。而不同香型白酒的優(yōu)勢(shì)乳酸菌種類(lèi)和含量均有所不同[7]:刑敏鈺等[8]通過(guò)高通量測(cè)序發(fā)現(xiàn)Weissellaparamesenteroides和Lactobacillussp.分別是芝麻香型白酒釀造中后期優(yōu)勢(shì)微生物;羅青春等[9]從濃香型白酒酒醅中分離出2株產(chǎn)乳酸能力很強(qiáng)的Lactobacillusbuchneri和Lactobacillusacetotolerans;趙欣怡等[10]從清香型白酒酒醅中篩選得到Lactobacilluscoryniformis和Pediococcusacidilactici2株具有較強(qiáng)產(chǎn)酸、耐酸能力的乳酸菌。“二次投料,多輪次循環(huán)發(fā)酵”是醬香型白酒不同于其他香型白酒的工藝特點(diǎn),復(fù)雜的工藝特征導(dǎo)致其每個(gè)輪次的乳酸菌群結(jié)構(gòu)必然有所差異,楊帆[11]結(jié)合醬香型白酒乳酸顯著積累的造沙輪次中不同乳酸菌的產(chǎn)酸能力及其在微生物群落中所占比例,判定Lactobacilluspanis為造沙輪次窖內(nèi)發(fā)酵過(guò)程中優(yōu)勢(shì)產(chǎn)乳酸微生物。張艷等[12]從四輪次酒醅中篩選出2株Lactobacillushomohiochii和Lactobacillusbuchneri,對(duì)維持釀造微生物區(qū)系平衡有重要意義。然而目前對(duì)醬香型白酒一輪次主要乳酸代謝菌群的研究尚不明確。

針對(duì)以上問(wèn)題,本研究采用高通量擴(kuò)增子測(cè)序技術(shù)解析了發(fā)酵過(guò)程中乳酸代謝菌群的演替規(guī)律及大曲、環(huán)境中的微生物群落結(jié)構(gòu);通過(guò)微生物溯源手段分析了堆積酒醅中乳酸菌的來(lái)源;將醬香型白酒一輪次發(fā)酵過(guò)程中關(guān)鍵理化因素同乳酸菌豐度和乳酸生成量聯(lián)系起來(lái),最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)室模擬發(fā)酵驗(yàn)證了關(guān)鍵理化因素對(duì)乳酸代謝的影響。本研究對(duì)分析醬香型白酒一輪次中乳酸的來(lái)源、演替及代謝規(guī)律具有重要的意義,同時(shí)對(duì)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中乳酸的動(dòng)態(tài)調(diào)控提供了具體的指導(dǎo)方向。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

紅纓子高粱,產(chǎn)自貴州;MRS培養(yǎng)基,Oxoid公司;氯化鈉、麥芽浸粉、乳酸(分析純)、乙酸(分析純)、乙醇(分析純),國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;糖化酶、高溫α-淀粉酶,江蘇銳陽(yáng)生物科技有限公司;ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix,南京諾唯贊生物科技有限公司;DNA提取液,Omega Bio-tek公司。

Avanti J-E冷凍離心機(jī),Beckman Coulter公司;Beadbeater細(xì)胞破碎儀,Biospec公司;凝膠成像儀、PCR儀、電泳儀,Bio-Rad公司;Milli-Q超純水系統(tǒng),Millipore公司;固相萃取頭,Supelco公司;Agilent 1200高效液相色譜儀,Agilent公司;MGC厭氧罐、厭氧袋,三菱公司;多管旋渦混勻儀,上海滬析實(shí)業(yè)有限公司。

1.2 樣品采集、核酸提取、測(cè)序及生物信息學(xué)分析

所用酒醅、大曲樣品均來(lái)自貴州省某醬香型酒廠(chǎng);酒醅總DNA的提取參考SONG等[13]的方法;通過(guò)QIIME軟件分析處理樣品中細(xì)菌群落的擴(kuò)增子基因序列,將相似度>97%的序列聚類(lèi)為1個(gè)操作分類(lèi)單元(operational taxonomic unit, OTU)。利用NCBI BLAST軟件將OTU序列同數(shù)據(jù)庫(kù)中的序列進(jìn)行比較,得到物種信息。

1.3 理化指標(biāo)測(cè)定

酒醅的水分、酸度、還原糖、pH、乳酸、乙酸、乙醇均依據(jù)T/CBJ 004—2018《固態(tài)發(fā)酵酒醅通用分析方法》測(cè)定。

1.4 酒醅浸提液富集培養(yǎng)

取酒醅10 g置于100 mL生理鹽水(0.9%氯化鈉)中,振蕩1 h,加入100 mL MRS培養(yǎng)基,置于厭氧箱中富集培養(yǎng)7 d。

1.5 不同理化參數(shù)對(duì)浸提液富集培養(yǎng)的影響

將富集培養(yǎng)液加入固態(tài)發(fā)酵高粱培養(yǎng)基中(制備方法具體參考WEI等[14]的方法),固態(tài)發(fā)酵,控制不同理化參數(shù)(乳酸、乙酸、乙醇、含水量、麥芽提取物和氧氣),培養(yǎng)7、14 d。

試驗(yàn)操作過(guò)程:稱(chēng)取蒸好的固態(tài)高粱30 g于50 mL離心管中,加入5%大曲及5%富集培養(yǎng)液,攪拌均勻,置于37 ℃培養(yǎng)箱箱靜置培養(yǎng),以該培養(yǎng)組為對(duì)照組(含水量為50%,糖化酶添加量為300 μL/L),改變培養(yǎng)條件包括添加乙醇(30、15 g/L)、添加乙酸(30、15 g/L)、添加糖化酶(600 μL/L、900 μg/L)、添加麥芽提取物(200、100 g/L),調(diào)整含水量(45%、40%,含水量調(diào)整參考張溪桐等[15]的方法)以及控制氧氣含量(置于200 r/min搖床和厭氧箱培養(yǎng)),共13組不同的培養(yǎng)組別,發(fā)酵7、14 d,分別取樣檢測(cè)相應(yīng)指標(biāo),一式三份。

1.6 固態(tài)發(fā)酵乳酸產(chǎn)量的分析

將發(fā)酵谷物(5 g)添加到20 mL無(wú)菌鹽水(0.85%氯化鈉)中,超聲處理30 min(0 ℃),然后以8 000×g離心5 min得到上層清液(4 ℃),發(fā)酵液中乳酸濃度的檢測(cè)參考DENG等[16]和宋哲煒[17]的方法,標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)為y=29 968x-15 471,R2=1。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析及繪圖

使用Microsoft Office Excel 2016(Microsoft,Redmond,WA)、OriginPro 2022b(OriginLab,Northampton,MA)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析和數(shù)據(jù)繪圖。主成分分析(principal component analysis, PCA)通過(guò)CANOCO5進(jìn)行。Source Tracker(0.9.8)[18]用于預(yù)測(cè)堆積酒醅中微生物群落的來(lái)源。采用Origin 2022進(jìn)行圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 醬香型白酒不同輪次乳酸變化規(guī)律

醬香型白酒造沙至第五輪次出窖酒醅的乳酸含量如圖1-a所示,可見(jiàn)從造沙至五輪次,乳酸含量逐輪次上升,由造沙輪次出窖3.43 g/kg酒醅上升至五輪次的29.47 g/kg酒醅。各輪次不同發(fā)酵階段的乳酸含量如圖1-b所示,可見(jiàn)各輪次堆積階段的乳酸含量變化不大,進(jìn)入窖內(nèi)發(fā)酵7 d后,由于窖內(nèi)厭氧環(huán)境以及酸度的上升,乳酸菌大量繁殖,導(dǎo)致乳酸產(chǎn)量顯著上升,其中一輪次出窖時(shí)的乳酸含量為堆積起始時(shí)的1.91倍,而二、三、四輪次出窖酒醅乳酸含量分別為堆積起始的1.30、1.32、1.16倍,一輪次酒為醬香型白酒經(jīng)過(guò)兩次投糧兩次發(fā)酵后取得的第一次酒,其乳酸含量的變化和微生物群落結(jié)構(gòu)構(gòu)成對(duì)后續(xù)輪次微生物的演替及代謝的影響至關(guān)重要,因此通過(guò)解析一輪次微生物群落結(jié)構(gòu)及與生產(chǎn)過(guò)程中關(guān)鍵理化參數(shù)的內(nèi)在聯(lián)系,探究影響乳酸含量變化的因素。

a-造沙到第五輪次出窖酒醅乳酸含量;b-造沙到第五輪次發(fā)酵過(guò)程酒醅乳酸含量圖1 造沙到第五輪次乳酸積累規(guī)律Fig.1 Lactic acid accumulation from ZaoSha to the 5th round

2.2 一輪次酒醅微生物群落演替規(guī)律

本研究采用高通量測(cè)序?qū)︶u香型白酒一輪次3個(gè)平行班組(C1班、C2班、C3班)的酒醅樣品進(jìn)行分析,同細(xì)菌數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)后得到發(fā)酵酒醅中原核微生物群落的OTU分類(lèi)信息。在屬水平上,共檢測(cè)到224個(gè)屬,具體細(xì)菌群落變化如圖2-a所示。其中,乳桿菌屬(Lactobacillus)、慢生芽孢桿菌屬(Lentibacillus)、克羅彭斯特菌(Kroppenstedtia)、大洋芽孢桿菌屬(Oceanobacillus)、芽孢桿菌屬(Bacillus)以及嗜熱細(xì)菌屬(Thermoactinomyces)在酒醅中的平均豐度>1%。乳桿菌為窖內(nèi)發(fā)酵的優(yōu)勢(shì)微生物,其窖內(nèi)平均相對(duì)豐度超過(guò)80%。乳酸菌是各類(lèi)型白酒發(fā)酵過(guò)程中最主要的功能細(xì)菌種群[19],它們產(chǎn)生乳酸的同時(shí),還會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性的醇、酮、氨基酸、有機(jī)酸、長(zhǎng)鏈脂肪酸等其他風(fēng)味代謝產(chǎn)物。

乳酸代謝相關(guān)菌群(包括乳桿菌屬、魏斯氏菌屬和片球菌屬)種水平高通量測(cè)序數(shù)據(jù)表明(圖3-a),發(fā)酵過(guò)程中主要的乳酸菌種為金山乳桿菌(Lactobacillusjinshan)、耐酸乳桿菌(L.acetotolerans)、面包乳桿菌(Lactobacilluspanis)、食果糖乳桿菌(Lactobacillusfructosus)、乳酸片球菌(P.acidilactici)等。其中L.jinshan在任意發(fā)酵時(shí)間點(diǎn)的相對(duì)豐度都占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位,窖內(nèi)發(fā)酵后期超過(guò)99%,L.jinshan屬于乳桿菌屬,是一株廣泛存在于中國(guó)傳統(tǒng)釀造體系中的重要釀造微生物[20],張艷[21]對(duì)醬香型白酒四、七輪次的乳酸菌群落結(jié)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)Lactobacillussp.1作為優(yōu)勢(shì)乳酸菌種存在于整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中,經(jīng)NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)其為L(zhǎng).jinshan。L.jinshan在中國(guó)白酒尤其是醬香型白酒各個(gè)輪次中均占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位,DU等[22]根據(jù)其分布廣含量高的特點(diǎn),將其作為內(nèi)標(biāo),用特異性引物實(shí)時(shí)熒光定量PCR定量測(cè)定了其在各類(lèi)白酒酒醅中的絕對(duì)量,用內(nèi)標(biāo)物歸一法對(duì)各類(lèi)白酒中關(guān)鍵乳酸菌進(jìn)行定量分析,發(fā)現(xiàn)該菌在發(fā)酵過(guò)程可分為生長(zhǎng)期和穩(wěn)定期2個(gè)階段,并推測(cè)該菌在發(fā)酵0～15 d代謝較為旺盛,在發(fā)酵15 d之后可能開(kāi)始積累次級(jí)代謝產(chǎn)物[20],然而目前在白酒酒醅中尚未分離得到其純培養(yǎng)物;2019年首次從鎮(zhèn)江香醋醋醅中分離得到一株具有較強(qiáng)乙酸耐受特性與異型乳酸發(fā)酵特征的革蘭氏陽(yáng)性兼性厭氧菌株,并命名為L(zhǎng)actobacillusjinshanHSLZ-75T[23],孫佳[24]通過(guò)比較其與其他釀醋細(xì)菌基因組差異發(fā)現(xiàn),其基因組中有關(guān)能量代謝、氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)基因數(shù)量較多,且其和耐酸特性相關(guān)的基因數(shù)占比最多,表明醋醅中L.jinshan高豐度的原因可能和耐酸特性有關(guān)。由于白酒釀造過(guò)程與釀醋過(guò)程原料、工藝等存在較大差異,因此酒醅/醋醅的理化性質(zhì)(乳酸、乙酸、乙醇、溶氧等)和微生物生態(tài)位有所不同,可能導(dǎo)致不同釀造環(huán)境下的L.jinshan擁有不同的營(yíng)養(yǎng)需求或生長(zhǎng)特性,從而增加了分離篩選的難度。

PCA結(jié)果表明(圖2-b、圖3-b),堆積階段和入窖階段的酒醅細(xì)菌組成存在較大差異,主要是由乳酸菌在不同發(fā)酵階段的相對(duì)豐度變化引起。

2.3 微生物溯源分析

高通量測(cè)序顯示在所有樣品(大曲、環(huán)境、堆積酒醅)中,細(xì)菌屬水平共檢測(cè)出223個(gè)屬,其中過(guò)道中檢測(cè)出182個(gè),工具中153個(gè),堆積地面139個(gè),大曲52個(gè),堆積酒醅83個(gè)。有11個(gè)屬僅在大曲中檢測(cè)到,有112個(gè)屬僅從生產(chǎn)環(huán)境中能檢測(cè)到;有25個(gè)屬僅能從堆積酒醅中檢測(cè)出,可能來(lái)源于發(fā)酵原料或是空氣中的微生物富集。生產(chǎn)環(huán)境、大曲以及堆積酒醅中的細(xì)菌微生物屬水平群落結(jié)構(gòu)如圖4所示,主要?dú)w屬于15個(gè)屬,其中在過(guò)道中檢測(cè)到的,相對(duì)豐度較高的有考克氏菌屬(Kocuria,16.4%),乳桿菌屬其次(10.76%);而在生產(chǎn)工具、車(chē)間地面、大曲以及堆積酒醅中,慢生芽孢桿菌屬、芽孢桿菌屬、克羅彭斯特菌以及海洋芽孢桿菌屬(OceanBacillus)為最主要的細(xì)菌屬,四者總共占據(jù)80%的相對(duì)豐度,不同屬的細(xì)菌在各個(gè)樣品中所占的比例不同。

圖4 環(huán)境、大曲屬水平細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)Fig.4 Genus level of bacterial community compositions of the environment and Daqu

a-堆積酒醅細(xì)菌不同來(lái)源分析;b-堆積酒醅微生物屬水平溯源分析圖5 堆積酒醅微生物溯源分析Fig.5 Source tracking analysis of fermented grains microorganisms

本研究使用貝葉斯概率工具SourceTracker[18],以大曲和生產(chǎn)環(huán)境的微生物為來(lái)源端,以堆積發(fā)酵酒醅的微生物為接受端,來(lái)預(yù)測(cè)堆積酒醅中的微生物來(lái)源,結(jié)果表明,生產(chǎn)環(huán)境為堆積酒醅提供了大多數(shù)細(xì)菌(93.8%),其中生產(chǎn)工具57.3%,地面26.5%,過(guò)道10%。大曲僅為1.8%。SourceTracker還預(yù)測(cè)了堆積發(fā)酵酒醅各種優(yōu)勢(shì)細(xì)菌微生物的來(lái)源。Lactobacillus最主要的來(lái)源為過(guò)道和生產(chǎn)工具。以上分析結(jié)果表明,堆積酒醅中的乳酸菌主要來(lái)源于生產(chǎn)環(huán)境,而大曲中乳桿菌的含量較少。

2.4 生產(chǎn)理化指標(biāo)&微生物相關(guān)性分析

為了分析發(fā)酵過(guò)程中各類(lèi)理化指標(biāo)對(duì)乳酸積累的影響,基于Spearman等級(jí)相關(guān)性(|ρ|>0.2,P<0.05記為“*”,P<0.01記為“**”)繪制一輪次7類(lèi)理化指標(biāo)之間的相關(guān)性熱圖(圖6-a),對(duì)乳酸含量積累影響較大的主要有酸度、pH、還原糖、乙醇和水分。其中pH和還原糖對(duì)乳酸含量的影響是負(fù)面的,而還原糖由于測(cè)定的是剩余值而非消耗值因此顯示為負(fù)值,因此有必要進(jìn)一步研究乙醇和水分對(duì)乳酸生成量的影響。

為了探究酒醅中優(yōu)勢(shì)乳酸菌富集的原因,我們基于Spearman等級(jí)相關(guān)性(|ρ|>0.2,P<0.05記為“*”,P<0.01記為“**”),將酒醅主要的7種理化指標(biāo)(乙醇、水分、酸度、乳酸、乙酸、pH、還原糖)同主要的微生物屬進(jìn)行相關(guān)性分析(圖6-b),根據(jù)相關(guān)性分析結(jié)果,發(fā)現(xiàn)同理化指標(biāo)間相關(guān)性一樣,乙醇、水分、酸度、乳酸同乳酸桿菌屬呈顯著的正相關(guān),pH和還原糖含量呈顯著負(fù)相關(guān)。因此我們將綜合理化指標(biāo),設(shè)立不同的參數(shù),探究影響乳酸菌富集及產(chǎn)酸的原因。

2.5 不同培養(yǎng)條件對(duì)乳酸產(chǎn)量的影響

如圖7-a所示,好氧培養(yǎng)14 d乳酸含量為18.89 g/L,厭氧培養(yǎng)乳酸含量則為49.90 /L,顯著高于靜置時(shí)28.32 g/L的乳酸產(chǎn)量,因此氧氣是影響乳酸菌產(chǎn)酸的重要影響因素。通過(guò)將固態(tài)高粱培養(yǎng)基放入烘箱中控制其含水量在50%、45%、40%培養(yǎng)14 d(圖7-b),乳酸產(chǎn)量分別為28.32、20.71、17.39 g/L,可見(jiàn)培養(yǎng)基中水分的多少對(duì)乳酸菌屬產(chǎn)乳酸的影響較大,這和之前相關(guān)性分析結(jié)果一致,水分是窖內(nèi)發(fā)酵的重要指標(biāo)之一,水參與醬香型白酒發(fā)酵所有生化反應(yīng),是大多數(shù)微生物生長(zhǎng)不可缺少的重要物質(zhì),微生物的生長(zhǎng)和代謝與其存在的微環(huán)境的物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞的“三流運(yùn)轉(zhuǎn)”離不開(kāi)水的直接或間接參與[11]。水分與發(fā)酵過(guò)程中其他指標(biāo)相互影響,有研究表明水分與氧氣含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系[25],因此,通過(guò)控制含水量導(dǎo)致的乳酸產(chǎn)量減少,可能和其引起的氧氣含量變化有關(guān),即氧氣的增加抑制了偏好厭氧生長(zhǎng)的乳酸菌的生長(zhǎng),從而導(dǎo)致乳酸產(chǎn)量降低。如圖7-c所示,通過(guò)往固態(tài)高粱培養(yǎng)基中添加100、200 g/L麥芽提取物,乳酸含量分別為43.87、51.89 g/L,麥芽提取物是一類(lèi)含有豐富碳氮源的植物性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),其可以顯著提升部分優(yōu)勢(shì)乳酸菌的生長(zhǎng)富集速度以及產(chǎn)乳酸能力[26];添加600、900 μg/L的糖化酶,乳酸含量分別為19.26、29.26 g/L,可見(jiàn)添加更多的糖化酶,并不會(huì)明顯提升乳酸的生成(圖7-d);添加了30 g/L的乙酸(圖7-e),乳酸含量為17.08 g/L,可見(jiàn)高濃度的乙酸會(huì)抑制乳酸的產(chǎn)生,但是乳酸菌具有較強(qiáng)的酸耐受能力及抗脅迫能力,因此仍能代謝生成一定量的乳酸。先前的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),乙醇和乳酸菌呈顯著的正相關(guān)性,然而添加了30 g/L的乙醇(圖7-f),乳酸含量?jī)H為15.67 g/L,可見(jiàn)直接添加乙醇不會(huì)促進(jìn)乳酸菌的生長(zhǎng)反而抑制了乳酸的產(chǎn)生,白酒發(fā)酵過(guò)程主要就是以酵母為主的微生物厭氧呼吸不斷積累乙醇的過(guò)程,部分異型乳酸發(fā)酵的乳酸菌同樣會(huì)代謝生成乙醇[27],因此隨著發(fā)酵的進(jìn)行,乙醇、乳酸等代謝產(chǎn)物的不斷積累對(duì)乳酸菌的選擇馴化,導(dǎo)致其在群體中占據(jù)優(yōu)勢(shì),呈現(xiàn)出高相關(guān)性,有研究表明乙醇對(duì)乳酸菌的抑制作用主要是通過(guò)破壞細(xì)胞膜功能[28],而在模擬發(fā)酵實(shí)驗(yàn)中直接添加高濃度的乙醇,不可避免的對(duì)乳酸菌細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生了干擾,從而影響乳酸菌的生長(zhǎng)代謝。

a-氧氣;b-含水量;c-麥芽提取物;d-糖化酶;e-乙酸;f-乙醇圖7 不同培養(yǎng)條件富集液的乳酸生成情況Fig.7 Lactic acid production in enriched solution under different culture conditions注:*表示P≤0.05。

3 結(jié)論

乳酸是醬香型白酒中最重要的一類(lèi)有機(jī)酸,乳酸菌屬也是醬香型白酒酒醅中豐度最高的細(xì)菌。本研究通過(guò)研究乳酸含量增長(zhǎng)速率最快的一輪次酒醅微生物群落構(gòu)成,發(fā)現(xiàn)堆積階段和入窖階段的酒醅細(xì)菌組成存在較大差異,這主要是由乳酸菌在不同發(fā)酵階段的相對(duì)豐度變化引起。金山乳桿菌(L.jinshan)、耐酸乳桿菌(L.acetotolerans)、面包乳桿菌(L.panis)、食果糖乳桿菌(L.fructosus)、乳酸片球菌(P.acidilactici)等為一輪次酒醅中相對(duì)豐度最高的乳酸菌屬;對(duì)一輪次酒醅微生物的溯源分析發(fā)現(xiàn),生產(chǎn)環(huán)境為堆積酒醅提供了大多數(shù)細(xì)菌(93.8%),乳酸菌主要來(lái)源于生產(chǎn)環(huán)境(包括車(chē)間過(guò)道及生產(chǎn)工具),而大曲中乳酸菌的含量較少。影響乳酸菌生長(zhǎng)&乳酸積累的理化因素相關(guān)性分析和模擬固態(tài)發(fā)酵實(shí)驗(yàn)表明,厭氧環(huán)境、高含水量以及豐富的底物會(huì)顯著促進(jìn)乳酸菌的生長(zhǎng)及產(chǎn)酸,高濃度乙醇和乙酸的添加會(huì)抑制乳酸的產(chǎn)生,然而乳酸菌對(duì)乙醇和乙酸仍具有較高的耐受性。后續(xù)的研究我們將會(huì)分離篩選出醬香型白酒中優(yōu)勢(shì)的乳酸菌種,通過(guò)比較基因組學(xué)結(jié)合可培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),對(duì)其生長(zhǎng)性狀包括營(yíng)養(yǎng)底物利用、產(chǎn)酸、風(fēng)味代謝的種間差異性進(jìn)行具體分析研究,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際探究?jī)?yōu)勢(shì)乳酸菌種在醬香型白酒發(fā)酵體系中快速富集的原因以及研究其與白酒發(fā)酵過(guò)程中其他關(guān)鍵微生物的相互作用,進(jìn)一步解析醬香型白酒中乳酸積累的相關(guān)機(jī)制,實(shí)現(xiàn)對(duì)乳酸代謝的動(dòng)態(tài)調(diào)控。