扣囊復膜酵母在白酒生產中的應用研究進展

王乃軍，馬美榮

（北京紅星股份有限公司，北京 101400）

扣囊復膜酵母（Saccharomycopsis fibuligera）屬于復膜孢酵母科（Saccharomycopsidaceae），復膜孢酵母屬（Saccharomycopsis），又名擬內孢霉（Endomycopsis fibuligera），是一類能產生子囊孢子的二形態酵母[1]。通過多極出芽、菌絲體形成來增殖，子囊為球狀，游離于體細胞或附著于菌絲尾部或壁上。每個子囊可形成兩個到四個帽狀子囊孢子，成熟時釋放[2]。我國各地生產使用的大曲、小曲中，都離不開扣囊復膜酵母,在大曲中,扣囊復膜酵母是上霉的主要微生物之一。文章介紹了扣囊復膜酵母產白酒風味物質性能研究、產酶性能研究及在白酒生產中的應用效果，以期為優選扣囊復膜酵母并應用于生產，提升原酒品質提供參考依據及思路。

1 菌種性能研究

酒曲是用于白酒釀造的糖化發酵劑，酒曲中含有多種微生物及其產生的復雜酶系，在中國白酒釀造中起著糖化、發酵、生香的作用[3]。近年來，研究者通過現代微生物學技術對酒曲進行解析，在清香型大曲[4-6]、濃香型大曲[7-9]、醬香型大曲[10-11]、小曲[12-13]中都發現了扣囊復膜酵母的存在，其為酒曲中的重要微生物。

研究者從酒曲、酒醅中分離到扣囊復膜酵母，并對其性能進行了研究。

1.1 產風味物質性能研究

劉志磊等[14]從某清香型大曲、酒醅中分離得到80 株酵母，經過培養皿培養、形態觀察、分子生物學分析等,其中1 株酵母被鑒定為肋狀擬內孢霉。該菌發酵能力一般，但產酸種類較多（可產乙酸、乳酸、丙酮酸、琥珀酸、檸檬酸），含量較高，其他白酒風味物質也比較豐富，應用于生產具有改善白酒口感的潛力[15]。

通過傳統分離方法，郝文軍等[16]從清香型白酒酒醅中分離到5 株菌落形態明顯不同的扣囊復膜酵母。根據扣囊復膜酵母在酒醅發酵中的生長規律，采用單菌種純培養試驗，在培養第7天、第13天對培養物聞香，發現培養液的香氣發生明顯變化；對代謝產物的半定量分析發現，所用菌種在高粱培養基中可以生成7 種酸類化合物、9 種酯類化合物、7 種醇類化合物、4 種醛酮類化合物、5 種內酯類化合物、9種萘酚類化合物。

王曉丹等[17]從醬香型白酒大曲中分離得到一株扣囊復膜酵母，編號為FBKL2.0071，通過固態發酵得到的培養物有濃郁柔和的果香味，分析表明呈現果香味的乙酸乙酯、具有香蕉及梨氣味的乙酸異戊酯、呈現玫瑰香氣的苯乙醇、具有甜蜜香味的乙酸苯乙酯等含量較高，這些揮發性香味物質的共同作用使其培養物呈現果香味。

黃昊等[18]從青稞酒曲中分離到扣囊復膜酵母，發現扣囊復膜酵母為青稞酒發酵的主要酵母之一。以青稞汁為發酵培養基，其具有產乙醇的能力，發酵液中乙酸、琥珀酸和檸檬酸是主要的有機酸，酒石酸、蘋果酸和乳酸含量相對較低。發酵液中檢測出的風味物質共26種，包含4 種揮發性有機酸，13 種酯類化合物，3 種醇類化合物，4 種醛酮類化合物和2 種揮發性酚類化合物，其中苯乙醇、乙酸乙酯、乙酸異戊酯的含量較高。

馬美榮等[19]對兩種扣囊復膜酵母麩曲進行了研究。NL 麩曲呈奶油香、花香，花香較明顯，NT 麩曲呈奶油香、曲香，曲香較明顯，NL 麩曲的酸類物質、酮類物質、酯類物質的含量比NT 麩曲分別高32.28%、15.35%、6.56%，醇類物質、醛類物質的含量比NT麩曲分別低2.75%、6.01%。

1.2 酶類活性研究

1.2.1 淀粉酶活性研究

孫思佳等[20-21]從扳倒井芝麻香型白酒高溫大曲中分離到一株被鑒定為扣囊復膜酵母的菌株CICC33077，該菌固態發酵的最佳產酶條件為原料添加量20 g，接種量18 %，含水量51 %，發酵溫度24 ℃，在此條件下，淀粉酶活力可達到12297 U/g，比對照提高了約63.96 %。實驗結果表明，該菌株產淀粉酶的能力較強，酶性能優良，適應高溫、酸性環境，具有在高溫大曲生產中應用的潛力。

庾昌文等[22]在清香型小曲酒醅中分離得到一株高產淀粉酶的酵母，經形態及ITS 序列分析鑒定為扣囊復膜酵母。該菌株在基礎培養基中發酵，生長、產酶具有同步性，在48 h 內酶活可達到101 U/mL。培養條件經優化確定為：培養溫度32 ℃，接種量5%，裝液量為50 mL，培養基初始pH值為7.0。在此條件下發酵的酶活力為118 U/mL，比初始條件提高了16.83%。

如今科學技術日新月異，各種繼電保護設備更新換代非常快，但目前高校的教學實驗設備仍以老舊設備居多，學生無法學習到當今社會主流的繼電保護知識，從而造成學校與社會脫節，不利于學生日后的工作。類似于“電力系統繼電保護”這類和實際工作崗位聯系緊密的課程，是學生日后工作必須掌握和使用的，因此應在該類專業課教學過程中穿插課程設計內容，從而讓學生將所學到的知識在課程設計中進行實踐。但目前很多高校都沒有課程設計，從而導致學生只知道理論知識，對于該如何將理論知識應用到實踐工作中就不會了。

1.2.2 糖化酶活性研究

張志才等[23]于1993年分離到一株擬內孢霉，它具有耐酸耐高溫的特性，在pH4.0 左右能繼續分泌高活性的糖化酶。制備的擬內孢霉麩曲，在pH4.0、溫度40 ℃條件下，絕干曲的糖化力為5000 U/g。

1.2.3 β-葡糖苷酶活性研究

扣囊復膜酵母除了能產生淀粉酶、糖化酶外，還能產生β-葡糖苷酶。纖維素在經纖維素酶水解過程中，先被內、外切葡聚糖酶降解為寡糖和纖維二糖，再由β-葡糖苷酶降解為葡萄糖。內、外切葡聚糖酶降解的主要產物是纖維二糖，是內、外切葡聚糖酶的非競爭性抑制物，β-葡萄糖苷酶可以把纖維二糖水解為葡萄糖，解除纖維二糖對內、外切葡聚糖酶的抑制作用，是纖維素降解的限速酶，決定纖維素的降解速度和程度[24-26]。在釀酒工業中，大麥、豌豆含有大量的纖維素，釀酒酵母對其利用率不高，通過扣囊復膜酵母與釀酒酵母的協同作用，能夠提高纖維素的利用率，進而提高酒精的產量[27]。

1.2.4 酸性蛋白酶活性研究

酸性蛋白酶在白酒發酵中的作用主要包括：（1）溶解顆粒狀原料，將吸附在顆粒上的α-淀粉酶釋放出來；（2）把原料、死菌菌體蛋白分解成氨基酸，供釀酒酵母利用，促進酵母菌的生長繁殖；（3）由于酵母氨基酸合成代謝的底物多來自于糖代謝途徑的中間產物，通過吸收利用外源氨基酸可以減少自身的氨基酸合成代謝，使底物用于乙醇發酵，提高出酒率；（4）高級醇及其派生物是白酒中重要的香味物質,氨基酸是白酒中高級醇的主要來源[28-30]。酸性蛋白酶可以提高白酒的產量和質量，越來越受到人們的重視。

2 在白酒生產中的應用

2.1 在強化大曲生產中的應用

在芝麻香型白酒高溫大曲生產中，孫思佳等[31]應用微生物強化技術生產強化大曲，扣囊復膜酵母CICC33077 分別采用表面噴灑和內部混料兩種方式應用。試驗結果表明，與對照大曲相比，強化大曲曲塊表面“穿衣”較好，曲皮較薄，斷面整齊，內部質地疏松，液化力和糖化力顯著增加，噴灑大曲液化力和糖化力分別達到5.6 g淀粉/g·h和361 mg·G/g·h，扣囊復膜酵母數量顯著增加，達到107 cfu/g。應用強化大曲發酵得到的酒液色澤透明，香氣濃郁，醇甜爽凈，優于應用對照大曲發酵的酒樣。

2.2 在白酒釀造生產中的應用

采用山芋粉為原料，以擬內孢霉麩曲為糖化劑、酒精酵母為發酵劑，與采用黑曲霉生產的糖化酶為糖化劑、酒精酵母為發酵劑進行發酵進行對比。比較可知，以擬內孢霉麩曲為糖化劑比以糖化酶為糖化劑的發酵醪的前期溫度上升了1 ℃，出酒率提高了9.9%，所產酒的酒質綿甜，改進了酒的后味[23]。

在清香多微麩曲酒生產中，一種重要的麩曲就是扣囊復膜酵母麩曲，該麩曲具有一定的糖化能力、酒精發酵能力，并具有產多元醇的能力，該麩曲與白地霉混合使用，酒體綿軟爽口、醇和回甜[32]。

2.2.2 在大曲白酒釀造生產中的應用

胡建華等[33]將擬內孢霉制成的麩曲應用于清香型大曲酒地缸發酵，結果表明，兩種基酒的骨架成分變化不大，經感官評價，實驗原酒表現出明顯的水果香氣，酒體醇甜、綿柔，口味更加諧調。

2.2.3 在小曲白酒釀造生產中的應用

為改善小曲酒的風味特性，Su等[34]從白酒釀造糟醅中分離選取了兩株功能酵母菌(Saccharomycopsis fibuligera和Saccharomyces cerevisiae)用于小曲酒的發酵。與傳統小曲相比，強化接種提高了發酵前期糖化酶和酸性蛋白酶的活性以及乙醇合成速度，降低了發酵前期的酸度。發酵結束時，總醇、總酯含量分別提高了42.5 %和11.8 %，醛酮化合物、雜環化合物含量分別降低了73.7%和77.1%。

2.3 在酒糟處理中的應用

據統計數據顯示，我國白酒釀造行業每年產生約2500 萬噸丟糟。白酒丟糟中水分含量大、酸度高，堆積存放時極易霉變腐爛，隨意丟棄或者焚燒會造成嚴重的環境污染。白酒丟糟中殘余較多的淀粉、蛋白質、氨基酸、維生素以及菌體等營養成分。對丟糟中營養成分充分利用不僅可以解決環保問題、節約糧食，還可以顯著提高經濟效益。

祖國仁等[35]以白酒糟為原料生產高蛋白飼料，采用扣囊復膜酵母和產朊假絲酵母混合固體發酵。通過工藝條件優化，確定發酵時采取同時接種方式，兩種菌種的混合比為1∶1，培養基的起始pH值為5，培養溫度為30 ℃，培養時間6 d。發酵產物的每克干基酵母細胞數達到24.28 億個，粗蛋白含量達到33.54%，總糖含量為6.23%。

為了充分利用酒糟資源，提高酒糟的附加值，盧向陽等[36]以優良菌種產朊假絲酵母、熱帶假絲酵母、白地霉和扣囊復膜酵母混合發酵酒糟，生產單細胞蛋白飼料。研究表明，發酵最適起始pH 值為5.0 左右，適宜的培養基配方：80%酒糟、5%麥麩、3%玉米粉、1%豆餅、1%尿素、0.05%磷酸二氫鉀，酒糟發酵前用適量糖化酶預處理，發酵產物的蛋白質含量增加了8.6%。經擴大發酵試驗，100 g 酒糟中粗蛋白含量由18.1 g 增加到28.6 g，人和成年哺乳動物所需的必需氨基酸及鈣、磷含量顯著增加，單寧和粗纖維含量明顯減少，該單細胞蛋白飼料可作為配合飼料的新型優質蛋白源。

3 結語

扣囊復膜酵母作為白酒發酵的重要菌種，具有產淀粉酶、糖化酶、β-葡糖苷酶、酸性蛋白酶的能力，且酶的活性較高；具有產乙醇的發酵能力；具有產酸類、醇類、醛酮類、酯類等白酒風味物質的能力。扣囊復膜酵母應用于白酒釀造，能增加酒體的綿甜感，提升原酒品質；用于酒糟處理，可提高酒糟的附加值。目前科研工作者對扣囊復膜酵母的研究較少，作為白酒科研工作者，應加強酒曲中扣囊復膜酵母菌種分離工作，加強扣囊復膜酵母性能研究，加強扣囊復膜酵母與其他釀造微生物相互作用的研究，優選扣囊復膜酵母應用于白酒釀造生產，以提升白酒品質，滿足消費者對美好生活的向往。