微生物發(fā)酵技術(shù)在釀酒中的應(yīng)用分析

◎ 張亞坤，劉 萍

（鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450064）

隨著現(xiàn)代釀酒工藝的不斷發(fā)展，微生物發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用成為相關(guān)企業(yè)和工作人員的重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容。對(duì)此，相關(guān)企業(yè)、研究者與技術(shù)人員，應(yīng)明確該技術(shù)在發(fā)酵制藥中的應(yīng)用現(xiàn)狀，再將該技術(shù)合理應(yīng)用到現(xiàn)代釀酒工藝中，從而使微生物發(fā)酵技術(shù)在現(xiàn)代釀酒工藝中得到更好的應(yīng)用和發(fā)展。

1 微生物發(fā)酵技術(shù)及其在釀酒中的應(yīng)用

1.1 微生物

微生物是一種生物類(lèi)型的總稱(chēng)，主要組成生物包括真菌、細(xì)菌、病毒、螺旋體、支原體、衣原體、立克次氏體和放線(xiàn)菌等，其中涵蓋眾多的有益物種和有害物種。就目前研究來(lái)看，微生物的基本種類(lèi)有3 類(lèi)：①真核細(xì)胞微生物。此種微生物具備核膜、核仁以及染色體，其細(xì)胞質(zhì)里的細(xì)胞器非常完整，真菌就屬于此類(lèi)微生物。②原核細(xì)胞微生物。此類(lèi)微生物只有核質(zhì)，沒(méi)有核膜以及核仁，細(xì)胞器并不完善，細(xì)菌、螺旋體、支原體、衣原體、立克次氏體和放線(xiàn)菌都屬于此類(lèi)微生物。③非細(xì)胞型微生物。此類(lèi)微生物不具備典型的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和酶系統(tǒng)，僅能夠生長(zhǎng)和繁殖在活細(xì)胞里，病毒就屬于此類(lèi)微生物[1]。另外，不同微生物的特征也會(huì)存在較大差異，表1 是幾種典型微生物的特征差異比較。

表1 幾種典型微生物的特征差異比較表

憑借種類(lèi)豐富、涉及范圍廣和繁殖速度快等諸多特征，微生物在體育、環(huán)保、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品以及醫(yī)藥等領(lǐng)域中都得到了廣泛應(yīng)用。尤其是在發(fā)酵制藥領(lǐng)域中，微生物更是發(fā)揮著至關(guān)重要的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

1.2 微生物技術(shù)

微生物技術(shù)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)研究和應(yīng)用微生物的科學(xué)技術(shù)，涵蓋多種微生物實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用方法，比如，分離純化、細(xì)胞培養(yǎng)、基因工程、鑒定分類(lèi)以及發(fā)酵工藝等。當(dāng)今，微生物技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到環(huán)保、農(nóng)業(yè)以及醫(yī)藥等眾多領(lǐng)域中，發(fā)揮出十分顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[2]。比如，在現(xiàn)代釀酒工藝中，便廣泛應(yīng)用了微生物發(fā)酵技術(shù)，制作出多種多樣的酒制品。

1.3 微生物發(fā)酵技術(shù)在釀酒中的應(yīng)用現(xiàn)狀

在現(xiàn)代釀酒工藝中，微生物發(fā)酵技術(shù)是最為核心的一項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容。其主要原理是通過(guò)酵母菌等微生物，在一定條件下將糖類(lèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成酒精以及二氧化碳。酵母菌屬于一種單細(xì)胞真菌，該真菌可借助糖類(lèi)物質(zhì)實(shí)現(xiàn)自身代謝，并產(chǎn)生糖類(lèi)物質(zhì)能量與生長(zhǎng)物質(zhì)。在具體的釀酒過(guò)程中，酵母菌發(fā)酵主要利用葡萄糖以及果糖的作用，從而高質(zhì)、高效地完成糖類(lèi)轉(zhuǎn)化，最終形成乙醇以及二氧化碳，以此滿(mǎn)足釀酒工藝所需。近年，隨著釀酒發(fā)酵溫度控制技術(shù)、釀酒蒸餾技術(shù)的不斷發(fā)展，微生物發(fā)酵技術(shù)更是受到了相關(guān)企業(yè)、研究者和技術(shù)人員的高度重視。此外，隨著相關(guān)專(zhuān)家學(xué)者的不斷研究，基于微生物發(fā)酵技術(shù)的釀酒工藝，也獲得了越來(lái)越好的發(fā)展。

2 微生物技術(shù)在釀酒中的應(yīng)用分析

2.1 發(fā)酵溫度的合理控制

在小曲釀酒工藝中，其發(fā)酵過(guò)程分為前期、中期以及后期3 個(gè)階段，小曲釀酒工藝中的3 個(gè)發(fā)酵階段及其具體發(fā)酵溫度控制指標(biāo)，如表2 所示。

表2 小曲釀酒工藝中的3 個(gè)發(fā)酵階段及其發(fā)酵溫度控制指標(biāo)表

（1）發(fā)酵前期溫度控制。在此過(guò)程中，工作人員可使其溫度平穩(wěn)上升到設(shè)定的溫度值。為實(shí)現(xiàn)發(fā)酵溫度的良好控制，工作人員應(yīng)避免微生物入缸溫度過(guò)高、曲子用量過(guò)大、曲子粉碎度過(guò)高等情況，以有效避免發(fā)酵溫度快速上升超出設(shè)定值導(dǎo)致的酵母衰老過(guò)早、發(fā)酵停止過(guò)早、酒產(chǎn)量降低和酒性過(guò)烈等情況[3]。如果發(fā)生了這些不良情況，工作人員需要將酒醅壓緊，缸口封嚴(yán)，以此降低發(fā)酵速度。

（2）發(fā)酵中期溫度控制。在此過(guò)程中，工作人員需要將發(fā)酵溫度控制在一個(gè)較高水平。通常情況下，微生物發(fā)酵溫度達(dá)到最高點(diǎn)之后，又會(huì)緩慢降低2～3 ℃。如果發(fā)酵微生物的溫度下降過(guò)快或過(guò)早，便無(wú)法完全發(fā)酵，從而降低出酒量以及酒的質(zhì)量。在此情況下，工作人員可將缸口封嚴(yán)，以此確保發(fā)酵效果，保障酒品產(chǎn)量及其質(zhì)量。

（3）發(fā)酵后期的溫度控制。在小曲釀酒工藝中，發(fā)酵后期又叫作副發(fā)酵期，此時(shí)能夠進(jìn)行發(fā)酵反應(yīng)的霉菌正在逐漸減少，酵母菌也在逐漸死亡，整個(gè)發(fā)酵過(guò)程逐漸趨于停止。因此，在這一階段中，微生物的發(fā)酵溫度通常會(huì)呈現(xiàn)漸漸下降的趨勢(shì)，直至降低到一定的溫度值之后，其溫度會(huì)基本保持不變。在此過(guò)程中，如果發(fā)酵反應(yīng)環(huán)境不夠清潔或缸口密封效果不佳，會(huì)導(dǎo)致溫度快速下降，細(xì)菌等繁殖生酸，并伴隨其他有害物質(zhì)的產(chǎn)生。同時(shí)，如果微生物本身溫度偏高，也會(huì)增大酒精揮發(fā)量[4]。為防止此類(lèi)情況的發(fā)生，在具體的釀酒工藝中，工作人員一定要使微生物發(fā)酵環(huán)境保持清潔，并做好缸口密封工作，將酒醅壓緊，為小曲釀酒的產(chǎn)量及其品質(zhì)提供良好保障。

2.2 酒醅成分變化的科學(xué)掌握

發(fā)酵中的酒醅成分變化主要包括以下幾種：①水分變化。因發(fā)酵中的蛋白質(zhì)和淀粉等物質(zhì)，均被微生物分解為其他產(chǎn)物，所以酒醅中的水分也呈現(xiàn)穩(wěn)定上升的趨勢(shì)。②淀粉含量變化。因發(fā)酵初期酒醅里的酒精含量很低，霉菌中的淀粉類(lèi)可發(fā)揮較好的作用，所以在第3～7 d，酒醅中的淀粉含量將呈現(xiàn)快速下降的趨勢(shì)，之后是穩(wěn)定降低。③糖分含量變化。因小曲釀酒中的酒醅是復(fù)式平行發(fā)酵，所以發(fā)酵與糖化速度都會(huì)對(duì)其中的糖分含量變化造成制約，特別是在前4 d 里，因微生物的繁殖需要消耗較多的糖，所以酒醅在這一階段里的糖分含量通常會(huì)呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。④酸度變化。通常情況下，酒醅在發(fā)酵前期的酸度增長(zhǎng)較快；到了中期，在酵母菌旺盛發(fā)酵的情況下，產(chǎn)酸菌將受到抑制，從而使其酸度的提升速度減緩；在發(fā)酵后期，隨著酵母菌的減少，其酸度增長(zhǎng)將逐漸加快。⑤酒精含量變化。通常情況下，酒醅在入缸2～10 d之內(nèi)，其酒精含量將呈現(xiàn)迅速增加的趨勢(shì)，最高含量可超過(guò)12%；但是在發(fā)酵后期，酒醅便基本不再有酒精生成，加之酯化作用等會(huì)造成部分酒精的消耗，因而其中的酒精含量將有所降低，但不會(huì)降低太多，一般可控制在1%以?xún)?nèi)。

基于以上的酒醅成分變化，在小曲釀酒工藝中，工作人員可通過(guò)以下幾方面有效判斷其中的微生物發(fā)酵情況。①色澤。如果發(fā)酵效果良好，酒醅將會(huì)呈現(xiàn)紫紅色，擠出的汁肉呈紅色。②手感。發(fā)酵效果足夠好，酒醅手感會(huì)非常松軟，且不會(huì)黏手[5]。③氣味。發(fā)酵效果良好的酒醅在缸蓋開(kāi)啟之前，便能聞到一股類(lèi)似于蘋(píng)果的香氣。④味道。在發(fā)酵3～4 d 時(shí)，酒醅會(huì)有甜味，但發(fā)酵良好的酒醅在第7 d 之后將不再有甜味。通過(guò)以上方式，便可對(duì)酒醅中微生物的發(fā)酵效果作出合理判斷。

2.3 蒸餾工藝的良好把控

（1）出缸蒸餾工藝控制。在酒醅出缸之后，工作人員需要通過(guò)拌糠的方式從中取出成熟的醪，將稻殼或小米糠拌入其中，但應(yīng)控制好糠的加入量，不可過(guò)多，也不可過(guò)少，以免影響酒品口感。通常情況下，小曲釀酒中的糠添加量應(yīng)控制在原料總質(zhì)量的22.5%為宜。

（2）裝甑蒸餾工藝控制。其主要操作方法如下：①將鍋底的水燒開(kāi)，將簾子鋪在甑底部，將一層糠灑在簾子上。②將加糠量比較多且較為干的酒酯加入其中，其厚度應(yīng)控制在3～6 cm，再將上一次的酒尾自甑邊倒回到鍋里，此時(shí)應(yīng)將蒸汽控制的較小一些。③將上述打底作為基礎(chǔ)，將具有較少輔料且濕度較大的酒醅加入其中，并根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)加大蒸汽。④待甑裝完后，蓋好蓋盤(pán)，并將冷凝器接好，通過(guò)緩氣蒸餾法進(jìn)行蒸餾處理，處理時(shí)的酒液流出速度應(yīng)控制在3～4 kg·min-1，溫度應(yīng)控制在25～30 ℃。⑤在大蒸汽條件下蒸出酒尾，一直到將酒精蒸盡為止。⑥蒸餾結(jié)束之后，將鍋蓋打開(kāi)，敞口排酸10 min。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，微生物發(fā)酵技術(shù)是當(dāng)前釀酒工藝中重點(diǎn)研究的一項(xiàng)工藝內(nèi)容。為確保微生物發(fā)酵技術(shù)在現(xiàn)代釀酒工藝中的實(shí)施效果，保障酒品產(chǎn)量與質(zhì)量，相關(guān)企業(yè)、研究者和技術(shù)人員需要對(duì)微生物發(fā)酵技術(shù)展開(kāi)深入研究，并結(jié)合實(shí)際情況，合理應(yīng)用微生物發(fā)酵技術(shù)，以發(fā)揮微生物技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，滿(mǎn)足現(xiàn)代釀酒領(lǐng)域?qū)τ谖⑸锇l(fā)酵工藝的實(shí)際應(yīng)用需求。