泸型酒发酵体系中乙酸的生成及转化路线探讨

泸州老窖股份有限公司罗小云、沈才洪、许德富开展了对泸型酒发酵体系中乙酸的生成及转化逄径的探讨，这对研究泸型“增己降乙”技术是必要的。

（一）泸型酒发酵体系中乙酸的生成途径

1.酒精发酵作为大曲酒发酵的主体，由酒精酵母、产酯酵母及部分细菌在相应酶系作用下堯成，它们在代谢乙醇的同时，伴随主要副产物乙酸生成。

（1）通过实验室纯种酵母酒精发酵的研究表明：发酵过程中，副产物乙酸的生成量随乙醇生成量的增加呈上升趋势。

（2）据研究表明：产酯酵母是大曲中的主体酵母菌（80%以上），产酯酵母利用葡萄糖经一系列生化途径首先代谢乙醇和乙酸，乙酸乙酯是在酵母胞内酯酶作用下合成的最终产物之一，也就是说产酯酵母代谢乙酸乙醇同样受中间产物乙酸的制约。

2.曲药及环境中带人发酵体系的醇酸菌可直接利用葡萄糖（或果糖），在无氧条件下发酵代谢乙酸。

3.泸型酒发酵体系中的乳酸菌，主要是球形乳酸菌，它利用葡萄糖进行异型乳酸发酵的同时代谢大量乙酸。

在泸型酒发酵体系中，乙酸的生成绝大部分取决于这三个途径。可见，在大生产中如何调控好这三大类乙酸生成途径，是采取“增已降乙”措施的理论依据之一。

此外，在庐型酒酿造的庞大发酵库中，可能不定期有以下途径伴随乙酸的生成：（1）丙酸菌利用葡萄糖和乳酸进行丙酸发酵；（2）梭菌，用葡萄糖进行丁酸发酵、丙酮—丁醇发酵、丁醇—异丙醇发酵等；（3）杆菌利用葡萄糖进行2，3—丁二醇发酵、混合酸发酵等。

上述乙酸生成途径被公认，是否还有更多的微生物及途径在泸型酒发酵体系中代谢乙酸，值得我们继续研究。

（二）泸型酒发酵体系中乙酸的转化途径

乙酸是一种低碳链饱和脂肪酸，它既可作碳源和能源供微生物生长繁殖，也可作底物通过微生物及酶的作用，转化为其他酸（酯）。因而乙酸的转化途径必然制约乙酸的积累。

Ⅰ途径：具有乙酰CoA 合成酶的酵母、醇酸菌、大肠杆菌、黑曲霉及青霉等泸型酒发酵体系中的微生物，都可将乙酸转化为乙酰CoA，再经下列途径转化：

1.乙酰CoA 进入三羧酸循环、彻底氧化为CO2和水；

2.乙酰CoA 进入乙醛酸循环、合成四碳二羧酸及乙醛酸；

3.乙酰CoA 通过逆三羧酸循环或丙二酰CoA 途径合成双碳链饱和脂肪酸。

笔者认为：该途径是所有大曲酒发酵体系中乙酸转化的共性。

Ⅱ途径：在泸型酒发酵体系中，梭状芽孢杆菌、甲烷杆菌等共栖窖泥功能菌系，既可利用乙酸作碳源和能源供其生产繁殖，还可以乙酸作底物合成丁酸、己酸等脂肪酸，进而转化为丁酸乙酯、乙酸乙酯等香味物质。

有研究表明：

1.甲烷菌在可利用的甲酸、甲醇、甲胺、乙酸、CO2和H2等底物共存时，有70%的甲烷来自乙酸。

2.梭状芽孢杆菌等共栖窖泥功能菌系，可通过三羧酸循环将乙酸彻底氧化为CO2和水，从而获得菌体生长繁殖的能源。(www.xing528.com)

3.梭状芽孢杆菌等共栖窖泥功能菌系，在底物乙酸、乙醇共存条件下：

（1）[乙醇]＞[乙酸]时，将乙酸主要转化为己酸。

（2）[乙醇]＜[乙酸]时，将乙酸主要转为丁酸，再继续与乙酸作用合成己酸。

在泸型酒发酵体系中，该途径是形成浓香风格的枢纽。

Ⅲ途径：乙酸和乙醇在微生物及相应酶系作用下，合成乙酸乙酯。

乙酸和乙醇合成乙酸乙醇的过程为可逆过程，因而其生化反应的进程很大程度取决于底物浓度。泸型酒发酵体系中[乙醇]≥[乙酸]，因而乙酸乙酯最终生成量就取决于乙醇的代谢积累量。

在泸型酒发酵体系中，这三条途径是乙酸转化的主要途径，它们共存于一个发酵体系中，可看出：Ⅱ途径对乙酸的消耗和转化能力的强弱，将最终制约Ⅲ途径的乙酸乙酯生成量。这就为泸型酒大生产上采取“增己降乙”措施提供了又一理论依据。

（三）不同发酵体系中乙酸的生成及转化特征

发酵体系不同，其微生物种类和数量各不相同，因而乙酸的生成、转化及乙酸乙酯的代谢积累也不尽相同。

1.汾型酒、凤型酒生产工艺给我们的启示汾型酒工艺的最大特征在于：发酵器为地缸（或水泥池），发酵体系中没有梭状芽孢杆菌、甲烷杆菌等共栖窖泥功能菌系栖息的良好场所。因此认为该发酵体系中，乙酸转化趋向于生成乙酸乙酯，从理论上讲，汾型酒中乙酸乙酯占四大酯的比例应该很大。

同样，凤型酒发酵工艺最显著的特征是：发酵器的窖泥必须每年“以新换旧”，目的是控制酒中的乙酸乙酯的含量不得超标，实质是控制泥中梭状芽孢杆菌、甲烷杆菌等共栖微生物的种类和数量，这势必削弱Ⅱ途径消耗和转化乙酸的能力，使发酵体系中的乙酸转化趋向于生成乙酸乙酯。理论上讲，凤型酒中乙酸乙酯占四大酯比例也应该较大。

从以上分析可看出：Ⅱ途径是极为重要的乙酸转化途径，这是泸型酒发酵区别于其他大曲酒发酵的显著标志之一。

2.泸型酒“千年老窖”发酵体系中乙酸的生成及转化特征这类发酵体系的发酵器，其窖泥是经过长期的“以糟养窖和以窖养糟”，即糟与窖周而复始的运动使窖泥形成了梭状芽孢杆菌、甲烷杆菌等共栖窖泥功能菌优势菌系：一方面，Ⅱ途径转化乙酸为丁酸、己酸的能力较强；另一方面，我们的研究表明：丁酸、乙酸对酵母等微生物的生长繁殖及代谢的抑制能力远大于乙酸、乳酸。当丁酸、己酸积累量达一定限度后，就会对酒精发酵产生抑制，因而在削弱酒精发酵的同时也降低了副产物乙酸生成量。即Ⅱ途径还制约着乙酸的生成。

以上两方面制约的结果，使“千年老窖”中生产的酒中乙酸、乙酸乙酯与己酸、己酸乙酯等的含量趋于合理，酒体一般具有典型浓香风格。

如果入窖粮糟大部分处于窖平面以上，加之用塑料皮封窖，结果会使酒精发酵阶段的粮糟与窖泥接触的表面积大大降低，Ⅱ途径对乙酸的消耗和转化能力相对减弱，可能使半成品酒中乙酸乙酯偏高，最终引起酒体偏格。

3.新建（或已退化）窖池这类发酵体系中乙酸的生成及转化特征这类发酵系的特征是：窖池沿末形成核状芽孢杆菌、甲烧杆菌等共栖窖泥功能菌优势菌系或已遭到严重破坏使其数量锐减，与前述凤型酒发酵体系特征极为类似。因而这类发酵体系如果不采取相应生产工艺，很可能使酒中乙酸乙酯偏高甚至高于主体香乙酸乙酯，造成酒的四大酯比例严重失调，失去泸型酒的典型浓香风格，值得重视。

4.特殊窖池发酵体系中乙酸的生成及转化特征这类发酵体系的特征在于：发酵器，形状特殊或长期连续使用生香功能菌回窖发酵，使发酵体系中梭状芽孢杆菌、甲烷杆菌等共栖窖泥功能菌生产繁殖非常旺盛，Ⅱ途径转化乙酸为丁酸、己酸的能力特别强，导致乙酸转化为乙酸乙酯偏少，使半成品酒的四大酯比例失调，酒体呈现单一己酯香（爆香）。

研究还表明：在这类发酵体系中应用AADY 和生香酵母，结果并非所期望的那样提高了出酒率，但却较显著地提高了主体香乙酸乙酯的含量，而乙酸乙酯并未出现明显增加，这又再次证明了Ⅱ途径对Ⅲ途径的制约作用。

（四）结束语

通过对泸型酒发酵体系中可能存在的乙酸生放及转化途径剖析，找到了泸型洒“增己/降乙”的理论依据。为此，可采取相应的措施：1.增大投粮，并同时采取减少糠壳和曲药用量，最终减少乙酸乙酯的生成量；2.回窖泥功能菌液等措施，强化Ⅱ途径对乙酸的转化，以控制发酵体系中乙酸的积累，相对减少乙酸乙酯的生成量；3.在蒸馏时，根据前段酒乙酸乙酯、己酸乙酯含量高、乳酸乙酯含量低，后段酒乙酸乙酯、己酸乙酯含量低、乳酸乙酯含量高的蒸馏规律，采取分段摘酒，前、后段酒优化组合的措施，以期在最后环节“降乙”。