茅台酒制曲微生物演替及作用规律

茅台酒大曲发酵是通过徼生物群落的共同作用来完成的。茅台酒股份有限公司技术中心蒋红军综述了茅台大曲制曲发酵过程中细菌、酵母、霉菌三大类菌群的演替、作用规律及各自的特点。同时从酶的角度阐述了细菌的演替、作用规律。现介绍如下。

茅台酒是酱香型白酒的典型而杰出的代表，因其独特的生产工艺、优良的品质而享誉华夏，璀璨世界。俗语说“曲乃酒之骨”，这充分说明了曲在白酒生产中的重要性。茅台大曲是茅台酒生产的主要糖化剂，同时它还为茅台酒提供了决定酒体风格的呈香呈味香味物质或香味物质的前驱物质。

茅台制曲采用传统的工艺，利用自然接种、网罗、富集、培养有益微生物，并使其有选择性、有目的地发酵，产生和代谢多种酶系、次代谢产物—大曲的香味物质。然而由于生产的粗放性、多菌种参与混合发酵的复杂性、固态发酵的不可控性等诸多因素，常常制约大曲质量的稳定和提高。据此，现将茅台制曲发酵机理加以研究，寻找微生物、酶系和物质变化三者之间的内在联系和性能，以稳定和提高茅台酒大曲的质量。

（一）制曲微生物的来源

1.制曲环境如空气、工具、场地、稻草等。

2.原料如小麦、母曲、生产用水中微生物。

（二）微生物的种类及演变规律

详细内容参见第一章中的“茅台酒酿酒极端环境与极端酿酒微生物”。

（三）各种微生物作用

茅台大曲有“细菌大曲”的美称，从制曲过程的检测分析看，细菌的生长、代谢等生命活动贯穿了整个制曲发酵过程。细菌在不同时期的种类和数量可以从某种程度上反映大曲发酵质量的好坏。

1.细菌的作用

（1）制曲发酵的主要动力源泉：茅台制曲发酵的中后期是茅台大曲成香的关键时期，发酵的主体微生物是细菌，而此时细菌所进行的生理生化代谢活动产生的物质和能量正是制曲发酵的主要动力源泉，是形成大曲香味物质的关键。

（2）代谢多种酶类：生产用曲是茅台酒生产主要糖化剂，因而必须要有一定量的不同种类的酶，如分解酶中的淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶，参与氧化还原反应的各种脱氢酶等。

（3）发酵中期：微生物以芽孢细菌为主。此时也是细菌、酶类代谢活动最旺盛的时期，主要表现在：①微生物大量繁殖需要多种构筑其细胞结构的基础物质；②微生物代谢活动，产生多种代谢产物，因而需要大量的代谢底物。两者的共同作用促进了细菌的产酶量增加，酶活力增大，糖化酶最高可达100～139mg 葡萄糖/g 曲，蛋白质分解力可达16～25μg/（g 曲·min）（以Tyr 计）。(www.xing528.com)

（4）发酵后期：由于香味物质的大量积累，减少了中间产物需求，致使中间产物的大量积累，从而导致对其相应酶类的反馈抑制，逐渐使酶钝化，此时糖化力、蛋白分解力分别为112mg 葡萄糖/（g 曲·h），1619jig/（g曲·min）（以Tyr 计）。

（5）代谢多种次级代谢产物：茅台大曲还有一个关键的作用就是为制酒主发酵过程提供赋予酒体风格、决定酒质质量的、由多种芽孢细菌在发酵中期的高温环境下代谢产生的多种香味物质或其他代谢前驱物质。

2.真菌的作用

制曲过程中真菌主要包括酵母菌、霉菌。它们是化能异养型生物，必须由细胞产生如淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶等胞外酶，将营养物消化分解才能进入细胞内，作为细胞营养物或作为其他酶进一步代谢的底物。而且，在检测制曲发酵过程中微生物时发现，曲心或曲内部有时也能检测到红曲霉，据悉，红曲霉具有较强酯化力、糖化力和蛋白质分解力，而且还能代谢一些生理活性物质如胆固醇合成抑制剂Monacolin K、J、X、L 等。但具体在茅台制曲过程中有何作用尚待进一步的研究。

3.混合发酵作用

微生物对营养物的竞争作用，中前期高温、高湿的环境条件或后期的低水活度使得不耐此环境的微生物相继死亡殆尽，而耐热的能产生多种酶系的芽孢菌类存活下来，进行混合发酵作用。

混合菌株发酵，即通过不同微生物间不同代谢途径的相互组合，切断或阻遏某几种微生物的部分代谢途径，从而产生了多种基因工程菌株的作用，以合成目的产物。茅台大曲正是多种微生物的相互作用、相互制约、共同代谢、共同发酵而得的，具有独特风格的发酵产品。

（四）小结及讨论

1.茅台制曲发酵过程实质就是有益微生物，尤其是细菌，在发酵过程中演替作用的过程。

2.茅台大曲制曲发酵的独特性在于发酵温度高，为58～65℃，芽孢菌的多样性及混合菌种发酵。

3.细菌是大曲发酵主体微生物，尤其在大曲发酵及成香阶段，分解酶类的变化规律正是芽孢细菌的演替及作用规律的客观反映。

4.由于多种原因，菌系间的相互关系以及代谢产物尚待深入研究。