窖泥微生物的分离选育与应用研究进展

（一）窖泥微生物的分离选育

浓香型白酒香味成分以醇类，尤其是四大醇（己酸乙醇、丁酸乙醇、乙酸乙醇、乳酸乙醇）为主。其中，己酸乙醇是主体香，其含量是衡量优质品率的关键指标。由于酒体醇类物质是在发酵后期由乙醇和酸类经醇化作用生成。所以，根据主要代谢产物与香味成分的关系，窖泥微生物可分为各类产酸菌（己酸、丁酸、乙酸、乳酸等）和醇化菌。

近期研究分离的纯培养以己酸菌和丁酸菌为主。因以己酸乙醇的前体为主产物，己酸菌被视为最重要的酿酒功能菌。从1964年“茅台试点”至今，有很多关于己酸菌的报道，但几乎均被鉴定为克氏梭菌。因此，以前的研究普遍认为，己酸主要是以乙醇和乙酸为底物，由梭菌属为核心的菌群催化合成。近年研究表明，窖泥己酸菌具有丰富的遗传多样性，集中于芽孢杆菌属、梭菌属和假单胞菌属。高产菌株有C.celerecrescens、克氏梭菌、橘诈梭菌和巨大芽孢杆菌。其中C.celerecrescen 的己酸产量达5.47 g/L，与本课题组选育的Bacillus sp.LJ-1 相当（GenBank 登录号：KJ786449），极具应用潜力。代谢途径研究方面，Zhu 等以窖泥为接种物催化乳酸发酵，提出了己酸合成新机制，即乳酸氧化偶联脂肪酸β 氧化逆循环，对窖泥微生物发酵机理做出了重要补充。

丁酸是丁酸乙醇的前体，也是己酸合成的中间产物。近年来，窖泥丁酸菌研究逐渐受到学者们的重视。万联等发现将丁酸菌B℃L-802，和己酸菌按适当比例混合培养，可使己酸产量提高50%。胡小红等和℃ao 等分别报道了能利用乳酸产丁酸的Clos℃ridium sp.BEY8 和Clos℃ridium sp.BPYS。其中Clos℃ridium sp.BEY8 能在pH 5.5—6.0 条件下，4d 内将66.56 mmol/L 乳酸完成转化生成16.63 mmol/L 丁酸。此外，以上菌株在低pH 条件下出现的乳酸转化抑制均可通过外加乙酸解除。研究者认为，乙酸可能作为电子受体参与乳酸转化丁酸的过程，提示乙酸菌很可能对此代谢过程具有促进作用。因此，系统研究各类功能菌的协同机理、构建稳定的复合菌系将是提升窖泥微生物应用潜力的有效途径。(www.xing528.com)

（二）窖泥微生物的应用

研发以己酸菌为核心的窖泥培养菌剂是窖泥微生物应用研究的热点。窖泥培养菌剂是利用微生态学基本原理，将己酸菌在含有糟醇、大曲或窖泥等成分的培养基中富集驯化而制成的复合微生态制剂。将其接种于精心筛选的窖泥原料，可使酿酒有益微生物迅速富集，促进窖泥老熟，提高酒质。此过程称人工窖泥培养。如本课题组利用百年窖泥己酸菌Bacillus sp.LJ-1 开发的窖泥培养菌剂和配套技术，使新窖白酒的己酸乙醇含量提高50%。优质品率提高6 个百分点。陈翔等利用洋河老窖己酸菌YH-L001 制成复合菌剂，使新窖白酒优质品率达到15.21%，出酒率达35%。此外，吴三多等、吴亦波等和熊翔等学者的研究也取得了良好的效果。除酿酒生产领域，窖泥微生物在化工和农业等领域也具有广泛的应用前景。例如，己酸是生物燃料的合成前体，可作为新兴能源物质。Zhu 等以窖泥微生物组催化乳酸实现了己酸的高效合成，积累浓度超23 g/L，合成率达2.97 g/（L·d）极具工业应用潜力。此外，钟正丹等分离的乳酸菌具有较高的细菌素产率，能显著抑制致病微生物的生长，为生防制剂的开发奠定了基础。