浓香型大曲质量影响因素研究进展

张新红，张源

（阜阳职业技术学院生化工程系，安徽阜阳236031）

中国白酒是固态、多微、多元发酵产品，幽雅的香气成分、舒适的风味成分、有益健康的活性成分是中国白酒之精华，大曲在白酒酿造中具有举足轻重的作用，为白酒贡献了丰富的香味核心物质及香味前体物质，为白酒酿造提供了多样化的物系、菌系和酶系，成为目前酿酒品控的核心指标之一。

大曲主要是以小麦、大麦、豌豆等为原料，通过自然接种、培菌发酵而成的一种聚物系、菌系、酶系为一体的微生态制品。成品大曲中的物系主要是指风味物质成分，由于其成分复杂多变，系统性的研究相对较少，就目前认知而言，大曲中对白酒品质贡献较大的风味成分主要包括醇类、酯类、酮类、酸类、醛类、酚类和含氮化合物等，微量的活性成分如吡唪类、芳香类、呋喃类化合物等，是酒体的风味成分来源。菌系为细菌、霉菌和酵母等微生物，是发酵原动力。酶系即为生物酶，是发酵催化剂。大曲的物系、菌系和酶系相互协同作用，对白酒质量产生重要影响，也是衡量大曲质量标准的重要参考依据。

浓香型大曲系生产浓香型大曲酒使用的大曲种类，多为中高温大曲，极端最高温一般不超过60℃；少量使用高温大曲，极端最高温一般不超过70℃。浓香型大曲就质量而言，分为优级大曲和普级大曲，两者比较，优级大曲在物系、菌系与酶系的多样性方面占有一定优势[1]。

1 物系

成品大曲物系中的风味成分主要来自微生物代谢产物，其来源于在较高温度下的蛋白质分解、氨基酸转化、糖与蛋白质的反应以及糖与氨基酸的反应等，这些反应可生成大量的香味物质。

通过气相色谱-质谱法联用（GC-MS）[2]与顶空固相微萃取（HS-SPME）[3]等技术方法，从浓香型大曲中已检测到多达几百种挥发性风味成分，主要包括醇类、酯类、酮类、醛类等物质[4]。其中，主要以酯类、吡嗪类、芳香类为主[5-6]。这些物质往往在基础酒中都有所体现，且与基础酒中的微量香味成分相似，部分微量成分的含量甚至远远高于其在基础酒中的含量。

吴建峰等[7]从浓香型成品大曲中共检测到挥发性风味成分158种，包括醇类19种、酯类15种、醛酮26种、酸类14种、含氮类化合物29种、呋喃类5种，含硫化合物3种及其他40多种。种类和含量最高的是酯类化合物，最少的是含硫化合物。周健等[8]对优质中高温浓香型大曲的香味成分进行主成分分析，得出在优质浓香型大曲中贡献率较大的香味成分共13种，分别为γ-丁内酯、苯乙醇、苯甲醛、2-正戊基呋喃、双戊烯、愈创木酚、正己醛、苯甲醇、2-戊醇、1-辛烯-3-醇、双戊烯、榄香烯、2,3,5-三甲基吡嗪。

大曲发酵成熟后一般要经过4～6个月的贮存，贮存期间风味物质成分发生优化组合，包括酸类、醇类物质的积累，酯类物质及含氮类物质等重要风味物质的形成，生青味、异味物质的挥发使其含量不断降低，有利于优质白酒风味的形成，目前大曲中还有很多的有益未知成分，需要进一步的定性和定量。

2 菌系

由于地域环境的差异，浓香型大曲中优势微生物种群差异较大，主要有4类：霉菌、细菌、酵母菌、放线菌。其中细菌数量和种类最多，霉菌数量和种类次之，酵母的数量和种类较少，放线菌几乎难以检出。目前，浓香型大曲确定到种的细菌有341种（44种不可培养），真菌有83种（28种不可培养）。由于环境微生物对温度的高度敏感性和对培养基成分的高度选择性，再加上区域环境微生物种类和数量的差异，大曲中微生物菌系也是动态变化的，大曲经过一段时间的贮存，菌系趋于平衡和稳定。

2.1 细菌

细菌是大曲中产蛋白酶和香味物质的重要菌类。在高温条件下，部分细菌能分解大曲原料中的蛋白质产生的酚类、酯类、醛类等挥发性香味物质，从而赋予大曲独特的曲香味。

浓香型大曲菌系中的细菌数量和种类最多，目前已知的浓香型酒曲微生物细菌有24个目，55个科，83个属，341种，其中44种不可培养。常见的细菌有芽孢杆菌、乳酸菌、醋酸菌等。其中，芽孢杆菌的数量最多，种类最丰富。

芽孢杆菌属细菌可以产生吡嗪、芳香族类、有机酸类物质，对白酒的风味产生重要作用[9-10]。梁金辉等[11]研究发现，古井贡酒大曲中的细菌主要为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、类芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、微小枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌等。周新虎等[12]和廖建民等[13]分别对洋河大曲、四川泸州大曲的研究也均证实，中温大曲芽孢杆菌数量多，种类也较多；球菌数量少，种类比较单一，主要是乳球菌类；无芽孢杆菌主要是醋酸杆菌和乳酸杆菌。

大曲中的乳酸菌代谢产物乳酸可降低白酒刺激感、增加酒体的浓厚度、延长白酒后味、增加酒体的回甜感，同时乳酸也是形成乳酸乙酯及其他香味成分的重要基础物质；醋酸菌产生的醋酸是白酒的主要香味成分，同时也是丁酸、己酸及其它酯类的前体物。适量的乳酸菌、醋酸菌能在一定程度上抑制杂菌生长，并能促进美拉德反应和酿酒发酵，维护与保持酿酒微生态环境等。同时，乳酸菌等产酸菌在大曲中的大量存在，也会给大曲带来酸味、臭味等异味。

2.2 酵母菌

酵母菌是影响白酒发酵产酒的主要菌类，大曲中的酵母菌主要有产酒酵母、产酯酵母以及假丝酵母等。产酒酵母是酒曲中主要的产酒功能菌，能够将糟醅中的糖发酵为酒精。产酯酵母又称为生香酵母，能促进发酵过程中酯类的生成，形成浓香型白酒的特征风味物质。洋河大曲中酵母优势菌群为酿酒酵母、东方伊萨酵母、葡萄汁有孢汉逊酵母、结合酵母、假丝酵母、毕赤酵母等。

周新虎等[12]从洋河大曲中分离鉴定酵母菌8种，优势酵母为毕赤酵母和地霉属酵母。明红梅等[14]采用稀释涂布平板法从浓香型大曲中分离纯化得到1株酵母菌，该菌株发酵后的培养基质中含有浓郁的酒香味，经形态学观察和分子生物学鉴定，该菌株为异常威克汉姆酵母。孙晓璐等[15]从皖北酒企春季中温大曲中分离得到2株酵母菌，通过菌落特征、细胞形态、生理生化特性等常规分析方法，结合18S-ITS rDNA序列测定和系统发育分析，分别鉴定为球酵母（Cryptococcus magnus）和近玫色锁掷孢酵母（Sporidioboluspararoseus），其作为皖北地区白酒酵母菌的重要菌种资源，在白酒生产中具有一定的应用潜力。

2.3 霉菌

霉菌是大曲糖化力、液化力、酯化力的主要菌类，在大曲中的种类和数量对大曲质量起着决定性作用。霉菌种类不同，其代谢产物在大曲中发挥的作用也各异。浓香型大曲中的霉菌主要有红曲霉、黑曲霉、米曲霉、拟青霉和白地霉等，目前已知的浓香型大曲中真菌有23个目，33个科，47个属，83种，其中28种不可培养。

洋河大曲中分离鉴定霉菌12种，其中卷枝毛霉的数量在霉菌中占有绝对优势；曲霉属霉菌数量在霉菌中较少，但种类非常丰富，分别为寄生曲霉、米曲霉、黄曲霉、黑曲霉、溜曲霉和烟曲霉，其中前5种曲霉在霉菌中占有的比例相对较大，是大曲中的优势霉菌。剑南春大曲霉菌中的优势种群为总状毛霉、黑曲霉、散囊菌等。黄晓宁等[16]从浓香型大曲中分离鉴定霉菌9种，优势菌为谢瓦氏曲霉和米曲霉。笔者在安徽阜阳一家酒企自制的大曲中分离到伞枝梨头霉，且为绝对优势种群，占比95%以上，分析其原因可能与培养温度较低有关。

2.4 放线菌

关于浓香型大曲中放线菌的研究报道较少，仅游剑等[17]采用传统方法从枝江大曲春季和夏季发酵用大曲中分离得到了放线菌，初步鉴定以链霉菌属为优势菌群。可能原因是放线菌对生长条件要求较高，大曲培养条件难以满足其生长需要。加之取样的随机性及培养条件的非满足性都可能会导致分离失败。浓香型大曲中的放线菌较单一，以链霉菌为主；高温大曲中存在较丰富的高温放线菌，芝麻香型酒大曲中，高温放线菌属为优势菌属，芝香型大曲也属于高温大曲。

3 酶系

大曲发酵和白酒酿造中的生化反应过程均是由酶催化完成的，由于大曲菌系的复杂多样性，大曲酶系同样具有多样性，包括已知酶系和未知酶系，主要包括淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、脂肪酶、酯化酶和酒化酶等。目前，大曲酶系的研究主要集中于评价大曲发酵性能指标方面的淀粉酶、蛋白酶、酯化酶、酒化酶等。

浓香型大曲含有庞大而丰富的酶系，源于大曲中丰富的菌系，糖苷键相关酶系大于996种，蛋白酶/脂肪酶/脂酶系大于518种，大曲中的酶系对白酒风味品质具有重要贡献。酱香型大曲的糖苷键相关酶系大于182种。

3.1 淀粉酶

包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、淀粉糖化酶和异淀粉酶。α-淀粉酶又称液化酶，是一种内切酶，将淀粉水解为小分子糊精、少量麦芽糖和葡萄糖。β-淀粉酶能从淀粉分子非还原性末端依次切割α-1,4糖苷键，生成麦芽糖。淀粉糖化酶是一种外切酶，从淀粉分子非还原性末端切割α-1,4-糖苷键生成葡萄糖。异淀粉酶专一地作用于支链淀粉分子分支点处的α-1,6-糖苷键，产物为长短不一的直链淀粉。大曲中的淀粉酶系主要来源于细菌、霉菌。

王立钊等[18]研究了固态发酵白酒生产中糖化力对杂醇油生成量的影响，通过添加糖化酶来改变糖化力的大小。随着糖化酶用量的增加，杂醇油的生成量逐渐减少。糖化酶加量为1%时，杂醇油的生成量为0.316 g/L，比不加糖化酶时（0.49 g/L）减少了35.5%。糖化酶在白酒生产上提高出酒率、优质酒率及对微量成分的影响等应用还有很多相关报道[19]。

3.2 蛋白酶

蛋白酶是指能催化分解蛋白质肽键的一类酶的总称，将原料中的蛋白质分解成为小分子肽或氨基酸等物质。根据蛋白酶催化的最适pH不同，分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶。由于浓香型大曲在培养过程中酸度较高，存在的主要是酸性蛋白酶。

氨基酸经过不同微生物及酶的作用，生成大曲的曲香成分和白酒中的香味成分。研究表明，大曲中的酸度、酸性蛋白质含量、氨基态氮含量和淀粉转化率可作为大曲复合曲香的依据。

3.3 酯化酶

酯化酶是指催化醇与酸生成酯的一类生物酶，大曲酯化力的高低以酯化酶的含量来衡量。大曲在贮存期间，酯化力有一定的上升。研究表明，红曲霉、根霉、产酯酵母的酯化酶产生能力较强。酯化酶对成品酒的风味具有重要影响，己酸乙酯是浓香型白酒的特征香味成分，一些生香酵母能产己酸乙酯，某些红曲霉能合成己酸乙酯并排至胞外。酯化酶在水相中可将脂肪酶分解的脂肪酸、高级脂肪酸合成为油酸乙酯、亚油酸乙酯、棕榈酸乙酯等，对成品酒风味后熟起着重要的作用[20]。

3.4 酒化酶

酒化酶是指参与乙醇发酵的一系列酶的总称，属于胞内酶，主要存在于酵母细胞内。酒化酶是出酒率的基础，主要取决于大曲中酵母的种类和数量，在酒化酶的催化作用下，葡萄糖经EMP（糖酵解）途径生成丙酮酸，丙酮酸在无氧条件下以及脱羧酶催化下，失去CO2生成乙醛，乙醛还原生成乙醇。

浓香型大曲中酶系的种类和数量直接或间接地影响着白酒的品质和质量[21-23]，大曲中除了前述的主要酶类外，还有果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶、脂肪酶和大量未知酶类等。目前，对大曲酶系还缺乏系统性和全面性的研究，随着技术的不断发展，对浓香型大曲酶系的认知将更加全面。

4 结语

浓香型白酒的核心价值在于酒体中微量风味成分的含量、种类和比例，这些风味成分的形成始于浓香型大曲的发酵，又在之后多轮次的酒醅发酵中逐级放大和积累，最后通过蒸馏进入酒体。成品浓香型大曲的物系中对酒体贡献最大的是风味物质成分，成分复杂，种类多样，直接构成酒体风味成分或前体物质。随着研究的不断深入，相信会有更多的风味成分被分析出来，人们对大曲物系的认知将更加全面。大曲中的菌系和酶系是发酵的原动力和生物催化剂，在白酒发酵过程中，通过大曲中的菌系和酶系在物系中的流动，实现物质转化，从而进一步产生醇、酸、酯等有机成分。优质的浓香型大曲必然是物系、菌系与酶系三者之间的动态平衡体，物系是基础，菌系是灵魂，酶系是关键，三者相互作用、相互影响，是酿造优质浓香型白酒的保障。