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浅谈乳酸菌在黄酒生产中的作用!

2021-02-22作者:百欧博伟浏览次数:103  来源:北京百欧博伟生物技术有限公司

浅谈乳酸菌在黄酒生产中的作用!


乳酸菌具有促进酿酒的发酵,维持与保持酿酒微生态环境的作用;乳酸菌代谢产物具有多样性,其主要代谢产物乳酸与其他有机酸具有调整发酵醪PH值、抑制杂菌生产、维护正常发酵,提高出酒率的作用。同时,乳酸菌是形成乳酸乙酯及其他香味成分的重要基础物质,具有矫正香气和口味、增加浓厚感、稳定香气、柔和酒体和提高黄酒质量的作用。

乳酸菌以代谢产物命名,是利用碳水化合物(主要指葡萄糖)发酵成乳酸的一类菌群的统称,主要有霉菌类(根霉、毛霉、芽枝霉菌)、酵母菌类、细菌类(球菌与杆菌)。其中,以细菌较为常见。目前,已发现的乳酸细菌有50种。


乳酸菌发酵分为两类:一类是同型发酵,其发酵过程中只产生乳酸,进行同型乳酸发酵的菌群类有链杆菌、链球菌、德氏杆菌、保加利亚杆菌、酪乳杆菌等;另一类为异型发酵,异型乳酸发酵的微生物有肠膜状明珠菌、短乳杆菌、番茄乳杆菌、甘露乳杆菌、真菌中的根霉和毛霉等,这类乳酸菌在发酵过程中除了产生乳酸外,还能生成微量乙酸、琥珀酸、富马酸、丙酮酸等有机酸以及乙醇、二氧化碳等。


一、乳酸菌与黄酒酿造的关系


酿造黄酒离不开乳酸菌参与生化反应,在一定程度上由乳酸菌代谢产生的乳酸与酵母发酵生成的酒精反应生成乳酸乙酯的含量,决定了黄酒的风味。因此,要酿制名优黄酒就必需先了解米浆水和发酵中的乳酸菌体系,掌握乳酸菌的体系和作用有助于控制工艺条件,促进酿酒有益菌生长,提高黄酒产品质量。


1、黄酒米浆水中分离乳酸菌的选育和研究


黄酒工艺中的浸米不仅便于蒸煮,而且在浸米过程中产生的乳酸存在于米浆水中,应用于黄酒酿造具有现实的作用。由于传统浸米过程时间较长,米的淀粉损失多。通过厌气培养,从米浆水中分离出乳酸菌在浸米时将所选育出的乳酸菌按2%-3%,接入到浸米水中,浸米时间为9天,使乳酸菌量上升到1亿/l以上,酸度为13.8g/l,基本达到要求。


经生产试验结果看,符合绍兴加饭黄酒标准,并且风味比传统原样加饭酒略有提高。


2、乳酸菌在黄酒发酵过程中的作用


传统高浓液态法黄酒是开放式与半开放式和抑制式的生产。通过浆水、曲、淋饭酒母、酿造用水等进入酒醪中。由于麦曲、浆水、淋饭酒母、酿造用水及发酵容器内微生物群落存在差异,其物质代谢、能量代谢的方面不同,导致黄酒特征风味的差异。乳酸菌不仅是黄酒酿造中主要微生物,也是浆水中重要功能菌。


⑴乳酸菌能调整酒醪PH值,抑制杂菌生长繁殖,起到以酸制酸作用。


乳酸菌群与酵母菌、曲霉菌共同参与黄酒发酵,俗称“三边发酵”.毛青钟在《黄酒发酵过程中乳酸杆菌的功与过》一文中认为,乳酸杆菌能耐低PH值(PH值为3.3-3.5),发酵糖产生大量乳酸。在黄酒发酵过程中,降低和维持低PH值,形成黄酒中有效成分乳酸。黄酒为开放式发酵,而乳酸杆菌的大量生长,能够产生并累积乳杆菌素以及维持低PH值,抑制其他细菌的生长繁殖,而对酵母无抑制作用。


为适应发酵醪液的环境,酵母菌自身进行特定的染色体适度重排,酵母菌种本身能够适应在低PH或有乳酸杆菌等黄酒发酵醪液的环境。


⑵为黄酒发酵微生物提供营养物质,促进酿酒微生物的生长繁殖。


乳酸菌群在黄酒酿造生产过程中正常发挥代谢活性,能直接为其他微生物提供生长繁殖可利用的必需氨基酸(如赖氨酸、蛋氨酸等)和各种维生素,还能提高矿物元素的生物学活性。


⑶促进黄酒酿造中酶系的糖化与发酵,有些乳酸菌能够自溶产生活性成分。


乳酸菌本身所产生的酸性代谢物质,维持和保证了酿酒发酵微酸性环境,有利于黄酒酿造酶系糖化与发酵的顺利进行,提高原料利用率。


⑷有利于保持和改善黄酒酿造中的微生态环境。


在黄酒前发酵与主发酵期间,主要是高温乳酸菌生长、繁殖、发酵。而在酿酒发酵的后期,主要是低温乳酸菌群的生长、繁殖、发酵。由于厌氧乳酸菌的繁殖,代谢产生较多乳酸,使酒醪酸度上升,有效地抑制了其他的部分杂菌的代谢活动。同时在乳酸菌生长代谢过程中,会产生一些具有抗微生物活性的物质,如有机酸、过氧化氢、二氧化碳等。这些物质均在体外表现出抑菌活性,而且很多乳酸菌都能产生细菌素,如乳链菌素、噬酸菌素、乳酸杆菌素等,这些物质在保持和改善黄酒酿造微生态环境的稳定与协调中发挥着重要的调节作用。而且在后发酵中由于醪温降低,形成部分高温乳酸菌死亡、自溶,给酵母和低温乳酸菌发酵提供了丰富的营养物质。乳酸菌群与酵母菌、曲霉菌的协同作用。


⑸促进酿酒的香味物质及香味的前驱物质的生成。


乳酸菌在黄酒发酵中主要产生乳酸外,还产生少量乙酸、琥珀酸、富马酸、甲酸、丙酸、二氧化碳及其他微量醇、醛、酸等。乳酸通过酯化生成乳酸乙酯等。


在不同条件作用下,不同的乳酸菌种类产生乳酸与其它有机酸比例不同,同样生成D一乳酸、L-乳酸、DL-乳酸的数量不同。因此,以乳酸为前体物质可生成黄酒多种香味物质,提高了黄酒风味的复杂性和完美性。


⑹多种乳酸菌混合生长繁殖,有利于提高黄酒酿造中微生物的生物活性。


传统黄酒酿造生产过程中多种微生物共存,各种酿酒微生物之间关系密切,多种乳酸菌混合生长与繁殖,厌氧的菌株与非严格厌氧菌株进行共同培养,可以提高黄酒在整个发酵期间特别是后期的厌氧菌的数量和存活率,可延长黄酒发酵过程中微生物的存活时间,提高酿酒发酵微生物的活性。其中乳酸、琥珀酸就有促进醋酸菌生长的作同。


二、乳酸菌代谢产物在黄酒中的含量与作用


1、乳酸在有机酸中的地位和产生途径


乳酸菌在黄酒发酵中除产生乳酸外,还能生成多种微量有机酸。以乳酸为底物,还可以生成丙酸、丁酸等其它有机酸。而以上这些有机酸(包括乳酸)通过酯化反应生成相应的乙型酯,是黄酒的重要香味来源。黄酒中有机酸主要以乳酸为主,在绍兴加饭酒中乳酸含量最高为4642.8mg/l,最低为2952.4mg/l,占绍兴加饭酒4种有机酸含量为40%-60%.在以前文献报道中柠檬酸的含量一般并不高,但是在新的研究中,含量为1306.3mg/l-3709.9mg/l,占酒样中总酸的20.14%-46.96%.


乳酸在黄酒中产生途径主要是米饭搭窝培养制淋饭酒母时,酒药、毛霉作用生成乳酸为主和其他琥珀酸、反丁烯二酸,其余在清浆水和黄酒酒醪中由于乳酸杆菌、链球菌的作用生成乳酸等有机酸。


2、乳酸是代表各种类型黄酒特征的有机酸


在各类型黄酒中的主要酸类有乳酸,其次是磷酸、琥珀酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸等。在黄酒四大酸(乳酸、磷酸、琥珀酸、柠檬酸)中,乳酸含量最高。


在干型上海甲黄酒中乳酸占总酸量83.52%-70.71%,半干型在花雕酒中乳酸含量占总酸量76.55%,甜型封缸酒中乳酸含量占总酸量73.47%,江苏老酒中乳酸含量占总酸量71.95%,长春玉米酒中乳酸含量占总酸量67.97%.


3、乳酸乙酯在黄酒芳香酯中的含量与地位


黄酒中部分乳酸乙酯是由乳酸在酵母酯化作用下生成乳酸乙酯:CH3CHOHCOOH+C2H5OH--C2H4OHCOOC2H5+H2O,即每100mg乳酸乙酯折合乳酸76.18mg.黄酒中乳酸乙酯含量为341.29mg/l-917.50mg/l,折合乳酸为260mg/l-698.9mg/l.因此,有一定数量的乳酸在酵母脂化作用下生成乳酸乙酯;并且黄酒经陈酿后乳酸和乳酸乙酯含量都有所增加。


乳酸乙酯的含量在黄酒酯类物质中的具有重要地位,其含量占总酯的83.18%-70.73%;正是由于乳酸乙酯在黄酒特征的香味成分含量的不同比重,才形成了多种类型黄酒的浓郁香气。


三、乳酸菌代谢产物在黄酒风味中的功能与作用


1、乳酸在黄酒风味中的作用与地位


⑴乳酸的性能与特征。


乳酸菌的主要代谢产物为乳酸,又α-羟基丙酸,含有一个羟基和一个羧基。发酵的乳酸多是L型,熔点16.8℃,沸点高达122℃,相对密度1.249.乳酸达高浓度时缩合成酯,成平衡状态。由两分子乳酸缩合而成的酯称为乳酰乳酸,再脱水则成丙交酯。


乳酸风味特征在0.007g/100ml-0.016g/100ml时,呈柔和有浓厚感,过量发涩。


⑵乳酸能减轻黄酒的活性感,增加酒体的醇和度。


乳酸虽然分子量小,含有羟基和羧基,很容易与水分子、乙醇分子形成氢键。正是由于乳酸在酒中具有较强的附着力,意味着与口腔的味觉器官作用时间长。同时乳酸可以通过氢键与酒体中的易挥发的小分子结合,在小分子与大分子之间充当桥梁与纽带作用,使酒体中的大分子,小分子及微量元素更易形成胶体,加上乳酸本身口味的微酸、微涩、柔和,有浓厚感等特点。


⑶乳酸能调和口味,柔和酒体,稳定香气。


由于黄酒中的乳酸含量多,使酒质柔和浓醇,给黄酒带来良好的风味。同时与其他有机酸相互融合和恰当含量就显的比较柔和顺滑,对酒的口味起到缓冲平衡作用,使酒质调和,减少辛辣味。而且乳酸具有黏度大、沸点高、易凝固的特点,所以能改变酒中气味分子的挥发速度,起到调和体系口味,稳定酒质香气的功能。


⑷乳酸是黄酒新酒老熟的有效催化剂和稳定剂。


长期以来,对于新黄酒催陈老熟的问题,黄酒行业中使用了多种方法,但效果并不明显。


其实黄酒中的有机酸本身就是很好的老熟催化剂,而乳酸更特别,从乳酸的分子结构来看,其水溶性、醇溶性、酯溶性更好,在酒体中与酒中的香与味成分的纽带和连接剂,形成胶体,能有效地缓解酒中的酯类水解,促进酒体稳定,同时也有利于新酒的老熟,改善酒体中各风味物质的融合程度,增加酒体香气的复合性,显出乳酸的稳定老熟剂的作用。


2、乳酸乙酯在黄酒风味中的作用与地位


⑴乳酸乙酯的性状与特征。


乳酸乙酯为无色挥发性液体,具有特殊的朗姆酒,水果和奶油香气。沸点154℃,闪点46℃。混溶于水、醇类、酮类、醚类和油脂。


⑵增加黄酒的醇甜感。


乳酸乙酯的风味特征是香味弱、味微甜,适量的乳酸乙酯有醇厚感。


黄酒中含有较高的乳酸乙酯,可以增加酒体的协调性和醇甜感,同时,还可以增加黄酒酒体的醇和度。


⑶延长黄酒余味,丰富味感。


乳酸乙酯由于它的分子构成,与乙醇、酯类、水都具有较好的互溶性,这一性状决定了它是一种不挥发性酯类,其总酯规律是乳酸乙酯>乙酸乙酯>丁二酸二乙酯>甲酸乙酯。


正是由于含量高及恰当的含量与比例,能延长酒体丰富的味感,协调香气,文章来源华夏酒报增加余味。


⑷增加黄酒的香气和柔和温润。


乳酸乙酯在酒体中与各成分的分子间形成胶体溶液,具有较柔和的味觉,其以适当的比例和含量存在于酒体中,就能减轻酒体的刺激感,而且还能更好地体现黄酒的柔和温润及香气的醇和度。


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