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河南地区是我国重要的白酒生产省份和酒类文化强省,所生产出来的大多数白酒都是浓香型白酒。俗话讲“老窖产好酒”,窖泥中微生物菌群质量的好坏对酒的质量有决定性的影响。针对豫酒部分生产企业白酒香气不足,尤其是主体香不突出的问题,本课题选取河南两个地域、生产工艺、原料基本接近的白酒厂为样本,采用气相色谱法分析新老窖池所产基酒的主要挥发性香味物质的含量,并使用Illumina-Miseq高通量测序技术分析了新老窖泥的微生物群落结构、功能菌株(包括己酸菌、丁酸菌和产酯酵母等);然后通过单因素和响应面设计研究了窖泥功能菌复配的关键参数,设计出窖泥养护液配方,进而制备窖泥养护液并应用于白酒模拟酿造,从窖泥感官、理化指标及白酒主要挥发性香味物质含量等方面对其进行效果评价,以期达到提高白酒中主体香味成分含量,改善白酒品质的目的。初步实验结果如下:(1)采用气相色谱法检测河南驻马店某酒厂新窖池及老窖池所产基酒的主要香味物质,分析了窖泥微生物群落结构。结果表明:老窖所产基酒的己酸乙酯、乙酸乙酯等酯类物质及助香的高级醇类含量均高于新窖;新窖泥中芽孢杆菌纲(Bacilli,P≤0.01)、乳酸菌属(Lactobacillus,P≤0.01)显著高于老窖泥,老窖泥中梭菌纲(Clostridia,44.44%)、产己酸菌属(Caproiciproducens,31.45%)、产乙酸嗜蛋白菌属(Proteiniphilum,28.12%)及氢孢菌属(Hydrogenispora,16.08%)具有显著优势,其中Limnochordia(P≤0.05)、氢孢菌属(Hydrogenispora,P≤0.05)显著高于新窖泥,分析得出老窖泥中与白酒增香有关的细菌菌群多样性和丰度较高;新窖窖泥甲烷微菌纲(Methanomicrobia,P≤0.05)、unclassified_k__norank_d__Archaea(P≤0.01)、甲烷八叠球菌属(Methanosarcina,P≤0.05)显著高于老窖窖泥,而甲烷杆菌纲(Methanobacteria,P≤0.05)、甲烷杆菌属(Methanobacterium,P≤0.01)显著低于老窖窖泥;分析真菌微生物群落结构,老窖泥除了与新窖泥共有的优势菌纲(含量>1%)包括散囊菌纲(Eurotiomycetes)、银耳纲(Tremellomycetes)外,还增加了半子囊菌纲(Saccharomycetes)、粪壳菌纲(Sordariomycetes)、旋毛纲(Intramacronucleata)、norank_p__Mucoromycota。属水平上,老窖泥中除了与新窖泥共有的优势真菌属(含量>1%)外还增加了毕赤酵母属(Pichia)、假丝酵母(Candida sp.)等,假丝酵母(Candida sp.)是合成己酸乙酯和乙酸乙酯的关键。对另一家漯河某酒厂的基酒主要香味物质进行了检测,高通量测序技术分析其新窖和老窖细菌群落组成在窖壁上层、中层和下层空间上的变化,结果发现,老窖所产基酒的己酸乙酯、乳酸乙酯及乙酸乙酯含量较高,而丁酸乙酯含量较少;乳酸菌属(Lactobacillus)无论在新窖池还是老窖池中自窖壁下层至窖壁上层含量均呈增加的趋势,产己酸菌属(Caproiciproducens)在新窖池和老窖池中自窖壁上层至窖壁下层含量均呈增加的趋势。将窖壁上、中、下层微生物求和计算,由窖壁微生物群落组成可以推测得到产己酸菌属(Caproiciproducens)在老窖窖泥中丰度较高,乳酸菌属(Lactobacillus)丰度较低,此结果与前者分析结果有一致性。(2)采用乙醇醋酸钠培养基,兼性厌氧分离出一株产己酸菌株JS-4,经分子生物学鉴定为解硫胺素芽孢杆菌属(Aneurinibacillus),采用丁酸菌分离培养基,兼性厌氧分离出一株产丁酸细菌DS-5,经分子生物学鉴定为类芽孢杆菌属(Paenibacillus)。采用皂化回流法筛选出产酯较高的酵母菌JN3,总酯含量为3.02 g/L,经鉴定为汉逊德巴利酵母属(Debaryomyces)。对JS-4菌株进行产酸性能测试,结果得出最佳的JS-4菌株接种量为10%,初始p H值为7,乙醇含量为2%,发酵时间为7 d,发酵温度为37℃。对丁酸菌进行产酸性能测试,结果发现其产丁酸的最佳接种量为10%,初始p H值为7,发酵时间为5 d,发酵温度为37℃。丁酸菌具有一定的产己酸能力,随着发酵时间的增加,己酸含量逐渐升高,丁酸含量先升高后降低。(3)将分离出的JS-4菌株与DS-5菌株分别按照不同的比例且接种量为10%接入到己酸菌液体培养基中,结果显示,当己酸菌与丁酸菌比例为1:2时,己酸含量达到最高值为4.37 g/L。然后将己酸菌、丁酸菌和酵母菌三元菌复配通过单因素和响应面法进行产己酸发酵条件优化,分析得出最优的发酵温度为33.36℃,酵母菌接种量为12.99%,葡萄糖添加量为2.61%,在此试验条件下进行试验,优化后己酸含量为3.42 g/L。(4)将窖泥养护液应用于模拟的白酒酿造中,经过发酵后,窖泥的感官和理化性质方面均得到提升。采用气相色谱法测定蒸馏的白酒的主要香味物质,结果发现实验组产出的白酒的乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯含量高于对照组,分别高出7.14%,21.03%,11.98%,19.18%,而且,实验组三大酸和四大酯类物质与对照组相比提高了13.75%,说明使用窖泥养护液可以提高酯化能力,在提升酒质方面有良好的效果。总之,老窖产好酒是由于老窖具有较高丰度的与白酒增香有关的菌群,决定白酒质量的关键因素是有优质的微生物群落结构。从窖泥中分离出产己酸JS-4菌株、产丁酸DS-5菌株及产酯酵母JN3菌株,通过三元菌复配并制备为窖泥养护液应用于白酒模拟酿造。经实验分析制备的窖泥养护液具有养护窖泥,提高白酒主体香味物质含量的效果,为解决白酒企业白酒香气不足、香味不典型问题及提升、稳定酒质提供了理论依据。