DOI：10.13746/j.njkj.2018299

酱香型白酒酿造过程中微生物

及其代谢产物研究进展

戴奕杰1，2，李宗军1，田志强2，孟望霓2

（1.湖南农业大学食品科技学院，湖南长沙410128；2.贵州省产品质量监督检验院，贵州贵阳550016）

摘要：酱香型白酒是中国特有的蒸馏酒，其生产工艺独特，酒体风味独到，以茅台酒为典型代表而在

世界范围内享有极高知名度，是中国发酵食品行业的名片之一。酱香型白酒发酵的生物化学及微生物

变化主要发生在大曲制作、堆积发酵和下沙3个主要工序，其主要工艺特点为高温制曲、高温堆积、多轮

次固态发酵、发酵周期长、贮存时间长，每一道工序在酱香白酒的生产中都是不可或缺的部分，使酱香白

酒的生产周期近1年才得以完成。独特的工艺造就其特定的微生物群落结构及其生物代谢过程，这是

形成酱香风味的重要物质保障。研究酱香型白酒酿造过程中微生物及其代谢过程，对于揭示其风味形

成机制、优化工艺过程控制、提升产品质量、提高原料的利用率等具有重要意义。对近年来关于酱香型

白酒生产过程的微生物及其代谢产物的研究成果进行归纳分析，旨在推陈出新，进一步运用现代生物技

术，特别是微生物多样性解析和代谢组学技术来揭示中国传统酱香白酒的生产原理。关键词：酱香型白酒；酿造；微生物；风味物质

中图分类号：TS262.3；TS261.1；Q93-3；TS261.4文献标识码：A文章编号：1001-9286（2018）11-0085-12

ResearchProgressinMicrobesandTheirMetabolites

DuringtheFermentationofJiangxiangBaijiu

DAIYijie1,2,LIZongjun1,TIANZhiqiang2andMENGWangni2

(1.CollegeofFoodScienceandTechnology,HunanAgricultureUniversity,Changsha,Hunan410128;

2.GuizhouProductQualitySupervisionandInspectionInstitute,Guiyang,Guizhou550016,China)

Abstract:JiangxiangBaijiuistheChinese-specificdistilledliquorproduct,ithasuniqueproductiontechniquesandspecialliquor

bodyandstyles.Maotai,asthetypicalrepresentativeofJiangxiangBaijiu,iswell-knownworldwide,anditisthemostfamouscard

ofChina’sfermentingfoodindustry.ThebiologicalandchemicalchangeandmicrobialchangeofJiangxiangBaijiumainlyoccurin

threemainproceduresincludingDaqu-making,stackingfermentation,andgrainsaddition.Thecharacteristicsofthethreemainproce-

duresincludehigh-temperatureDaqu-making,high-temperaturestacking,multiple-timessolid-statefermentation,longfermentation

period,andlongstorageperiod.EachprocedureisanindispensablepartintheproductionofJiangxiangBaijiu.Accordingly,the

wholeproductionprocesscouldbecompletedinnearlyoneyear.Theuniquetechnologyresultsinthespecialmicrobialfloraand

theirmetabolism,whichcouldguaranteetheformationofJiangxiangflavour.Theresearchonmicrobesandtheirmetabolismisof

greatsignificanceinrevealingtheformationmechanismofJiangxiangflavour,optimizingtechnicalcontrol,improvingproductquali-

ty,andincreasingtheutilizationrateofrawmaterials.Inthispaper,theresearchprogressinmicrobesandtheirmetabolitesduringthe

收稿日期：2018-09-25作者简介：戴奕杰（1984-），女，博士研究生，高级工程师，主要研究方向：食品微生物，E-mail：dyj1003@163.com。通讯作者：李宗军（1967-），男，教授，主要研究方向：食品生物技术，E-mail：hnlizongjun@163.com。优先数字出版时间：2018-10-18；地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20181018.1430.002.html。酿酒科技2018年第11期（总第293期）·LIQUOR-MAKINGSCIENCE&TECHNOLOGY2018No.11(Tol.293)85酿酒科技2018年第11期（总第293期）·LIQUOR-MAKINGSCIENCE&TECHNOLOGY2018No.11(Tol.293)

productionofJiangxiangBaijiuwassummedupinordertofurtherrevealtheproductiontheoryofJiangxiangBaijiubyuseofmod-

ernbio-techs,especiallymicrobialdiversityanalysisandmetabonomics.Keywords:JiangxiangBaijiu;fermentation;microbes;flavoringsubstance

中国白酒作为世界著名蒸馏酒之一，其独特的

固体发酵剂及其制备方法、悠久而底蕴深厚的发酵

工艺、复杂而协调的酒体风味是世界其他蒸馏酒无

法比拟的。中国白酒分为四大基础香型——浓香、

酱香、清香、米香，之后通过不断的工艺融合和技术

创新，以此四大香型为基础又逐渐形成了芝麻香、

兼香、凤型、特型、老白干、豉香等共计十二大香

型。其中，以茅台为代表的酱香型白酒因其独特的

品质而广受国内外消费者的好评。同时，其复杂的

“九次蒸煮，八次发酵，七次取酒”生产工序中所蕴

含的微生物代谢作用机理及物质变化过程一直是

业内所研究的重点。

酱香白酒酿造工艺中高温大曲制作、堆积发

酵、窖内糟醅发酵等过程实质上等同于体系微生态

的变化，此微生物区系与同体系内的能量转换及物

质传递紧密结合，从而发生变化。目前，现代生物

前沿科技及人工智能已经运用于酱香白酒的生产

过程研究，如微生物测序技术、微生物组学技术、代

谢组学技术、生物传感技术、人工智能调香技术等，

这些技术的运用逐步揭示了酱香白酒生产过程中

的微生物演变及酒体风味物质组成。

1酱香型白酒酿造工艺概述[1]

酱香型白酒风味特点重在突出一“酱”字，业内

将其感官特征总结为“微黄透明、酱香突出、幽雅细

腻、酒体醇厚、回味悠长、空杯留香持久”。这几个字凝结的是无数代酿酒工作者的心血，传承的是华

夏“酱酒”的精髓之处。酱香型白酒的生产工艺的

特点为“四高两长，一大一多”，即采用高温制曲、高

温堆积、高温发酵、高温馏酒、生产周期长、贮存时

间长、大用曲量和多轮次发酵。这样的工艺使得酱

香型酒的香型和风格与我国其他白酒迥然不同。

关键工序见图1。

糟醅高温堆积的过程实质是富集各种有益微

生物，淘汰一部分杂菌，由此进入多轮次的发酵，产

酒的同时也生成多种风味物质，再经高温馏酒工

序，使得酒精蒸出的同时也将发酵过程中所生成的

高沸点、水溶性的酱香物质（如酸、醇、氨基酸等）富

集于酒液中，形成酒体酱香风味。基酒通过长时间

的贮存，再经勾兑后贮存一段时间便可作为成品酒

包装出厂。酱香酒独特的生产工艺造就其独树一

帜的品质，离开这基本工艺就酿不出高品质的酱香

酒，实质是对工艺的研究，这样才能保证研究内容

及成果和实际相符。

2酱香酒功能微生物研究概况

2.1酱香酒酒曲微生物类群研究

通过查阅文献[2-12]，比对酱香高温大曲、浓香中

温大曲、清香低温大曲中微生物多样性，见表1。

从文献报道可看出[2-12]，酱香高温大曲中芽孢

杆菌种类较多，而正是由于高温工艺，使得部分真

菌无法有效繁殖富集；浓香中温大曲中芽孢杆菌明

图1酱香白酒生产部分关键工序图示86

显没有酱香大曲的多，但霉菌及酵母的数量比酱香

大曲多，种类也更为丰富，这是因为其制曲温度较

低，适合真菌的繁殖富集；清香型低温大曲中微生

物种类相对前两者要少。3种不同香型白酒酿造中

有些微生物是共有的。据报道[13]，细菌、酵母、霉菌

在糖化、产酒、酒质等方面均具有明显的相互作用，

并且以三者为基础制成微生物菌剂应用于实际生

产，在出酒率和酒体风味物质上都有显著的提高。

此类研究揭示着中国白酒各香型间是具有相互联

系的，而微生物的共性研究可以为探索相互间的关

系提供路径。

2.2酱香白酒酿造过程中的细菌

中国传统白酒的生产是处于开放式的环境，环

境微生物对酿酒的影响至关重要，细菌在中国白酒

的酿造中扮演着重要的角色，从产香、生香作用上

来说，细菌对酱香白酒的酿造尤为重要，比如产酯

香功能细菌可明显提高酒醅的蛋白酶活力、氨态氮

含量和酯化力[14]。以茅台成品大曲为例，其中90%

的微生物为细菌，数量可以达到107个/g曲[15]，所以

其又被称为“细菌曲”[16]。细菌广泛存在于酱香白

酒制曲、堆积、酒醅发酵等工艺过程中，主要以芽孢

杆菌属、乳酸菌属、醋酸菌属、梭菌属等为主[17]。酱

香高温大曲因制曲温度高达60℃，所以带入的细

菌亦为嗜热细菌[18]。此部分细菌活跃于高温大曲

中，产生丰富的呈香前体物质，以大曲作为媒介带

入到酱香白酒的整个酿造阶段，后经堆积发酵、窖

池发酵，再次富集培养环境中更多的微生物，于体系中形成酱香酒独特的微生物菌群结构[19]。有研

究报道[20]，大曲中细菌群落结构多样性高于堆积酒

醅，而且对于高温堆积工序，同一轮次中变化趋势

为：堆积中期＞堆积后期＞堆积前期。经研究证明

[21]，芽孢杆菌是酱香白酒生产中的主要产香功能细

菌，它可分泌丰富的酶系，如蛋白酶、淀粉酶、纤维

素酶等，作用于小麦、高粱等酿酒原料进而产生丰

富的氨基酸、糖类等物质，再通过后续系列的生化

反应生成具特殊风味的芳香类化合物。另据研究

报道[22-24]，酱香高温大曲制曲过程中多种游离氨基

酸可发生美拉德反应，促进酱香风味的形成，而芽

孢杆菌推动了此反应的进行。

2.2.1细菌群落结构的变化研究

研究酱香白酒生产过程中细菌群落结构及种

类数量上的变化，以及与环境之间的内在联系，可

为揭示酱香风味形成机理提供理论指导。细菌广

泛存在于制曲及其制酒过程中，王晓丹等[26]对3种

不同酱香高温大曲中细菌群落组成进行研究，其中

地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)和解淀粉芽孢

杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)数量在芽孢杆菌中

远高于其他细菌。在杨代永的研究中也证实酱香

高温大曲中含有丰富的地衣芽孢杆菌，其芽孢杆菌

总数可达到2.118×107cfu/g曲[2]，并且多数为适宜

60～65℃下繁殖生长的嗜热菌。唐玉明等[25]对酱

香白酒轮次生产过程进行跟踪研究，结果表明，好

氧细菌数量发酵初期可最高达107个/g糟，发酵中

期减少到105个/g糟，其中，好氧芽孢杆菌基本维持表1不同香型大曲中微生物多样性比较不同香型大曲

酱香高温大曲(60～70℃)

浓香中温大曲(50～60℃)

清香低温大曲(40～50℃)微生物种类

芽孢杆菌属枯草菌群(包括地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、迟缓芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌等)；木糖葡萄球菌、产酸克雷伯菌、醋酸菌；曲霉属(黄曲霉、米曲霉等)，毛霉属(总状毛霉、卡盛毛霉、微小毛霉等)，根霉属(毛状根霉、米根霉、黑根霉等)；酵母菌(汉逊酵母、假丝酵母、毕赤酵母、丝孢酵母等)

芽孢杆菌(地衣芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌等)；木糖葡萄球菌、产酸克雷伯菌、醋酸菌；曲霉属(黄曲霉、米曲霉、黑曲霉、温特曲霉等)；毛霉属(总状毛霉、卡盛毛霉、微小毛霉、构巣毛霉)，根霉属(毛状根霉、米根霉、黑根霉、华根霉)，犁头霉属(伞枝梨头霉、蓝色梨头霉)，红曲霉属(红色红曲霉、紫色红曲霉、烟色红曲霉)，青霉属(桔青霉、岛青霉)，酵母菌(假丝酵母属、毕赤酵母属、固囊酵母属、德巴利氏酵母属、卵孢酵母属、贝酵母、酿酒酵母）

芽孢杆菌属枯草菌群(地衣芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、矮小芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌)；醋酸菌、肠杆菌科；根霉属(米根霉、黑根霉、华根霉)，犁头霉属(伞枝梨头霉、蓝色梨头霉)；酵母菌(汉逊酵母、毕赤酵母)；拟内孢霉属、乳酸菌戴奕杰，李宗军，田志强，孟望霓·酱香型白酒酿造过程中微生物及其代谢产物研究进展87