酱香型白酒风味物质的形成与微生物关系的研究现状与进展
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Key words : microganism ; Mailard reactio n ; Maotai wine wit h soysauce2like aroma
酱香味是我国一些传统调味品所具有的独特风 味 ,酱香型白酒更是中国白酒的一大香型 ,以酱香味 遐迩于世的茅台酒便是其典型代表 。我国对酱香型 白酒风味物质的研究最早始于 1956 年国家科委制 订的 12 年长远科技发展规划 ,其中列有“总结提高 贵州茅台酒传统特产食品”项目 ,此后对酱香型白酒 酿造微生物和酱香型风味物质的研究多数以茅台酒 为代表进行 。1975 年 ,贵州轻工科研所开始对茅台 酒酿造微生物进行研究 ,认定茅台酒曲是一种高温 细菌酒曲 。酒曲中以芽孢杆菌最多 ,鉴定的 17 种芽 孢杆菌 (枯草芽孢杆菌) 中有 5 株产生黑色素 ,这些 菌株在碎麦粉中培养 , 也可生成像茅台酒曲的香 味[1] 。2003 年庄名扬又从酱香型高温大曲中分离 得到了 功 能 菌 B321 菌 株 ( B aci l l us hichcni f arm is 酱香 B321 ) [2 ] ;此外气相色谱分析 、液相色谱分析 、气 质联用分析等技术也被相继应用于酱香型白酒风味 物质的研究上 ,酒体香味成分分析方面的研究也有 了突破性的进展[3] 。随着产香功能菌的研究不断深
生物间一些尚未知晓的协同作用和微生物代谢方 式 ,并新发现一些对食品工业生产有益的微生物 。
1 研究中存在的困难及其产生原因
近年来 ,国内有关研究单位与生产厂家 ,对酱香 型白酒的微量成分 、生产工艺进行了大量的研究与 分析 ,取得了一些有益的进展 ,但是对于酱香型白酒 风味物质的本质及酱香产生所必须的微生物种类尚 不清楚 ;而从其生理生化角度 ,对于微生物在酱香物 质产生过程中产生何种酶及其具体作用及各种微生 物之间存在怎样的相互协同作用等方面亦一直没有 确切的解释 。笔者认为困难存在的原因有以下几个 方面 : 1. 1 酱香型白酒的风味物质形成是多种微生物共 同参与的复杂过程
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清香
1 12 9 11 27 75 22 59
美拉德反应复杂 ,反应历程 、产物性质及其结构 用 ,它既是酿酒原料的重要组成部分 ,又直接参与乙
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
·132 · 贵 州 农 业 科 学
2007 ,35 卷
[ 摘 要 ] 酱香型白酒独特的酿造工艺形成了其特殊的微生物区系 ,这些微生物的代谢活动与美拉德反应的相互重迭作
用最终形成了酱香型白酒中一系列特殊的风味物质 。分析了近年来微生物与酱香型白酒风味物质形成关系的研究中存在的
一些难点 ,并对最新研究成果进行了综述 。
[ 关键词 ] 微生物 ; 美拉德反应 ; 酱香型白酒
多种微生物交织在一起的共同作用才形成酱香 型白酒独特的酱香味 ,每种微生物在酱香型白酒酿 造过程中不同时段的具体作用很难确切描述 ,尤其 是酱香白酒的高温制曲 、高温堆积 、高温发酵的独特 工艺形成了其特殊的微生物区系 ,使得微生物之间 的相互作用更加复杂 。高温制曲时温度高达 65 ℃, 这一过程淘汰了大部分不耐热的微生物 ,形成了以 嗜热芽胞杆菌为主的特殊细菌群 ,其中有些特殊细 菌在 100 ℃下煮沸 0. 5～1 h 仍可存活[4] 。高温堆积 阶段又是开放式生产 ,此过程网罗了大量的有益微 生物 ,起到了二次制曲的作用 ,使得微生物区系复杂
等 ,其中以细菌最多 ,念珠霉次之 ,酵母 、根霉 、毛霉 组分 。中国食品发酵工业研究所的胡国栋 、程劲
等较少 。堆积 (物) 和酒醅中又可分离得到大量球拟 松[7] 经过可靠的实验 ,证明了 DDM P 不具有酱香的
酵母 、假丝酵母等 ;枯草芽孢杆菌 、地衣芽孢杆菌等 特征 ,而且也不可能是酱香型白酒的特征香味组分 。
那些路线进行 ,又会有哪些产物形成 ,这些产物又有 了一定的进展 ,尤其是微生物在酱香产生过程中的
哪些是使酒体呈现酱香味所必须的 ,这仍然需要大 作用方面的研究意义深远 。
量的研究去讨论证实 。
2. 1 酿造过程中微生物的作用
2 研究进展
2. 1. 1 微生物的生香作用 酱香型白酒主香成分 是什么虽然没有定论 ,但来源于曲药却是公认的 。
[ 中图分类号 ] TS261. 1
[ 文献标识码 ] A
Re se arch Current Situation and Pro gre ss in Relationship s betwe en Formation of Sp ecial Flavour Materials of the Wine with Soysause2like Aroma and Microorganism Sp ecie s
酱香主体成分的不确定 ,使得研究酱香产生的
化合 物 , 文 中 首 列 的 就 是 酱 油 的 特 征 香 味 组 分 思路从源头上被封闭 ,因此只能着重从酱香的产生
H EM F (42羟基22 (5) 2乙基25 (2) 2甲基23 (2 H)2呋喃 过程进行分析 ,而产酱香的过程本身又极其复杂 ,受
贵州农业科学 2007 ,35 (2) :131～134 Guizhou Agricult ural Sciences
[ 文章编号 ]100123601 (2007) 022010020131204
酱香型白酒风味物质的形成与微生物关系的研究现状与进展
ຫໍສະໝຸດ Baidu
刘晓光 , 谢 和 3 , 屈 直
(贵州大学 生命科学学院 , 贵州 贵阳 550025)
入和分析技术的发展 ,为阐述酱香型白酒风味物质 的形成与微生物关系提供了更多的理论和技术支 持。
研究微生物与酱香味物质的关系 ,不仅有利于 改进酱香型白酒的生产工艺 、提高酒体质量及更新 酱香型白酒产品类型有着重要的意义 ,对我国整个 酱香食品工业的发展都会起到重要的促进作用 ;同 时 ,对这些复杂酿造微生物的研究亦可能揭示出微
L IU Xiao guang , XIE He 3 , QU Zhi
( College of L i f e Sciences , Guizhou Universit y , Gui ya ng , Guizhou 550025 , Chi na)
Abstract : A series of special flavo ur materials in Maotai wine is formed f rom t he mut ual overlapping reaction between
Mailard reaction and metabolic activity of t he microorganism species cult ured f rom t he unique brewing technique fo r Maotai wine wit h soysause2like aro ma. The main p roblems in research of relationship s between t he fo rmation of soysauce2like aro ma and microorganism species is analysed and t he latest research achievement s is reviewed in t he paper.
[ 收稿日期 ] 2006210225 ; 2006212207 修回 [ 作者简介 ] 刘晓光 (1979 - ) ,男 ,在读硕士 ,研究方向 :应用微生物 。E2mail :lxg_1979828 @163. com 3 通讯作者 , E2mail :xieheh @163. com
酮) ,并认为“酱香型白酒的主体芳香物有很大可能 多种因素的制约 ,这也就使研究上产生了更多的难
是呋喃类 、吡喃类衍生物”,这一观点引起了白酒界 题 。
对此类化合物的关注 ,但事过 10 余年 ,研究工作并 1. 3 与酱香产生密切相关的美拉德反应过程复杂
无实质性进展 。庄名扬 (1997) [6] 连续著文报道了酱
不仅受到氨基酸和糖类物质的种类 、性质的影响 ,还 醇和香味物质的形成 ,而特定的生产工艺为酒曲微
与反应时的水分 、p H 值 、温度和时间等有关[10] 。不 生物发挥作用提供了相应的外部环境 。
同的反应条件会明显影响美拉德产物的种类和数
尽管对于微生物与酱香风味物质关系的研究存
量 。在现有的酿造条件下 ,究竟美拉德反应会按照 在着很多困难 ,但是通过近几年来的研究仍然取得
1 23 292 116 969 662 886 25 4007 166 782 181 108 324
酱香
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(1) 42乙基愈疮木酚说 。( 2) 吡嗪及加热香气
现相同的产酱香功能 ,在这些微生物中 ,又有哪些微 说 ,认为生成酱香物质的途径有 : ①氨基酸的加热分
生物间可能存在对产酱香有益处的协同作用 ,这些 解 ; ②蛋白质热分解 ; ③糖与蛋白质反应等 7 种途
都是产酱香研究上无法回避的问题 。
径 。(3) 呋喃类和吡喃类说 ,该学说认为形成酱香的
种吡喃酮 , 即 2 , 32二氢23 , 52二羟 基262甲基 4 H2吡 中检测到的杂环类化合物见表[9] 。
表 几种名优白酒中杂环化合物的种类及含量
mg/ L
项目
吡嗪 22甲基吡嗪 2. 52二甲基吡嗪 2. 62二甲基吡嗪 2. 32二甲基吡嗪 22乙基262甲基吡嗪 22乙基252甲基吡嗪 三甲基吡嗪 2. 62二乙基吡嗪 四甲基吡嗪 吡啶 32异丁基吡啶 噻唑 三甲基恶唑
微生物在制曲和酿酒过程中起着十分重要的作 大曲中的微生物在酿酒中的主要作用是糖化 、发酵 、
美拉德反应是产生一系列香味物质的重要反
香型习酒功能菌的选育及特征组分的研究 ,该研究 应 ,该反应是一个集缩合 、分解 、脱羧 、脱氨 、脱氢等
从习酒的高温大曲中分离到 2 株能产酱香的芽胞杆 一系列反应的交叉反应 ,生成多种酮 、醛 、醇及呋喃 、
菌 ,经发酵培养 ,从发酵液的溶剂提取物中检出了一 吡喃 、吡啶 、噻吩 、吡咯 、吡嗪等杂环化合物[8] 。白酒
芽孢杆菌在高温阶段及陈曲中又占绝对优势[1] 。
到目前为止 ,关于酱香型白酒的特征香味成分 ,
酱香型白酒的酿造过程经历了多次的微生物区 在学术界仍有争论 ,众说纷纭 ,莫衷一是 。归纳起来
系更迭 ,在这如此众多复杂的微生物中哪些是有益 主要有以下几种观点[7] :
微生物 ,单独分离出的一种菌或少数几种菌能否实
化 。这些微生物种类多 、数量大 ,酶系也比较复杂 。 喃242酮 (为便于叙述 ,以下简称 DDM P ,DDM P 脱一
有研究者以茅台酒为例 ,对其酿造微生物进行研究 , 分子水即成 H EM F ,两者在食品中往往互为依存) ,
发现制曲酿酒中的微生物常见的有细菌 、霉菌 、酵母 并认定它产生浓郁酱香物质 ,是酱香型白酒的特征
1. 2 酱香型风味的主体成分仍未明确
物质共有呋喃酮 、吡喃酮类等 23 种 。(4) ①糖醛 ; ②
酱香型白酒主体香味成分的是什么 ? 一直是酱 苯醛 ; ③乙二甲基丁醛等 10 种特征成分说 。(5) 高
香风味研究的热点 。周良彦 (1983) [5] 就在文献中列 沸点酸性物质说 。
举了“具有酱香型香味”的 7 种呋喃酮和 8 种吡喃酮
酱香味是我国一些传统调味品所具有的独特风 味 ,酱香型白酒更是中国白酒的一大香型 ,以酱香味 遐迩于世的茅台酒便是其典型代表 。我国对酱香型 白酒风味物质的研究最早始于 1956 年国家科委制 订的 12 年长远科技发展规划 ,其中列有“总结提高 贵州茅台酒传统特产食品”项目 ,此后对酱香型白酒 酿造微生物和酱香型风味物质的研究多数以茅台酒 为代表进行 。1975 年 ,贵州轻工科研所开始对茅台 酒酿造微生物进行研究 ,认定茅台酒曲是一种高温 细菌酒曲 。酒曲中以芽孢杆菌最多 ,鉴定的 17 种芽 孢杆菌 (枯草芽孢杆菌) 中有 5 株产生黑色素 ,这些 菌株在碎麦粉中培养 , 也可生成像茅台酒曲的香 味[1] 。2003 年庄名扬又从酱香型高温大曲中分离 得到了 功 能 菌 B321 菌 株 ( B aci l l us hichcni f arm is 酱香 B321 ) [2 ] ;此外气相色谱分析 、液相色谱分析 、气 质联用分析等技术也被相继应用于酱香型白酒风味 物质的研究上 ,酒体香味成分分析方面的研究也有 了突破性的进展[3] 。随着产香功能菌的研究不断深
生物间一些尚未知晓的协同作用和微生物代谢方 式 ,并新发现一些对食品工业生产有益的微生物 。
1 研究中存在的困难及其产生原因
近年来 ,国内有关研究单位与生产厂家 ,对酱香 型白酒的微量成分 、生产工艺进行了大量的研究与 分析 ,取得了一些有益的进展 ,但是对于酱香型白酒 风味物质的本质及酱香产生所必须的微生物种类尚 不清楚 ;而从其生理生化角度 ,对于微生物在酱香物 质产生过程中产生何种酶及其具体作用及各种微生 物之间存在怎样的相互协同作用等方面亦一直没有 确切的解释 。笔者认为困难存在的原因有以下几个 方面 : 1. 1 酱香型白酒的风味物质形成是多种微生物共 同参与的复杂过程
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美拉德反应复杂 ,反应历程 、产物性质及其结构 用 ,它既是酿酒原料的重要组成部分 ,又直接参与乙
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
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2007 ,35 卷
[ 摘 要 ] 酱香型白酒独特的酿造工艺形成了其特殊的微生物区系 ,这些微生物的代谢活动与美拉德反应的相互重迭作
用最终形成了酱香型白酒中一系列特殊的风味物质 。分析了近年来微生物与酱香型白酒风味物质形成关系的研究中存在的
一些难点 ,并对最新研究成果进行了综述 。
[ 关键词 ] 微生物 ; 美拉德反应 ; 酱香型白酒
多种微生物交织在一起的共同作用才形成酱香 型白酒独特的酱香味 ,每种微生物在酱香型白酒酿 造过程中不同时段的具体作用很难确切描述 ,尤其 是酱香白酒的高温制曲 、高温堆积 、高温发酵的独特 工艺形成了其特殊的微生物区系 ,使得微生物之间 的相互作用更加复杂 。高温制曲时温度高达 65 ℃, 这一过程淘汰了大部分不耐热的微生物 ,形成了以 嗜热芽胞杆菌为主的特殊细菌群 ,其中有些特殊细 菌在 100 ℃下煮沸 0. 5～1 h 仍可存活[4] 。高温堆积 阶段又是开放式生产 ,此过程网罗了大量的有益微 生物 ,起到了二次制曲的作用 ,使得微生物区系复杂
等 ,其中以细菌最多 ,念珠霉次之 ,酵母 、根霉 、毛霉 组分 。中国食品发酵工业研究所的胡国栋 、程劲
等较少 。堆积 (物) 和酒醅中又可分离得到大量球拟 松[7] 经过可靠的实验 ,证明了 DDM P 不具有酱香的
酵母 、假丝酵母等 ;枯草芽孢杆菌 、地衣芽孢杆菌等 特征 ,而且也不可能是酱香型白酒的特征香味组分 。
那些路线进行 ,又会有哪些产物形成 ,这些产物又有 了一定的进展 ,尤其是微生物在酱香产生过程中的
哪些是使酒体呈现酱香味所必须的 ,这仍然需要大 作用方面的研究意义深远 。
量的研究去讨论证实 。
2. 1 酿造过程中微生物的作用
2 研究进展
2. 1. 1 微生物的生香作用 酱香型白酒主香成分 是什么虽然没有定论 ,但来源于曲药却是公认的 。
[ 中图分类号 ] TS261. 1
[ 文献标识码 ] A
Re se arch Current Situation and Pro gre ss in Relationship s betwe en Formation of Sp ecial Flavour Materials of the Wine with Soysause2like Aroma and Microorganism Sp ecie s
酱香主体成分的不确定 ,使得研究酱香产生的
化合 物 , 文 中 首 列 的 就 是 酱 油 的 特 征 香 味 组 分 思路从源头上被封闭 ,因此只能着重从酱香的产生
H EM F (42羟基22 (5) 2乙基25 (2) 2甲基23 (2 H)2呋喃 过程进行分析 ,而产酱香的过程本身又极其复杂 ,受
贵州农业科学 2007 ,35 (2) :131～134 Guizhou Agricult ural Sciences
[ 文章编号 ]100123601 (2007) 022010020131204
酱香型白酒风味物质的形成与微生物关系的研究现状与进展
ຫໍສະໝຸດ Baidu
刘晓光 , 谢 和 3 , 屈 直
(贵州大学 生命科学学院 , 贵州 贵阳 550025)
入和分析技术的发展 ,为阐述酱香型白酒风味物质 的形成与微生物关系提供了更多的理论和技术支 持。
研究微生物与酱香味物质的关系 ,不仅有利于 改进酱香型白酒的生产工艺 、提高酒体质量及更新 酱香型白酒产品类型有着重要的意义 ,对我国整个 酱香食品工业的发展都会起到重要的促进作用 ;同 时 ,对这些复杂酿造微生物的研究亦可能揭示出微
L IU Xiao guang , XIE He 3 , QU Zhi
( College of L i f e Sciences , Guizhou Universit y , Gui ya ng , Guizhou 550025 , Chi na)
Abstract : A series of special flavo ur materials in Maotai wine is formed f rom t he mut ual overlapping reaction between
Mailard reaction and metabolic activity of t he microorganism species cult ured f rom t he unique brewing technique fo r Maotai wine wit h soysause2like aro ma. The main p roblems in research of relationship s between t he fo rmation of soysauce2like aro ma and microorganism species is analysed and t he latest research achievement s is reviewed in t he paper.
[ 收稿日期 ] 2006210225 ; 2006212207 修回 [ 作者简介 ] 刘晓光 (1979 - ) ,男 ,在读硕士 ,研究方向 :应用微生物 。E2mail :lxg_1979828 @163. com 3 通讯作者 , E2mail :xieheh @163. com
酮) ,并认为“酱香型白酒的主体芳香物有很大可能 多种因素的制约 ,这也就使研究上产生了更多的难
是呋喃类 、吡喃类衍生物”,这一观点引起了白酒界 题 。
对此类化合物的关注 ,但事过 10 余年 ,研究工作并 1. 3 与酱香产生密切相关的美拉德反应过程复杂
无实质性进展 。庄名扬 (1997) [6] 连续著文报道了酱
不仅受到氨基酸和糖类物质的种类 、性质的影响 ,还 醇和香味物质的形成 ,而特定的生产工艺为酒曲微
与反应时的水分 、p H 值 、温度和时间等有关[10] 。不 生物发挥作用提供了相应的外部环境 。
同的反应条件会明显影响美拉德产物的种类和数
尽管对于微生物与酱香风味物质关系的研究存
量 。在现有的酿造条件下 ,究竟美拉德反应会按照 在着很多困难 ,但是通过近几年来的研究仍然取得
1 23 292 116 969 662 886 25 4007 166 782 181 108 324
酱香
2 20 199 110 673 117 349 23 715 36 731 114 83 30
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(1) 42乙基愈疮木酚说 。( 2) 吡嗪及加热香气
现相同的产酱香功能 ,在这些微生物中 ,又有哪些微 说 ,认为生成酱香物质的途径有 : ①氨基酸的加热分
生物间可能存在对产酱香有益处的协同作用 ,这些 解 ; ②蛋白质热分解 ; ③糖与蛋白质反应等 7 种途
都是产酱香研究上无法回避的问题 。
径 。(3) 呋喃类和吡喃类说 ,该学说认为形成酱香的
种吡喃酮 , 即 2 , 32二氢23 , 52二羟 基262甲基 4 H2吡 中检测到的杂环类化合物见表[9] 。
表 几种名优白酒中杂环化合物的种类及含量
mg/ L
项目
吡嗪 22甲基吡嗪 2. 52二甲基吡嗪 2. 62二甲基吡嗪 2. 32二甲基吡嗪 22乙基262甲基吡嗪 22乙基252甲基吡嗪 三甲基吡嗪 2. 62二乙基吡嗪 四甲基吡嗪 吡啶 32异丁基吡啶 噻唑 三甲基恶唑
微生物在制曲和酿酒过程中起着十分重要的作 大曲中的微生物在酿酒中的主要作用是糖化 、发酵 、
美拉德反应是产生一系列香味物质的重要反
香型习酒功能菌的选育及特征组分的研究 ,该研究 应 ,该反应是一个集缩合 、分解 、脱羧 、脱氨 、脱氢等
从习酒的高温大曲中分离到 2 株能产酱香的芽胞杆 一系列反应的交叉反应 ,生成多种酮 、醛 、醇及呋喃 、
菌 ,经发酵培养 ,从发酵液的溶剂提取物中检出了一 吡喃 、吡啶 、噻吩 、吡咯 、吡嗪等杂环化合物[8] 。白酒
芽孢杆菌在高温阶段及陈曲中又占绝对优势[1] 。
到目前为止 ,关于酱香型白酒的特征香味成分 ,
酱香型白酒的酿造过程经历了多次的微生物区 在学术界仍有争论 ,众说纷纭 ,莫衷一是 。归纳起来
系更迭 ,在这如此众多复杂的微生物中哪些是有益 主要有以下几种观点[7] :
微生物 ,单独分离出的一种菌或少数几种菌能否实
化 。这些微生物种类多 、数量大 ,酶系也比较复杂 。 喃242酮 (为便于叙述 ,以下简称 DDM P ,DDM P 脱一
有研究者以茅台酒为例 ,对其酿造微生物进行研究 , 分子水即成 H EM F ,两者在食品中往往互为依存) ,
发现制曲酿酒中的微生物常见的有细菌 、霉菌 、酵母 并认定它产生浓郁酱香物质 ,是酱香型白酒的特征
1. 2 酱香型风味的主体成分仍未明确
物质共有呋喃酮 、吡喃酮类等 23 种 。(4) ①糖醛 ; ②
酱香型白酒主体香味成分的是什么 ? 一直是酱 苯醛 ; ③乙二甲基丁醛等 10 种特征成分说 。(5) 高
香风味研究的热点 。周良彦 (1983) [5] 就在文献中列 沸点酸性物质说 。
举了“具有酱香型香味”的 7 种呋喃酮和 8 种吡喃酮