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探白酒生產(chǎn)中的菌類奧秘-放線菌產(chǎn)萜烯類物質(zhì)的研究

2023-05-23 08:59:01 來源：中國酒業(yè)協(xié)會CADA微信號閱讀量：5481

　　近年來，隨著我國人口老齡化趨勢加重，以及人們對于健康養(yǎng)生的意識增強(qiáng)，大健康主題作為民生要點(diǎn)備受政府和社會關(guān)注。在我國“十三五”規(guī)劃中，“健康中國”正式升級成為國家戰(zhàn)略。白酒屬食品，其第一要務(wù)是保證安全并有益于消費(fèi)者的健康，向健康白酒發(fā)展是中國白酒的新趨勢。

　　傳統(tǒng)白酒是以糧谷為原料，以酒曲為糖化發(fā)酵劑，通過固態(tài)發(fā)酵、固態(tài)蒸餾而得。白酒是糧食精華，理應(yīng)對人體健康有益。進(jìn)入21世紀(jì)后，由于先進(jìn)分析儀器的使用，尤其是氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)機(jī)、高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)機(jī)等分析技術(shù)的應(yīng)用，已在白酒中檢出1700多種成分，包括酯類、醇類、酸類、吡嗪類、萜烯類、呋喃類、芳香類化合物，其中檢出的白酒中有益健康成分也越來越多。

　　2023年4月1日，天津科技大學(xué)郭學(xué)武教授在國際食品期刊《Foods》發(fā)表了題為“四株放線菌對白酒中萜烯類物質(zhì)的影響”(Effects of Four Strains of Actinomycetes on the Content of Terpenoids in Baijiu)的研究性文章，論述了分離自傳統(tǒng)白酒發(fā)酵中的放線菌對白酒健康因子萜烯類物質(zhì)的影響。

　　論文分別從濃香型、醬香型和清香型白酒的大曲、窖泥、酒醅和空氣中分離篩選出四株放線菌：淺紫鏈霉菌Streptomyces violascens(SPQ1)，桑氏鏈霉菌 S. sampsonii (SPS1)，高溫鏈霉菌S. thermophilus(SPG1)，灰色鏈霉菌S. griseus (SPH1)，以高粱、小麥、玉米、大米、糯米五種常見的中國傳統(tǒng)固態(tài)白酒釀造原料為底物，進(jìn)行純種純糧固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵。利用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)對代謝產(chǎn)物中的萜烯類化合物進(jìn)行分析對比，探究其利用不同原料不同發(fā)酵方式產(chǎn)萜烯類物質(zhì)的特征，對提高白酒發(fā)酵過程中的萜烯類物質(zhì)提供了參考價值。

　　白酒微生物主要包括細(xì)菌、酵母和真菌等三大類。放線菌(Actinomycetes)是原核生物中一類能形成分枝菌絲和分生孢子的特殊類群，呈菌絲狀生長，主要以孢子繁殖，因菌落呈放射狀而得名。放線菌作為一類生活史和生理生化特征相對獨(dú)特的革蘭氏陽性細(xì)菌，廣泛存在于不同的自然環(huán)境中，因為其獨(dú)特的G+C含量，通常會被研究者單獨(dú)列為一類。據(jù)統(tǒng)計，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的數(shù)萬種微生物來源的生物活性物質(zhì)中，約有70% 是由放線菌所合成的。

　　萜類化合物作為白酒中一類重要的健康因子，近些年對白酒中的萜烯類化合物的研究也越來越廣泛，目前報道的白酒中的萜烯類物質(zhì)的種類達(dá)到了100余種，但是對于白酒中的萜烯類物質(zhì)的來源還沒有完全解析。在白酒生產(chǎn)中，放線菌在酒醅、大曲、窖泥、發(fā)酵池、曲房和窖房空氣中都有分布，因此探究放線菌在白酒中的作用及其對萜烯類物質(zhì)含量的影響，對于白酒微生物的研究和品質(zhì)提升具有重要的的作用。

　　結(jié)果與討論：

　　對SPS1、SPQ1、SPG1、SPH1分別進(jìn)行以高粱、小麥、玉米、大米、糯米水解液為底物的液態(tài)發(fā)酵，四株菌產(chǎn)生萜類化合物的濃度大小分別為SPQ1 (423.67 mg/kg) > SPS1 (258.02 mg/kg) > SPH1 (160.14 mg/kg) > SPG1(148.11 mg/kg)，產(chǎn)生萜類化合物的種類分別為SPG1 (21種) > SPS1(18種)> SPQ1(16種)> SPH1(14種)。SPS1、SPQ1、SPH1在利用高粱液態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基時，產(chǎn)萜效果最好；SPG1在利用玉米液態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基時液態(tài)發(fā)酵效果最好。不同糧食液態(tài)水解液產(chǎn)生的萜類化合物分別為高粱(521.56 mg/kg)>糯米(192.35 mg/kg)>小麥(106.95 mg/kg)>玉米(95.81 mg/kg)>大米(73.28 mg/kg)，產(chǎn)生萜類化合物的數(shù)量分別為高粱(14種)=玉米(14種)= 糯米(14種)> 小麥(10種)> 大米(7種)。在利用高粱、大米、糯米時SPQ1產(chǎn)生萜類化合物的能力最高，利用小麥、玉米時SPG1產(chǎn)生萜類化合物的能力最高。SPS1、 SPQ1和SPH1在利用高粱液態(tài)發(fā)酵時，b-桉葉醇的含量提高較多，表現(xiàn)出了較好的產(chǎn)b-桉葉醇的能力。

　　對SPS1、SPQ1、SPG1、SPH1進(jìn)行以高粱、小麥、玉米、大米、糯米為底物的固態(tài)發(fā)酵，28 d時四株菌產(chǎn)生萜類化合物的總濃度大小分別為SPS1(15605.74 mg/kg) > SPQ1(4337.66 mg/kg) > SPH1(1935.94 mg/kg) > SPG1(1782.25 mg/kg)，產(chǎn)生萜類化合物的數(shù)量分別為SPG1 (33種) > SPH1(25種)> SPQ1(23種)> SPS1(22種)。SPS1和SPQ1利用高粱固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基時，產(chǎn)生的總萜濃度最高，而SPG1利用大米固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基時，產(chǎn)生的總萜濃度最高，SPH1利用小麥液態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基時，產(chǎn)生的總萜濃度最高。不同糧食產(chǎn)生的萜類化合物濃度分別為(9815.65 mg/kg)>玉米(8022.28mg/kg)>小麥(2173.58 mg/kg)>大米(2008.42mg/kg)>糯米(1641.66 mg/kg)，產(chǎn)生萜類化合物的數(shù)量分別為高粱(35種)>大米(31種)>小麥(25種)>玉米(23種)>糯米(19種)。在利用高粱、小麥、玉米、糯米時SPS1產(chǎn)生萜類化合物的能力均最高，利用大米時SPH1產(chǎn)生萜類化合物的能力最高。四株鏈霉菌進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵的產(chǎn)物中，b-桉葉醇的提高最為突出，SPS1和SPQ1的產(chǎn)物中，B-柏木烯的含量也有大幅提升，也表現(xiàn)出較好的產(chǎn)B-柏木烯的能力。

　　通過微生物復(fù)雜的代謝作用，對原料進(jìn)行轉(zhuǎn)化是萜烯類物質(zhì)的一個重要來源。了解放線菌利用不同底物及發(fā)酵方式合成萜烯類化合物時的特征，對提高固態(tài)白酒發(fā)酵過程中的萜烯類化合物有重要的參考價值。

　　白酒的釀造方式是多微共酵，因此科學(xué)認(rèn)識各種微生物在白酒中的作用，對于闡明白酒中復(fù)雜物質(zhì)的來源，科學(xué)提高白酒品質(zhì)與內(nèi)涵，提升白酒安全性有著非常重要的意義。放線菌是白酒發(fā)酵中一類關(guān)鍵的、有著重要功能的微生物，因此深入研究白酒中的放線菌具有重要的意義，不僅可以闡明放線菌在白酒生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)中的作用，詮釋白酒中放線菌來源的微量成分，也可以進(jìn)一步通過控制放線菌，科學(xué)控制白酒生產(chǎn)，進(jìn)而提升白酒品質(zhì)。

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