摘要：乳酸菌是高浓稀态法黄酒生产的重要微生物。在黄酒发酵过程中乳酸菌始终参于黄酒酿造全过程的生化反应,俗称：三边发酵。乳酸菌具有促进酿酒的发酵,维持与保持酿酒微生态环境作用；乳酸菌代谢产物具有多样性,其主要代谢产物乳酸与其它有机酸又是调正发酵醪PH值,抑制杂菌生产,维护发酵正常,提高出酒率。同时乳酸又是形成乳酸乙酯及其它香味成分的重要基础物质,它们在黄酒中的功能具有除苦压暴,矫正香气和口味,增加浓厚感,稳定香气,柔和酒体,延长丰富香味和提高黄酒质量,所以在黄酒生产中有着独特的地位。

　　关键词：乳酸菌  三边发酵黄酒  代谢产物  特征作用

　　乳酸菌分布极为广泛,是生活中较为常见的菌群,其绝大多数都是厌氧菌或兼性厌氧菌,革兰氏阳性。它生长繁殖于厌氧或微好氧,矿物质和有机营养物丰富的微酸性环境中,在人和动物消化道等乳酸菌含量都较高,己被人们利用益生菌LABS就有：乳酸杆菌（保加利亚杆菌）,双歧杆菌,嗜好链球菌,嗜酸乳杆菌等,受到人们的普遍关注,并被广泛地用于奶制品发酵,酒类发酵,污水治理等工业生产中。

　　乳酸菌（LAB,Lactidc  acid bacteria）是用代谢产物来命名的,它是把碳水化合物（主要指葡萄糖）发酵成乳酸的一类菌群的统称,主要有霉菌（根霉,毛霉,芽枝霉菌）类,酵母菌类,细菌类（球菌与杆菌）,以细菌较为常见,目前发现的乳酸细菌就有50种。在细菌分类学上有23个属,主要有：乳酸杆菌属（Lactoacillus）,肉食杆菌属（Carnobacterium）,链球菌属（Streptococcus）,肠球菌属（Enterococcus）,乳球杆菌属（Lactococcus）,明串珠球菌属（Leuconostoc）,片球菌属（Pediococcus）,球菌属（Ae-rococcus）,奇异菌属（Atopobium）,漫游球菌属（Vagococ-cus）,李斯特氏菌属（Listeria）,芽孢乳杆菌属（Sporolacto-bacilus）,芽孢杆菌属（Bacillus）,环丝菌属（Brochothrix）,丹毒丝菌属（Erysipelothrix）,孪生菌属（Gemella）,糖球菌属（Saccharococcus）,四联菌属（Tetragenococcus）,酒球菌属（Oenococcus）,乳球菌属（Lactococcus）,营养缺陷菌属（Abiotrophio）,魏斯式菌属（Weissella）,双歧杆菌属（Bi-fidobacterium）。[1]

　　乳酸菌的发酵分为两类,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（streptobacterium）,链球菌（streprococcus）,德氏杆菌（Lactobacillus delbruckii）,保加利亚杆菌（Lac,bul-garicus）,酪乳杆菌（Lac,caser）等。另一类为异型发酵,走异型乳酸发酵的微生物有：肠膜状明珠菌（Leuconotoc）,短乳杆菌（Lactoba-cillus  brevis）,番茄乳杆菌（Lac,ly-copetscj）,甘露乳杆菌（Lac  manitopocum）,真菌中的根霉和毛霉等,乳酸菌在发酵过程中除了产生乳酸外,还能够生成微量乙酸,琥珀酸,富马酸,丙酮酸等有机酸以及乙醇,二氧化碳等成分。[2][3]

　　1乳酸菌与黄酒酿造的关系

　　乳酸菌是黄酒生产中非常重要的微生物之一。黄酒的酿造离不开乳酸菌的参于和生化反应,由乳酸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含量的多少在一定程度上决定了黄酒的风味。因此：要酿制好优质的名优黄酒就必需先了解米浆水和发酵中的乳酸菌体系,掌握和了解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,从而更好的为黄酒生产服务,提高黄酒产品质量。

　　1,1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是米吸水后便于蒸煮,而且在浸米过程中产生乳酸存在于米浆水中,所以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,因此,如何迅速提高米浆水的乳酸含量,缩短浸米时间,减少米中淀粉损失,是一个新的研究课题。绍兴黄酒集团有限公司,陈坚刚开展了对乳酸菌的选育及应用研究工作。通过厌气培养,从米浆水中分离出乳酸菌（兼性厌氧或微需氧）在浸米时将所选育出的乳酸菌按2%o~3%o,接入到浸米水中,浸米时间为9d,使乳酸菌量上升到1亿/L以上,酸度13,8g/L,基本达到传统浸米要求。由于乳酸菌经较快繁殖与米浆水中糖类等浸出物作用产生乳酸,从而提高米浆水酸度,缩短浸米时间3d以上,减少浸米中淀粉流失,同时对黄酒发酵质量的稳定和风味改善都有促进作用。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。[4]

　　1,2黄酒深层酿造嫌氧浸米中乳酸菌作用研究：目前各黄酒生产企业对新工艺黄酒酿造浸米均以接入酸浆水敝口式一次浸米24h~48h,浸米浆水酸度在0,2~0,4左右。绍兴各黄酒厂传统浸米方式需18~20d以上,浸米浆水酸度可达1,2以上。浙江省轻工业研究所周逸如等对黄酒深层酿造嫌氧浸米进行研究,,嫌氧浸米罐采用以罐口小,便于封口,罐型宜瘦长型,利于创造嫌氧条件,罐内可预先加热浸渍水温至40℃,投入白米至2/3罐容量,封口（水浸米到罐口,使罐内无空隙为准）,排气口应以隔绝空气,或外接水封和以调节阀控制,保温27~30℃,48小时浸渍,罐内温度过高或水不滿罐,均使嫌氧效果减退。嫌氧浸米实质是乳酸菌培养过程,无须接种,乳酸菌种源来自白米表面。嫌氧浸米浆水酸度,糯米（1,6）粳米（1,2）。见嫌氧浸米浆水与绍兴酒厂传统浸米浆水比较：

      表1           嫌氧浸糯米浆水与传统浆水测试数据比较

　　从以上可知嫌氧浸米方式是继承传统浸米方式的有效措施,其主要指标均相同,其中尤以氨态氮略胜于传统浸米浆水。说明嫌氧浸米之浆水中的链球菌含量及其代谢产物已超过传统工艺,这为酿制优质高挡酒,提供了先决条件。[5]

　　1,3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。空气,生产场所,工具,发酵容器都附着丰富的微生物,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,能量代谢的方面有所不同,导致黄酒特征风味的差异。作为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,因此,乳酸菌和酵母菌,曲霉菌－样,对黄酒在发酵的作用应备受关注。

　　1,3,1乳酸菌能调正酒醪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,曲霉菌共同参于黄酒发酵,俗称三边发酵,它的作用非常大。毛青钟在《黄酒发酵过程中乳酸杆菌的功与过》[6]一文中认为：乳酸杆菌能耐低PH值（PH3,3~3,5）生长,繁殖,发酵糖产大量乳酸,在黄酒发酵过程中,降低和维持低PH值,使黄酒发酵顺利进行,并形成黄酒中的有效成分→乳酸。同时黄酒为开放式发酵,而乳酸杆菌的大量生长,产生并累积乳杆菌素,以及低PH值,抑制其他细菌的生长繁殖,而对酵母无抑制作用,并促使酵母的耐酒精力和耐酸能力的提高。式者是酵母为了适应发酵醪液的环境,酵母菌自身进行一定的特定的染色体适度重排,有利于酵母菌适应环璄或者是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,从而确保黄酒发酵过程在粗放条件下不酸败,起到以酸制酸的作用。

　　1,3,2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（维生素B族,K,H等）,还能提高矿物元素的生物学活性,有些乳酸菌群也能分解淀粉,糊精为糖,或能分解胨,多肽为氨基酸,或两者皆而有之。在一定程度上推动着黄酒发酵进程,为黄酒发酵微生物提供必需营养物质,促进微生物的生长,繁殖。

　　1,3,3能促进黄酒酿造中酶系的糖化与发酵。有些乳酸菌自溶产生活性成分（如lactobacillus）,酸性多糖磷壁（酸）质（Teichoic acid）能促进米饭的溶解,液化和糖化。同时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,因而更加有利于黄酒酿造酶系的糖化与发酵的顺利进行,从而提高原料利用率。

　　1,3,4有利于保持,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,使酒醪酸度上升主要以乳酸为主,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。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,引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。即乳酸菌群与酵母菌,曲霉菌的协同作用,互相促进,互相制约,共同推动黄酒发酵,是保证酒醪形成高酒度的原因之一。

　　1,3,5促进酿酒的香味物质及香味的前驱物质的生成。乳酸菌在黄酒发酵糖主要产生乳酸外,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。还可以利用乳酸为底物进行其他物质的生物合成。如丙酸菌可以利用乳酸产生丙酸。丁酸菌利用乳酸为碳源生成丁酸。乳酸通过酯化生成乳酸乙酯,乙酸生成乙酸乙酯等芳香酯。而且不同的乳酸菌种类在不同条件作用下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－乳酸的数量也不同。因此以乳酸为前体物质可生成黄酒多种香味物质,丰富了黄酒风味的复杂性和完美性。

　　1,3,6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是多种微生物共存,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,可以提高黄酒整个在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,有利于酿酒各种菌株充分发挥协同,拮抗作用,其中乳酸,琥珀酸就有促进醋酸菌生长的作同。同样乳酸菌可以抑制酪酸菌的生长以及在黄酒初期利用乳酸菌,将大米培养分解转化的乳酸阻止腐败菌生长繁殖而造成的酒醪酸败。以初期优势来抑制杂菌的拮抗作用而已,从而保证黄酒发酵的顺利进行。[6][7]

　　2乳酸菌代谢产物在黄酒中的含量,作用与地位

　　2,1乳酸在绍兴黄酒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4642,80mg/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,测得的含量为1306,3~3709,9mg/L,,占酒样中总酸的20,14~46,96%是含量第二的有机酸,说明绍兴黄酒有机酸比值与以前有所改变和调正 见表1所示：[8]

      表1     绍兴黄酒中5种主要糖（g/L）和4种有机酸（mg/L）的含量

　　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。

　　2,2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 。特别在黄酒四大酸中（乳酸,磷酸,琥珀酸,柠檬酸）中,乳酸含量最高,占据着主要位置。在干型上海甲黄酒和元红酒中乳酸占总酸量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%。见表2所示：[9]

      表2              黄酒中主要乳酸和有机酸含量                  mg/100ml

　　所以说乳酸是代表各类黄酒特征的主要有机酸。

　　2,3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：

　　CH 3 CHOHCOOH＋C2 H5 OH一C2 H3 OHCOOC2 H5＋H2 O

　　即每100mg乳酸乙酯折合乳酸76,18mg。黄酒中乳酸乙酯含量为341,29~917,50mg/L,折合乳酸为260~698,9mg/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,见表3：

       表3                 不同年份黄酒乳酸乙酯含量 [10]               （mg/L）

　　注：编号A1,A2,A3,A4表示A厂生产的新酒,3年陈,5年陈,10年陈；编号B1,B2,B3表示B厂生产的新酒,1年陈,10年陈；编号C1,C2表示C厂生产的3年陈,5年陈加饭酒。

　　从表3中不难看出,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。

　　3 乳酸菌代谢产物在黄酒风味中的功能与作用[11][7][9]

　　目前我国黄酒消费群体的饮用习惯已从注重黄酒幽雅的香气到追求黄酒柔和爽适鲜润的味,而黄酒中的有机酸是重要的呈味物质。其中乳酸菌在黄酒风味的形成中起到一个十分重要的角色。

　　3,1乳酸在黄酒风味中的作用与地位

　　3,1,1乳酸的性能与特征。乳酸菌的主要代谢产物为乳酸,又ａ-羟基丙酸,含有一个羟基和一个羧基,是手性分子,有右旋型,左旋型,外消旋型。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0,007~O,O16g/100mL时,呈柔和有浓厚感,过量发涩。它既是水溶性,又具有醇溶性特点。

　　3,1,2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,因而其刺激性较弱。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,即味作用持续时间长。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,小分子及薇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,大大地減轻了黄酒的活性感,增加酒体的醇和度 。．

　　3,1,3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。

　　3,1,4乳酸是黄酒新酒老熟的有效催化剂和稳定剂。黄酒都要求有一定的贮存时间。俗话说：6个月脱醪胎气,9个月口味转醇和协调12个月以后增香转陈。长期以来,对于新黄酒催陈老熟的问题,在黄酒行业中动了许多脑筋和使用多种方法,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,从它的分子结构看,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。

　　3,2乳酸乙酯在黄酒风味中的作用与地位

　　3,2,1乳酸乙酯的性状与特征。本品为无色挥发性液体,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。在浓度1000mg/l具有香弱,稍微甜,有浓厚感,略带涩味。

　　3,2,2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,过量则带苦涩味,有闷甜感。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,同时还可以增加酒体的醇和性。

　　3,2,3延长黄酒丰富味感。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,能延长酒质丰富的味感,协调香气,增加回味。

　　3,2,4增加黄酒的香气和滋味柔和性。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,所以当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,而且还能提高滋味柔和性及香气的醇和度。

　　4结语

　　4,1乳酸菌群在黄酒酿造中具有十分重要的作用,由于黄酒生产是多菌种发酵,微生物种类错综复杂,虽然现在采用多种先进科学技术应用于黄酒生物研究,但是传统黄酒酿造微生物的种类,数量多,而且菌与菌之间的相互关系复杂,具有互惠共生,偏利共生,拮抗,竞争（乳酸菌和有益菌的拮抗,乳酸菌对低温菌的拮抗,酵母菌与乳酸菌的竞争,曲霉菌与酵母菌及乳酸菌互惠共生作用等）还有待于我们要全面认识乳酸菌的作用,並进－步深化研究。

　　4,2乳酸菌的代谢产物是黄酒重要的香味成分,而且在黄酒中占有主要地位。特别对黄酒的风味的影响,越来越显得重要,通过近几年显微技术,指纹图谱技术,同位素质谱法,红外分析法,光谱法,原子吸收等多种现代分析手段的应用,分析成分的逐渐增多和完善,乳酸菌的代谢产物在黄酒发酵过程中,发酵产物多,成分变化反应多,同时又是多种微生物利用的底物,因此要弄清其代谢产物对黄酒风味形成与作用,还需不断深入分析和探讨。

　　4,3传统黄酒的风味成分之间的关系复杂,其间的量比协调关系对黄酒风味影响较大。但是黄酒的风味物质是一个量的平衡。例,乳酸与乳酸乙酯含量的多少及比例是反映黄酒质量的－个方面,但如黄酒中含有较多的乳酸,所呈现的口味带来馊,酸,涩等,特别是在乳酸乙酯含量大时,对酒的幽雅香气和鲜爽味道带来影响。只有在适量的前提下,才能对黄酒凤味起到较好的作用,一但打破应有的动态平衡体系,就会给酒体造成负面作用。乳酸菌的代谢产物也是如此,所以如何在黄酒酿造上控制适宜的乳酸或乳酸乙酯含量,调整与其它有机酸的比值将是企业永久的研究课题之一。

 

                       主要参考文献

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作者：汪 建 国

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