中国白酒类型繁多，可根据地域、发酵材料、酿造工艺、所用酒曲及酒体风味进行区分。豉香型白酒在1984年被确立，是珠三角地区所特有的传统白酒，因其具有独特的豉香味而得名，其复杂的酿造过程可大致分为制曲、投罐发酵、蒸馏、陈肉酝浸等，其中制曲是酿造过程中最关键的环节之一，酒曲的质量直接决定了豉香型白酒的产量和品质。 传统酒曲易受环境因素影响，导致酒曲质量难以稳定，因此近年来豉香型白酒酒曲的制作开始引进机械化制曲技术，机械制曲工艺如图1所示。

目前已对豉香型白酒传统制曲过程中的细菌群落进行研究，但机械制曲和传统制曲过程细菌群落结构的差异尚不清晰，因此，仲恺农业工程学院轻工食品学院的王宇良、李志溥、赵文红*等人通过分析表征酒曲品质的理化因子，同时采用高通量对机械制曲和传统制曲过程中细菌群落结构进行解析，并结合相关性分析菌群和理化因子间的作用关系，对推动豉香型白酒机械化制曲的创新和应用具有重要意义。

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制曲方式对酒曲理化因子的影响

1.1 制曲过程中水分的变化

水分是衡量曲是否达到储藏标准的一个主要指标，一般来说水分质量分数小于13%为宜。如图2所示，在整个制曲过程中，传统制曲和机械制曲中水分含量均随时间延长缓慢降低，其中传统制曲最高水分质量分数由初始的（40.78±1.82）%降低至干燥结束时的（10.32±0.10）%，而机械制曲则由初始最高水分质量分数（33.65±1.74）%降低至干燥结束时的（7.35±0.17）%。机械制曲全程均在封闭的圆盘制曲仪中，在制曲过程的前4 d为机械控水，使得其水分含量呈阶梯式下降趋势。而两者就质地而言，传统制曲为整块状，机械制曲为松散状，因此传统制曲中水分含量会略高于机械制曲，两者最终水分含量存在显著差异。

1.2 制曲过程中酸度的变化

如图3所示，在制曲过程中，传统制曲的酸度在发酵初期迅速升高，由（0.22±0.01 ）mmol/10 g 上升至（0.88±0.03）mmol/10 g，在36 h后开始降低至干燥完成后酸度仅有（0.30±0.01）mmol/10 g。而机械制曲的酸度变化则呈缓慢积累过程，初始酸度为（0.38±0.01）mmol/10 g，在90 h到达峰值（0.63±0.02）mmol/10 g，而后迅速降低至（0.40±0.01）mmol/10 g，到最后干燥完成时酸度为（0.463±0.01）mmol/10 g，比传统制曲高0.16 mmol/10 g，存在显著差异。

1.3 制曲过程中氨基酸态氮的变化

由图4可知，传统制曲和机械制曲的初始氨基酸态氮含量分别为（125.59±11.71）mg/g和（104.65±4.81）mg/g，均在制曲42 h到达峰值，分别为（384.29±27.76）mg/g和（312.27±3.58）mg/g，制曲结束时传统制曲中氨基酸态氮显著高于机械制曲，含量分别为（311.31±10.25）mg/g和（233.00±10.12）mg/g。

1.4 制曲过程中发酵力的变化

影响发酵力的主要微生物是酿酒酵母，酿酒酵母在无氧条件将原料中的糖类物质分解产生醇类物质以及二氧化碳。由图5可知，传统制曲和机械制曲的初始发酵力分别为（1.328±0.09）U和（1.348±0.14）U，传统制曲在78 h达到峰值（5.067±0.341）U，机械制曲则在36 h达到峰值（4.605±0.145）U，制曲结束时传统制曲发酵力显著高于机械制曲，分别为（4.532±0.039）U和（3.220±0.094）U。

1.5 制曲过程中酯化力的变化

由图6可知，传统制曲和机械制曲的初始酯化力分别为（211±26.98）mg/（g·100 h）和（184.66±6.66）mg/（g·100 h），传制曲在30 h达到峰值（547.66±12.76）mg/（g·100 h），机械制曲则在36 h达到峰值（511.66±23.01）mg/（g·100 h），制曲结束时传统制曲发酵力显著高于机械制曲，分别为（498±26.28）mg/（g·100 h）和（433.65±34.25）mg/（g·100 h）。

1.6 制曲过程中液化力的变化

由图7可知，传统制曲的液化力由培养初始的（0.276±0.02）g/（g·h）至72 h达到峰值（3.521±0.12）g/（g·h），随后呈波动变化趋势，制曲结束时其液化力为（1.95±0.08）g/（g·h）；机械制曲则由发酵初始（0.60±0.04）g/（g·h）至30 h达到峰值（4.04±0.135）g/（g·h），制曲结束时其液化力为（1.88±0.095）g/（g·h）。两者液化力动态变化趋势相似，干燥期结束后液化力无 显著差异（P＞0.05）。

1.7 制曲过程中糖化力的变化

糖化力是衡量酒曲是否合格的一项重要指标。由图8可知，传统制曲和机械制曲的初始酯化力分别为（139.92±12.06）mg/（g·h）和（168.33±9.03）mg/（g·h），传统制曲在72 h达到峰值（565.66±15.10）mg/（g·h），机械制曲则在84 h达到峰值（353.78±4.14）mg/（g·h），制曲结束时传统制曲的糖化力显著高于机械制曲，分别为（455.96±23.16）mg/（g·h）和（233.36±19.17）mg/（g·h）。

1.8 制曲过程中酸性蛋白酶活力的变化

由图9可知，传统制曲和机械制曲的初始酸性蛋白酶活力分别为（33.08±2.58）U/g和（21.68±1.23）U/g，传统制曲在60 h达到峰值（66.91±1.67）U/g，机械制曲则在39～51 U/g之间浮动，制曲结束时传统制曲与机械制曲之间无显著差异，分别为（51.85±4.95）U/g和（40.71±4.03）U/g。

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传统制曲与机械制曲过程中细菌群落结构分析

传统和机械制曲过程中共鉴定出18 种（相对丰度大于1%）属水平微生物群落（图10），包括乳杆菌属（Lactobacillus）、芽孢杆菌属（Bacillus）、片球菌属（Pediococcus）、魏氏菌属（Weissella）、青枯菌属（Ralstonia）、明串珠菌属（Leuconostoc）、醋酸杆菌属（Acetobacter）、微小杆菌属（Exiguobacterium）、葡萄球菌属（Staphylococcus）、库特氏菌属（Kurthia）、不动杆菌属（Acinetobacter）、肠球菌属（Enterococcus）、葡萄糖酸杆菌属（Glutamicibacter）、裂孢菌属（Thermobifida）、链霉菌属（Streptomyces）、肠杆菌属（Enterobacter）、芽殖杆菌属（Gemmobacter）、海洋芽孢杆菌属（Oceanobacillus），其中传统和机械制曲中的核心细菌属均为Lactobacillus、Bacillus、Pediococcus和Weissella，分别占两组总菌落数的80%以上。通过对比发现，两组中Lactobacillus、Bacillus、Pediococcus和Weissella有明显差异，机械制曲结束时的优势细菌属为Bacillus（71.20%），传统制曲中Bacillus的相对含量仅为0.38%；传统制曲结束时的主要优势细菌属为Lactobacillus（68.30%），而机械制曲中Lactobacillus的相对含量仅为9.71%，同时Pediococcus和Weissella在机械制曲中的含量明显低于传统制曲，其中在制曲结束时，Pediococcus在传统制曲和机械制曲中的含量分别为17.10%和2.20%，Weissella为7.70%和0.28%。

Lactobacillus

Bacillus

Bacillus

Bacillus

Lactobacillus

Weissella

Lactobacillus

Weissella

Bacillus

Bacillus

Bacillus

Bacillus

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机械制曲主要优势细菌间及理化因子的相关性分析

为揭示细菌群落间的竞争关系以及对理化因子的影响，选取机械制曲过程中的核心且与传统制曲存在显著差异的细菌属与理化因子进行相关性分析，如图11所示，发现Bacillus与Lactobacillus、Pediococcus和Weissella间存在竞争关系，由于机械制曲和传统制曲的质地及生产环境不同，使得两者虽主要核心菌属相同，但核心菌种间的组成比例不同，机械制曲过程中的环境适宜Bacillus的生长，其大量繁殖从而导致Lactobacillus、Pediococcus和Weissella的生长受到抑制，同时在传统制曲中， 较高丰富度的 Lactobacillus 可能会合成抗生素和细菌素，导致传统制曲中 Bacillus 的生长受到抑制，

该结果 表明机械制曲过程要合理科学控制干燥时进风量及散曲搅拌频率，将制曲过程中的氧气含量控制在合理范围内，使得优势菌群结构处于相对平衡状态。此外 Lactobacillus 与氨基酸态氮、发酵力、酯化力、糖化力和酸性蛋白酶呈正相关； Bacillus 与酸度、氨基酸态氮和液化力呈正相关； Pediococcus 、 Weissella 与氨基酸态氮、发酵力、酯化力、液化力和 酸性蛋白酶呈负相关与酸度呈正相关。以上结果表明，机械制曲过程保持一个相对合适的氧气含量环境和相对稳定环境变化，既有利于Lactobacillus、Bacillus、Weissella等核心功能微生物的平衡生长，又有利于提高酒曲品质。

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结论

通过测定豉香型白酒传统和机械制曲过程中水分、酸度、氨基酸态氮、发酵力、酯化力、液化力、糖化力、酸性蛋白酶发现，在制曲结束时，传统制曲的水分、氨基酸态氮、发酵力、酯化力和糖化力显著高于机械制曲，机械制曲的酸度高于传统制曲；两者液化力、酸性蛋白酶活力分别稳定在40～50 U/g和1.8 g/（g·h）左右，无显著差异。采用高通量测序技术对豉香型白酒传统和机械制曲过程中的细菌群落进行鉴定发现，两者制曲过程中的主要核心细菌属虽相似，均为Lactobacillus、Bacillus、Pediococcus和Weissella，占两组总菌落数的80%以上，但核心细菌属间的占比存在显著差异，传统制曲中Lactobacillus（传统制曲：68.30%；机械制曲：9.71%）、Pediococcus（传统制曲：17.10%；机械制曲：2.20%）和Weissella（传统制曲：7.70%；机械制曲：0.28%）显著高于机械制曲，机械制曲中Bacillus（传统制曲：0.38%；机械制曲：71.20%）显著高于传统制曲。通过核心菌属与理化因子相关性分析发现，Lactobacillus、Bacillus、Pediococcus和Weissella均与表征酒曲品质的理化因子间存在明显相关性，其中Lactobacillus与氨基酸态氮、发酵力、酯化力、糖化力和酸性蛋白酶呈正相关；Bacillus与酸度、氨基酸态氮和液化力呈正相关，Lactobacillus和Bacillus同时为两种制曲方式中差异最显著的细菌属，由于机械制曲过程中添加了麦麸及制曲环境的不同，使得其与传统制曲的质地及制曲过程中与氧气的接触量有所差异，如若能在机械制曲过程中合理科学地控制制曲环境中氧气含量以及保持环境变化的相对稳定，这样既有利于好氧及厌氧核心功能微生物的平衡生长，又有利于提高酒曲品质。机械制曲相较于传统制曲，不仅有较高的生产效率和较低生产成本，还能够有效提高制曲环境的质量，此外，豉香型白酒酒曲中除细菌微生物群落外，还含有丰富的真菌微生物群落，真菌同样对发酵力、酯化力和液化力等表征指标有着重要影响作用，细菌和真菌间的协同发酵作用最终决定了酒曲品质，同时，机械制曲在原料中添加的麸皮可能更有利于好氧真菌的生长，在后续研究中可探究其中真菌微生物群落的演替情况，同时结合细菌群落结构，以此更加全面地分析两种制曲方式之间产生差异的原因。本研究通过分析对比两种制曲方式的理化因子及细菌微生物等指标间的差异，为豉香型白酒机械化制曲的发展及后续应用提供一定参考意义。

本文来源于《食品科学》2023年44卷22期211-217页. 作者：王宇良，李志溥，苏泽佳，梁景龙，白卫东，费永涛，赵文红，方毅斐