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分子生物学为白酒产业注入创新活力

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  • 来源:
  • 发布时间:2022-10-11 15:01

【概要描述】由中国微生物学会工业微生物学专业委员会、中国酒业协会白酒分会主办......

分子生物学为白酒产业注入创新活力

【概要描述】由中国微生物学会工业微生物学专业委员会、中国酒业协会白酒分会主办......

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  由中国微生物学会工业微生物学专业委员会、中国酒业协会白酒分会主办,安徽古井贡酒股份有限公司等承办的“2016第四届中国微生物与白酒酿造技术研讨会”近日在安徽省亳州市举行。中国工程院院士、北京工商大学校长孙宝国教授与来自中国科学院、贵州大学等院校的专家,围绕白酒酿造微生物技术、白酒发酵等展开研讨交流。

  大曲微生物是白酒酿造的关键因素

  贵州大学酿酒与食品工程学院院长邱树毅教授在接受采访时介绍,大曲是中国传统固态发酵白酒的糖化发酵剂和生香剂,是固态白酒酿造的基础。传统白酒大曲中包括物系、菌系和酶系,其中菌系主要是细菌、霉菌和酵母等微生物,酶系主要是由菌系的细菌、霉菌和酵母产生的水解酶类和生香的酶类等。正是大曲中细菌、霉菌和酵母等微生物的作用,产生分解大分子的水解酶和生香的酶类,这些酶作用于高粱、小麦等的淀粉、蛋白质并产生乙醇和各种风味物质,从而使中国传统固态白酒具有了独特的风味。

  中国科学院成都生物研究所赵海研究员指出,大曲自古就有“酒之骨”之说,作为酿酒动力其对白酒酿造起着不可替代的作用。制曲是在高温、高湿、开放式操作条件下,以特有曲胚营养成分为基础,通过长期选择和长期驯化,实现特有微生物群体的富集,同时产生丰富酶资源实现物质代谢的过程。

  中国酒业协会顾问、古井集团董事长梁金辉说,香醇美酒是酿酒微生物新陈代谢和酿造工艺技术完美融合的结果,微生物作为白酒酿造的关键因素发挥了重要作用,从大曲的生产到窖池发酵,微生物都参与其中并发挥着不可替代的作用,可以说是微生物“酿造”了白酒。

  孙宝国院士在题为《内寻外加 自然强化——健康白酒发展之管见》的报告中介绍了《本草纲目》中列举的69种不同功效的药酒类型,解释了“内寻”就是从白酒和白酒酿造过程中分析发现有益人体健康的物质,“外加”就是将不是在白酒酿造过程中产生的有益人体健康的物质加入到白酒中去,“自然强化”就是在白酒酿造过程中通过原料、微生物和工艺的调控和优化,使其产生更多的有益于人体健康的物质。

  酿造技术研究步入分子生物学时代

  中国酒业协会副秘书长甘权说,随着白酒酿造技术的科技创新发展,结合现代分子生物学、生物信息学、生态学、代谢组学和基因组学等技术深入研究微生物与白酒酿造技术的关系,探讨我国传统白酒产业技术创新正越来越受到业内的高度关注。

  四川大学轻纺与食品学院张文学教授表示,基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等是目前酿酒微生态学研究的最高层次,近年来基于PCR的指纹图谱分析技术、荧光原位杂交技术(FISH)、高通量测序技术和组学技术等相继应用于白酒研究中并取得了一系列丰硕成果。相信随着研究层次的不断提高,必将产生更多研究成果,中国白酒也将为世界更多人所接受和喜爱。

  古井贡酒技术中心主任刘国英介绍,大曲、窖泥、环境是白酒微生物的重要的来源,其微生物的种类和组成对白酒风味的形成具有至关重要的作用,研究大曲和窖泥中的微生物是阐明白酒发酵机理的重要手段。研究人员通过运用高通量测序技术及相关分子生物学技术,深入解析了古井贡酒酿造过程中微生物之间的群落结构,寻找优势菌群和优质菌群,找出其与白酒质量之间的对应关系,用于指导实际生产,进一步提升了白酒品质。

  赵海研究组利用现代高通量测序手段,实现了对浓香型和酱香型大曲的比较宏基因组生物信息分析,极大地拓展了对大曲微生物多样性的认识。研究发现,浓香型大曲中有341种细菌和83种真菌,而酱香型大曲有791种细菌和119种真菌。此外,研究人员还克服了高温大曲RNA提取过程中高淀粉和高色素等不利因素,成功获得了高质量RNA,完成了浓香型和酱香型大曲的宏转录组分析,全面系统地了解到了大曲丰富的酶资源。

  深入解析不同白酒内在差异

  中国酒业协会副秘书长甘权认为,不同的制曲工艺,不同的酿造工艺,培育出独特的微生物优势种群,形成了独步世界的香型各异的中国白酒。

  张文学介绍,“酿酒微生态学”是研究白酒酿造过程中微生物群落与微观酿造环境之间相互关系的科学。理化指标不同的地域环境,在长时间中驯化形成优势微生物群体的差异,造就中国不同香型、不同风格特征白酒产品的出现,同时又表现为一定的地域相同性。分子生物学研究不仅有助解释不同区域白酒风格的差异,而且还有助解析酿造微生物群体演替规律与代谢途径。

  赵海等利用分子生物学技术开展了定向嗜热微生物的筛选,获得了7个嗜热真菌属和耐热毕赤酵母属;开展了新颖耐热酶基因的挖掘,并在毕赤酵母中实现了大曲酶蛋白的异源表达。高温大曲酶蛋白的开创性获取,为大曲酶资源的全新认识和大曲影响酒质的机理解析打开了一扇新的大门,这一开创性研究成果不仅可以更深入、更全面地认识和挖掘大曲微生物和酶资源,而且还为深入解析不同白酒类型之间差异的内在因素打下了坚实基础。

  助力提升酿造技术与品质

  张文学说,利用分子生物学技术开展的面向特定微环境的微生物群落的研究、微环境理化、生化和生物性状的研究以及微环境生态系统代谢规律的研究,有助于提升白酒生产技术。如贵州轻工业科学研究所研究成功以麸皮根霉酒曲替代传统的自然培养小曲,使小曲走向了纯菌种培养,对稳定小曲质量、提高出酒率起到了保证作用。

  同时,分子生物学研究还可加速工艺革新,改善传统生产白酒的局限与效率。己酸菌、甲烷菌等菌株的筛选与反复优化,结合工艺优化与培养配方的改进,成熟的窖泥功能菌培养技术已形成,促进了新窖老熟,产品质量与产量的显著提升。强化大曲、纯种麸曲等糖化发酵剂结合中温曲、高温曲,配合不同原材料的添加,促进了白酒传统工艺从单一走向多样化,促使传统工艺革新,新型白酒风味产品出现。

  白酒香型从四种基本香型发展到十二种香型,这些香型的出现与延伸是在各种研究成果的基础上对原材料、糖化发酵剂、酿造工艺、贮存老熟、勾调等不同环节进行不同程度改革与创新的成果。张文学认为,随着分子生物学技术手段的深入与研究成果的积累,更多新型风味产品将被开发,已存在产品也将进行不同程度的改善;与此同时,这些研究也将突破现有白酒领域,进入白酒之外的其他酿造行业,如风味醋、酱油、果酒、清酒等。

  亳州市副市长赫璞峰在开幕致辞中强调,近年来,白酒产业发展正面临着严峻挑战,亟须酿酒工艺的技术创新和更高层次的产学研技术联盟的合作。全国白酒标准化技术委员会委员、古井贡酒总经理周庆伍介绍,近年来,集团与中国食品发酵工业研究院、江南大学等十几所高校及科研院所建立了良好的产学研合作关系,与孙宝国院士团队设立搭建高层次科技创新平台,共同开展白酒固态发酵工程技术领域的基础性课题研究和前沿关键技术的开发,推进成果转移转化。

  与会专家认为,传统白酒固态发酵过程微生物体系是复杂多变的,仍需不断探索。利用现代分子生物学技术手段开展微生物与白酒酿造技术研究将为传统白酒产业注入科技创新活力,为白酒酿造技术的应用和科研创新工作带来新的更大的机遇,对推动企业技术创新,促进传统白酒产业技术升级起到积极的促进作用。

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长春市辽金酒业有限公司

位于吉林省农安县北环西路一巷二号,创建于1994年,工厂座落在享有“千年古都之称的黄龙府”的全国商品粮食基地吉林省农安县境内。厂内设有3个生产车间,窖池16个,二个瓶酒灌装生产线,它是吉林省酒类行业中知名的民营企业,本工厂占地面积1.8万平方米,建筑面积近3600平方米,年产白酒5000吨,其中纯高粱酒1000吨,资产总额1200万元,职工人数60人。