第二节 参与小曲白酒酿造的微生物
微生物分类的方法很多,主要是按生物的界、门、纲、目、科、属、种的顺序进行分类。由于学派的不同,分类方法也不同。微生物分类,对研究微生物价值很有必要。固态小曲白酒所用的根霉菌、酵母菌同属真菌类,但它们有根本的区别,更不能混合培养。
从广义上讲,生产小曲白酒微生物系统是复杂多种的,归纳起来有霉菌、酵母菌、细菌三大类。
一、小曲中的微生物
1.霉菌
自然培养小曲中的霉菌有根霉、毛霉、米曲霉、黑曲霉等,以根霉为主,过去有人认为自然培养小曲中的霉菌以毛霉和曲霉为主的说法是错误的。
(1)根霉 根霉是霉菌类的一种,环境适应性很强,生长极为迅速,空气中存在着大量的根霉孢子。自古以来,我国民间酿造甜酒(俗称醪糟)所用的小曲(药曲)中,主要微生物就是根霉菌。传统川法小曲白酒酿造就是使用这种曲。
(2)小曲根霉研究 根霉在生长繁殖过程中,分泌出大量的淀粉糖化酶,能将淀粉糖化。所以,根霉是小曲白酒的重要糖化菌种。在小曲中,有的根霉菌种几乎接近纯种,如邛崃米曲、厦门白曲。中国科学院微生物研究所曾对全国100多个小曲品种取样鉴定,有86%的小曲中全是根霉菌种,并且分离选育获得AS3.851,AS3.852,AS3.866,AS3.867和AS3.868等多株优良根霉菌种;贵州轻工科研所、四川省糖酒公司还分别选育出了Q303和邛崃3号、5号根霉菌种,为全国各地小曲白酒纯种制曲,提高出酒率打下良好的基础。
(3)根霉的形态特征 根霉是藻状菌纲、毛霉目、毛霉科、根霉属的微生物。根霉的菌丝没有分隔,一般认为是单细胞真菌。根霉在试管或平板等固态培养基上培养时,生长匍匐菌丝,且气生菌丝丛生而呈棉絮状,部分菌丝向下生成假根吸收养料;从假根着生处,向上生出直立的孢子囊柄,柄顶端膨胀成圆形的囊,称为孢子囊,里面有许多孢子,称为孢囊孢子;成熟的孢子从破裂的囊壁中释放出来,散布到各处进行新的繁殖。值得注意的是:根霉菌丝呈比较粗的管形状、无隔膜;菌丝开始为白色,逐步变成灰色、褐色直到黑灰色,并大多形成黑色孢子。但在液状培养基中培养时,则难以见到气生菌丝和孢子,通常呈现绕缠于一起的菌丝体。在加水量较少的半固态培养基上培养时,有时也能在表面看到气生菌丝和少量孢子。
(4)根霉的综合特性 根霉菌的特性是在生命活动中,会分泌出大量淀粉酶能将淀粉转化成糖。所以,根霉菌是酿制固态小曲白酒不可缺少的糖化菌种。
用于制小曲的根霉菌,要求生长迅速、适应环境的能力较强,即在较粗放的条件下也能繁殖产酶,能产生一定量的乳酸等有机酸,成曲的糖化力较强。根霉的综合特性如下:
①根霉适于在生料上生长、产酶。由于根霉难以分泌酸性羧基蛋白酶(羧肽酶),故不能分解经加热的变性蛋白,所以根霉在熟料上的生长和产酶效果远不及生料曲。用同一种根霉菌株培养的生麸皮曲和熟麸皮曲,前者糖化酶活力比后者高约62%。
②根霉具有产乳酸等有机酸的能力。根霉产有机酸的能力远强于米曲霉等霉菌。根霉菌株产酸的种类与该菌株自然分布状况有关,通常,凡产乳酸量多的根霉菌株,大多分离于小曲;而产延胡索酸较多的根霉菌株,则多分离自五谷。根霉所产的乳酸为L-型乳酸,易被人体及微生物直接利用,故在医药上也有广泛的用途。在小曲发酵过程中,应使酒醅保持适宜的酸度,以有效地抑制杂菌繁殖和有利于根霉及酵母菌的生长和作用。若在发酵初期为根霉菌创造有利的条件而迅速产生一定量的乳酸,则有利于形成足量的乳酸乙酯,以保证成品酒的独特风格。
③根霉菌能与其他菌类混合培养,能在小曲中与细菌、酵母等“共栖”,并充当主要菌。相比之下,曲霉若与细菌、酵母等混合培养时,则难以生长旺盛。
④根霉菌具有边繁殖、边糖化、边发酵的特性。小曲白酒的生产过程,通常是将很少量的小曲拌入蒸熟的原料,经堆积、保温,进行培菌糖化,再进行边生长、边糖化、边发酵,而且能使三者之间的速度保持相对协调的平衡,并且不至于污染杂菌,这种性能和作用方式是较为独特的。
(5)常见根霉的性质 自然培养小曲中常见的根霉有河内根霉、黑根霉、米根霉、白曲根霉、中国根霉、德氏根霉、台湾省根霉、日本根霉及爪哇根霉等。它们在生长的适应性、生长特征、糖化力强弱及代谢产物等方面有所差异。
例如河内根霉具有一定的液化力,具有较强的糖化力和产有机酸的能力,尤其能形成较多量的乳酸。黑根霉的菌丛粗壮,能生成富马酸,但其糖化力较低。在水分大、品温高时,黑根霉会大量繁殖,被视为影响小曲糖化力的有害菌。米根霉的菌丝呈白色至黑褐色,孢子呈灰白色。白曲根霉的适应能力较差,但其糖化力及产乳酸等有机酸的能力较强,并具有一定的产酒能力,故被用于米糠小曲,在培制散曲时也用得较多。中国根霉的孢子呈鲜灰色,糖化力及产有机酸的能力均较强。爪哇根霉的菌丛呈黑色,具有较强的糖化力。上述根霉的生长适温,多在25~40℃;作用的适温为45~55℃;最适pH值为4.5~5.5。
根霉菌广泛存在于自然界,小曲、大曲、五谷、环境等都可分离出根霉菌,酿酒工作者不断寻找、选育适用于小曲白酒生产的优良根霉菌株,是提高小曲白酒产、质量的重要保证。
2.酵母菌
酵母菌是一种单细胞微生物,属真菌类。早在4000多年前的殷商时代,我国人民就开始用酵母酿酒。在自然界中,酵母菌主要分布在含糖较高的偏酸性环境中,在蔬菜和水果的表面,在鲜花蕊中以及酿酒厂周围环境和果园土壤中存在较多。我国民间制造的米曲、糠曲、麦曲中,也有相当数量的酵母菌。
(1)酵母形态 酿酒用酵母,细胞形状一般为椭圆形、卵形、球形,特殊的还有腊肠形、胡瓜形、柠檬形、锥柱形及丝状形。细胞大小平均在(7~8)μm×(5~6)μm,大的10μm×8μm,小的仅3.0μm×2.2μm。
(2)酵母性质 在自然界中,酵母菌主要分布在含糖量较高的偏酸性的环境中,如水果、蔬菜、酒厂周围及土壤中存在有较多的酵母菌。它是以无性繁殖和有性繁殖两种方式传种接代,以无性繁殖为主。酵母多数是以出芽法进行繁殖,即细胞经出芽生成芽体后,进行细胞核分裂,待芽体成熟后,自母体脱落,形成新的菌体。
酵母菌耐温能力差,在50~60℃时,数分钟就死亡。它的最适生长温度为25~30℃,最适pH值范围为2.2~8。当温度在40℃时,它便会很快衰老,活性减弱,这就是小曲白酒生产在发酵过程中为什么必须将发酵温度控制在38~40℃的道理。
酵母菌在繁殖时期需要大量空气,属好气性,而在酒精发酵时便不需要空气又属厌氧性,所以,生产中要求“松箱紧桶”的道理就在于此。
3.细菌
在自然中,细菌种类繁多,目前已知的有1600种以上。在人们心目中,细菌是有害的,但科学技术的发展使细菌的利用日益扩大,广泛应用于发酵工业,例如,用细菌生产乳酸、醋酸、丙酮丁醇、抗生素。20世纪70年代,又利用细菌生产氨基酸、核苷酸、维生素、酶制剂等生物产品;还利用细菌生产一些多糖类物质以应用于食品工业及医药卫生等方面;同时在石油发酵、石油勘探、石油脱硫及细菌浸矿等领域中得到有效的应用;农业生产利用细菌进行生物防治害虫和制成肥料;酶制剂已广泛应用于酒精、白酒工业。
从固态小曲白酒生产的角度来看,细菌都是有害的。由于小曲白酒生产系统是开放式的,这给细菌的侵入提供了方便的条件,如何在生产中减少细菌对生产的污染,是古往今来一直探讨的课题。
(1)细菌形态特征 细菌是单细胞微生物,其形态有三类:杆状、球状、弧状,又称杆菌、球菌、弧菌,而球菌又分单球、双球、四联球和葡萄球菌。
细菌的细胞大小随种而异。一般只有几微米。如球菌为ϕ0.5~2μm;杆菌一般长1~5μm,宽0.5~1μm。侵入酒类生产的细菌绝大部分是杆菌,但发酵糟和配糟中却以球菌占优势,而发酵后期杆菌占统治地位,如乳酸菌。
细菌的菌落多数是表面光滑、湿润、半透明或不透明的,有些还具有各种颜色,菌落一般较小。细菌以分裂方式繁殖。
在小曲白酒生产中,所谓“杂菌污染”,就是细菌的污染,而且危害极大,但主要是乳酸菌、醋酸菌等污染危害最大。
(2)乳酸菌 乳酸菌是自然界中数量最多的一类菌。它在小曲白酒生产的配糟、发酵糟内产生大量乳酸和乳酸乙酯。所以,要尽量防止它的侵入,否则将会使糟醅生酸量过大而影响产酒率和酒质。酒中乳酸含量太大,会使酒有馊味、酸味和涩味,乳酸乙酯过量会使酒呈青草味。乳酸菌对生产的污染,与小曲白酒的开放式多界面生产方式是分不开的。所以搞好卫生工作,防止过量乳酸菌入侵,对提高白酒质量和出酒率极为重要。它对生产的污染有以下三个途径。
①乳酸菌的作用
②异乳酸菌的作用
③假乳酸菌的作用
乳酸菌多是嫌气性杆菌,生成乳酸的能力强;而且白酒生产的发酵糟内多是异乳酸菌(乳球菌),它是偏嫌气性或好气性,能将己糖生成乳酸、酒精及二氧化碳。
(3)醋酸菌 醋酸菌也称乙酸菌,种类繁多,是氧化细菌的重要菌种。在温度、时间、培养条件不同的情况下,其形态差别很大,有球形、链球形、长杆形、短杆形等。它的产酸能力也很强,特别对酵母菌杀伤力很大,当在固态白酒中的条件下,势必感染部分醋酸菌,将部分糖转化成酸。
虽然醋酸是白酒的香味成分之一,同时也是酯类物质的承受体,还是丁酸、己酸及其酯类生成的前驱物质。但是,如果白酒中醋酸超量,将会使酒呈刺激性酸味,最主要的是会严重阻碍发酵的正常进行。因为固态小曲白酒生产不是醋酸不足,而是过剩。它的作用反应如下:
(4)丁酸菌 也叫酪酸菌。种类较多,一般呈纺锤形并且游动;有恶臭、汗臭和水果腐败臭味。它特别能耐高温,但耐酸性差。在小曲白酒生产中,污染最多的是在制造麸曲的堆积工序,如果不按时翻拌排潮和白酒生产停产时间太长,丁酸菌大量繁殖,不但影响麸曲的质量,而且严重影响新渣的出酒率,稍有忽视将会造成很大损失,还会引起酒质变坏。
生产中除上述有害菌外,还有己酸菌、黏液菌、枯草杆菌和放线菌等。这些微生物对小曲白酒生产均有严重影响,例如使材料发黏,制曲料板变硬,妨碍发酵正常进行等。
二、小曲制作中所用的优良菌株
目前大多使用优良的根霉和酵母菌株制强化小曲或纯种的固态和液态小曲,纯种散曲和液态曲是传统固态小曲意义上的延伸。
1.根霉菌株的条件及优良菌株
(1)用于小曲培养的根霉菌株的条件 要求其生长迅速、适应环境的能力较强,即在较粗放的条件也能繁殖和产酶,能产生一定量的乳酸等有机酸,成曲的糖化力较强。
根霉菌的综合特性如下:
①根霉适于在生料上生长、产酶 由于根霉难以分泌酸性羧基蛋白酶(羧肽酶),故不能分解经加热的变性蛋白,所以根霉在熟料上的生长和产酶效果,远不及生料曲。试验证明,若在蒸熟的米饭中,添加17种氨基酸或大豆蛋白的水解液后接种根霉,则根霉的繁殖能力显著增强。用同一种根霉菌株培养的生麸皮曲和熟麸皮曲,前者糖化酶活力比后者高约62%。
②根霉具有产乳酸等有机酸的能力 根霉产有机酸的能力,远强于米曲霉等霉菌。根霉菌株的产酸种类,与该菌株自然分布状况有关。通常,凡产乳酸量较多的根霉菌株,大多分离于小曲;而产延胡索酸较多的根霉菌株,则多分离自五谷。根霉所产的乳酸为L-型乳酸,易被人体及微生物直接利用,故在医药上也有广泛的用途。
在小曲白酒发酵过程中,应使酒醅保持适宜的酸度,以有效地抑制杂菌繁殖和有利于根霉及酵母菌的生长。若在发酵初期为根霉菌创造有利的条件而迅速产生一定的乳酸,则可有利于形成足量的乳酸乙酯,以保证成品酒的独特风格。
③根霉菌能与其他菌类混合培养 根霉菌能在小曲中与细菌、酵母等“共栖”,并充当主要菌。相比之下,曲霉若与细菌、酵母等混合培养时,则难以生长旺盛。
④根霉菌具有边繁殖、边糖化、边发酵的特性 小曲白酒的生产过程,通常是将很少量的小曲拌入蒸熟的原料,经堆积、保温,进行培菌糖化,再进行边生长、边糖化、边发酵,而且能使三者之间的速度保持相对平衡,并不至于污染杂菌。这种性能和作用方式是较为独特的。
(2)优良的根霉菌株
①AS3.866是中科院微生物所乐爱华等从小曲中分离而得到的河内根霉,其性能不错。其糖化力和产乳酸的能力均很强,酒化酶的活力也较高,在20世纪60年代用于培制各种纯种小曲。该菌株即使在热季,产酸量也适中。
②Q303由贵州省轻工研究所陈圣龙等从小曲中分离而得。有人称其为甜根霉曲菌株。该菌株生长迅速,糖化力及产酸能力比AS3.866更强,且性能稳定,在夏季以外的季节,能适度产酸;但酒化酶活力较弱。这是一株很优良的菌株,在小曲白酒生产中得到广泛应用。
③四川省邛崃3号及5号根霉菌株,也是均为实践所证明的优良根霉菌株。
④C-24和LZ-24两株菌种,是1994年泸州酿酒科研所从小曲中分离所得,其生长速度快,熟饭试验的糖分比对照样Q303分别高27%和22%,制曲效果良好,对酿酒原料适应面广,出酒率及酒质明显得到提高。
根霉菌广泛存在于自然界,小曲、大曲、五谷、环境等都可分离出根霉菌,酿酒工作者不断寻找、选育适用于小曲白酒生产的优良根霉菌株,是提高小曲白酒产、质量的重要保证。
2.优良的酵母菌株
(1)酒精酵母 产酒能力强的酵母,称为酒精酵母。其细胞形态以椭圆形、卵形、球形最多。酒精酵母一般以无性繁殖为主,经出芽生成芽体,在细胞一端长成突起,随后细胞核分裂,待芽体逐渐长大后,自母体脱落,形成新的个体。
以含淀粉质的原料进行小曲白酒生产,常用的酒精酵母有南阳酵母,K氏酵母,AS2.541,AS2.109,拉斯12号,拉斯M等。中国生物工程开发中心宜昌食用酵母基地(现更名为安琪酵母股份有限公司)成功地研制出耐高温酒精活性干酵母(安琪酵母),在小曲白酒生产中广泛应用,可将发酵温度提高到40℃而不降低活性,能提高出酒率。
(2)产酯酵母 亦称生香酵母。为了提高小曲白酒的酯含量以增加香味,有的厂在培制小曲时,接入若干“生香酵母”。常用的生香酵母菌株有汉逊酵母属中的AS2.300,AS2.297,汾Ⅰ、Ⅱ及中国食品发酵科学研究所的1312,1342,1343,1274等。这些酵母属于氧化型酵母,主要产乙酸乙酯。四川省食品发酵工业研究设计院在20世纪80年代中期从有关样品中,分离出产酯量高达70mg/100mL的产酯酵母,在小曲、大曲酒生产中应用,获得良好的效果。
选用产酯酵母时,不能孤立地在常规化验数据上追求产酯能力高。有的菌种产酯能力虽强,但味道极其单调;有的菌种产酯能力较弱,却能生成细腻复杂的香味。因此,最好能根据产品的特点,采用分别培养、混合使用的方式,使酒体香味浓郁协调。
通常,由中国科学院微生物研究所分离所得和编号的菌株,都标有“AS”字样,菌号的第一个阿拉伯数字1,2,3,4,分别表示该菌株是细菌、酵母、霉菌、放线菌。但其他单位的菌株编号无此规律。
自然培育小曲中的微生物,是靠相互间的竞争、优胜劣汰而保持其优良性状;现在小曲制作中使用纯种,也需不断地在生产中进行人工选育,以防止其优良性状的退化,并不断选育出越来越好的菌株。
三、小曲优良根霉菌株的选育、保存及使用方法实例
关于酵母的分选方法,比较简单,可参考常见的有关参考书。以下只介绍根霉菌株的选育和保存方法。
1.根霉菌株选育
(1)实例一 据报道,1994年,泸州市酿酒科学研究所从小曲等试样中,以根霉培养后的外观特征、稀碘液测菌落透明圈的直径大小、酶活力、不同原料熟饭试验的糖分、酸度、产酒精状况等为指标,遴选出性能优于AS3.866和Q303的2株根霉菌,并对其反复进行物理诱变,最后选得定名为C-24和LZ-24的2株菌种。其生长速度快,熟饭试验的糖分比对照样Q303分别高27%和22%,制曲效果良好,对酿酒原料适应面广,出酒率及酒质也明显得到提高。
C-24和LZ-24的外观特征:用土豆培养基培养3天,观测假根、中轴、孢子囊梗、孢子囊、孢子、厚垣孢子的外形、色泽和尺寸。
不同原料熟饭的适应性试验:以C-24和LZ-24为供试菌株,生产上常用的YG5-5,AS3.886,Q303,702这4株小曲根霉为对照菌株,用大米、玉米、糯高粱、粳高粱的熟饭为基质,接种培养后,比较它们的糖分和酸度。
①糖分 供试株明显高于对照株,其中C-24的产糖分比YG5-5,AS3.866,Q303,702分别高11.4%,17.2%,10.5%,13.5%;LZ-24产糖分分别比上述对照株高8.8%,14.5%,8.0%,10.9%。即供试菌株的产糖分,均明显高于对照菌株。以不同原料的熟饭相比,产糖分最高的为大米,其次为糯高粱,产糖最低的是玉米。但供试根霉菌株对这4种原料均具有较好的适应性。
②酸度 除粳高粱外,供试菌株C-24和LZ-24在大米、玉米及糯高粱熟饭上的所产酸度,均低于对照菌株,比产酸力最强的AS3.866分别低23.6%和21.8%,比产酸力最弱的Q303也分别低6.7%和4.4%。
③制曲试验 以C-24和LZ-24为供试菌株,以YG5-5为对照菌株,以麸皮为制曲原料,每个试样的投料量为350kg,采用与大生产相同的通风制曲工艺条件制曲,并重复2次。试验结果如下。
a.品温变化及菌丝生长速度 C-24和LZ-24均在曲料入池后5h品温即开始上升,10.5h时品温可达到35℃;而接种对照菌株的曲料,入池后6h品温开始上升,11.5h时才达到35℃。C-24的打点时间(指肉眼能看到曲料表面开始长有菌丝的时间)为4h,LZ-24的打点时间为4.5h,分别比对照菌株早1h和0.5h。
b.感官状况 无论是接种供试菌株或对照菌株培养的根霉曲,均呈粉末状或小颗粒状;色泽近似于麸皮,均匀一致,无杂色;均具有根霉曲特有的气味。但相比之下,供试菌株曲的香气优于对照菌株,尤以LZ-24为甚。将上述根霉菌株接种于熟米饭上培养后,饭表面均无杂色斑点,均具有甜酸味和微具酒味。但相比之下,供试菌株的性能优于对照菌株,尤以C-24为甚。
c.酶活力比较 接种C-24和LZ-24培养的根霉曲比接种YG5-5培养的根霉曲,糖化酶活力分别高44.6%和29.9%;液化力分别高39.0%和16.9%。若将供试根霉菌株和对照根霉菌株,各与等量相同的酵母分别接种后制曲,则2种酶的活力比较,也有与单接根霉菌时相似的结果。
④制酒试验
a.试验方案 设定以上述用C-24、LZ-24培制的根霉曲为供试曲的酒醅为A和B,用YG5-5培制的对照根霉曲的酒醅为C。以北方杂交高粱为原料。A、B、C的投粮量均为600kg/桶,用曲量均为1.8kg/桶。料水比及其他操作条件完全相同,按传统的高粱小曲白酒的生产工艺规程进行,试验各重复2次。
b.产酒量及出酒率 取2次结果平均数据,A产酒333.3kg,B产酒335.8kg,分别比C高3.59%和4.35%,相应的出酒率分别高1.9%和2.4%。另外,大曲生产中使用的是以AS3.866制的曲,经与上述试验同期多次跟踪测定,其平均每桶酒醅产酒量为325.7kg,比A、B分别低2.3%和3.0%,出酒率分别低1.2%和1.7%。
c.常规分析理化卫生指标 A、B的总酯及总酸含量略高于C;杂醇油、甲醇的含量,与C基本接近;固形物的含量,三者无明显差异。
d.气相色谱分析结果 A的乙酸乙酯含量为0.68g/L,比C高55.4%;B的乙酸乙酯含量与C相同。其他的酯及醇、醛的含量,三者之间无明显差异。
e.酒质感官比较 A、B酒的味感优于C,而且A的甜味较好。
⑤讨论和结论 供试菌株是采用紫外线诱变处理获得的,应注意照射强度,以收到良好的效果。上述C-24和LZ-24菌株,已在某些厂推广应用,效果良好。
(2)实例二 苏州市第二米厂李金生撰文报道了从甜酒药中分离根霉优良菌株的基本方法。现择要简述如下,供参考。
①采样 若在曲室中发现具有浓郁酒曲香味的酒药,则当其水分降至12%左右时,可采样装于无菌的塑料袋中经包扎后,置于低温干燥处保存待分离。切勿采取根霉繁殖缓慢、随后呈明显的酸臭气味、曲粒疏松、表面呈杂色斑点的小曲作为分离试样。
②分离步骤 用无菌小刀、切取上述样品中央一小块小曲,置于无菌研钵中研细后,注入适量无菌水加以稀释。再按通常的平板稀释法,做成若干稀释平板,将其放入32℃的恒温箱中,培养约8h后,即可看到有数条呈放射状的菌丝开始缓缓长出、蔓延伸展。这时,可用放大镜观察并初步甄别,选定部位。然后,用接种针截取菌丝,不要碰及菌丝的生长起点,将菌丝移接至试管斜面培养基上。再把试管置于32℃恒温箱中培养并注意观察,即可得到由单条菌丝形成的纯种根霉菌株。
制平板和试管斜面的培养基,以麦汁琼脂培养基为宜。要求麦汁清亮,无与碘液呈蓝色的反应,无杂质,pH值为4.5左右,浓度为12%左右。麦汁中的琼脂加量为2%。麦汁琼脂培养基通常在50℃左右即开始凝固。试管斜面培养基应无菌;试管口塞上棉塞,放于铁丝筐中,上面包好牛皮纸后,置于高压蒸汽锅内,经0.1MPa蒸汽灭菌20~30min后取出,冷却至室温。再置于30℃恒温箱中2天,使培养基多余的水分挥发掉,并验证其确实无菌。若发现表面有杂菌生长,则不得用于分离菌株的转接。
③试管斜面根霉菌株的培养特征 在上述试管麦汁斜面培养基上,32℃下培养,应快速生长。培养约20h,匍匐菌丝生长粗壮,并形成较厚的膜层;气生菌丝极少。菌丝均呈白色,且色泽一致,无毛绒状的现象。
凡呈下列现象者,则为不纯或不良菌株:生长缓慢,菌丝基部呈黏油状,培养基表面呈鼓泡,且满管都呈毛绒状。
④根霉菌株的纯度及优良性能验证 应该对菌株进行生理、生化等试验和测定,考察其糖化酶等酶系的活力等状况,以全面地验证其优劣。但在一般工厂则采取直接用菌株酿制“酒酿”的方法,来考察菌株的纯度及性能。即取250g新鲜糯米,经浸泡2h并洗尽后,置于蒸饭锅箅子的3层预湿的纱布上,隔水蒸45min(以水煮开后计时)。再将熟饭用冷开水冲淋、沥干,装入烧杯中。然后,从菌株试管中取1块如黄豆粒大小的菌,研细后拌入上述米饭中,翻拌均匀,并将表面压实。再在物料中央制成喇叭形的窝。最后,将烧杯加盖,并置于32℃恒温箱中培养约36h,观察其糖化和发酵的基本状况,以判别菌株的优劣。
a.优良根霉 窝中汁液多而清亮,不鼓泡,液表面无膜生成。具有浓郁的酒香味,口感甘甜可口。经常规化验,含有1.5%左右的酒精,糖度在38%以上,总酸在0.3%以下。
b.不纯或不良菌株 糖化速度缓慢,迟迟不产生汁液。若不断鼓泡,说明染有野生酵母;若呈强烈的酒精味,说明染有还原型酵母;若呈苦味,说明染有细菌。优良的根霉菌株,须经反复分选、考察才能获得。故应将这项工作经常化。
2.根霉菌株的保存方法
贵州省轻工研究所陈圣龙曾撰文发表采用试管固态麸皮培养并保存优良根霉菌种的方法,具有很好的实用效果。现择要简述如下,供参考。
(1)试管麸皮固态培养基的制备
①加水拌料、装管 麸皮的加水量因麸皮粗细程度而异,通常,加水量为75%~80%。若麸皮水分太高,则灭菌后会结块而透气不良;若水分太低,则麸皮易于干燥。故麸皮水分必须适当,才能保证根霉菌的正常生长。
麸皮加水拌匀后,可用小药勺装入试管。通常,规格为15mm×150mm的试管,装料高度为10mm。装料后,用试管刷将附着于管口及管壁的物料清理掉,以免正式接种培养时污染、生长杂菌。再在试管口塞好棉塞,将试管竖立装入试管铁丝筐中,并在上方包扎牛皮纸,以免灭菌时有水珠滴湿棉塞而在培养根霉时污染杂菌。
②灭菌 将上述装有试管麸皮培养基的铁丝筐放入高压灭菌锅内,以0.1MPa的蒸汽灭菌30min即可。
③冷却 试管培养基灭菌结束后,应及时将其从高压锅中取出,将试管口朝上,直立于冷水浴中冷却,冷水高度以不浸湿试管口的棉塞为限。若不迅速冷却而让其自然冷却至室温,则会使麸皮中的水分过量蒸发,致使根霉菌生长不良,甚至根本不能繁殖。另外,经灭菌、冷却后的试管麸皮培养基,应及时接种培养,否则也会导致根霉菌难以生长的后果。
(2)接种、培养 按常规的无菌操作法进行接种后,将菌种放入恒温箱内培养。培养品温因菌株而异,例如,Q303及AS3.866菌株可控制为28~30℃。培养时间以形成大量孢子囊为准,一般为48~72h。
(3)菌种干燥 将上述培养好的菌种,置于45℃的恒温箱中进行干燥,一般经5天即可干透。若干燥温度较低,则干燥时间过长,不易掌握其干燥程度;故应尽可能地采取较高的干燥温度。但也不能采取根霉的死灭温度进行干燥。经试验观测,湿菌种的死灭温度为45~50℃;而干菌种耐热性能好,在95℃下也能存活。这与一般微生物孢子的耐热强度是相似的,即孢子的含水量越少,其耐热性越强。
(4)干燥菌种的保存 可将上述经干燥的试管菌种,置于玻璃干燥器中保存;也可将试管口用酒精喷灯的火焰烧熔封口后,置于常温下保存。采用上述方法保存的根霉菌株,历经23年之久,仍有萌发和生长的能力,并未变异和污染杂菌。贵州省轻工研究所向全国发售的优良根霉菌株,也采用上述培养基培养和保存。因其在邮寄过程中容易保存,在生产上可直接使用,并能长期保存,故颇受使用厂家的欢迎。
3.试管固态麸皮根霉菌株的使用
可将上述保存的根霉菌株,直接转接至试管麸皮、试管麦汁琼脂斜面或三角瓶麸皮培养基上进行培养。若需转接至表面积或总体积较大的培养基上,则可先将无菌水加入菌种试管中,制取孢子悬浊液后再转接。
若菌种保存期已在10年以上,则在使用前,需将其先转接至新鲜的试管麸皮或麦汁琼脂斜面培养基上,进行培养、活化后,再应用于生产。否则会影响菌体的正常生产,并易招致杂菌污染。
四、参与小曲白酒生产微生物的条件控制
根霉菌、酵母菌、细菌等微生物,与其他生物体一样,在新陈代谢、生长繁殖的生命活动中,受到各种环境条件的限制,在生产中,要利用它们自身特点,掌握它们的生命活动规律,使它们处在人为控制的环境条件中。
要根据不同微生物的需要和生活条件,来调节控制它们为生产服务。实现制曲、培菌箱、发酵的温度、水分、空气、酸度等条件的调节控制。因此,要掌握它们对碳源和酸碱度的需求,才能更好地为白酒生产服务。