4.1 黄酒酿造过程中微生物群落结构
黄酒属于多菌种混合发酵酒,酿造过程是在开放性环境下进行的。因此生态环境的多样性造就了黄酒酿造过程中微生物群落的多样性。并且由于受内外发酵环境的影响,微生物群落在不断地进行变化与演替。而黄酒酿造过程中微生物群落的变化是永恒的,稳定只是相对的、暂时的,这也是黄酒批次之间发酵指标、风味等出现差异的根本原因。
黄酒酿造过程中不仅原料会带入微生物,空气、酿造用水、生产器具、车间环境也会带入,但黄酒酿造过程中的微生物主要是由麦曲、酒药、酒母所提供。黄酒浸米水中也存在大量的微生物,不过大部分的微生物会在蒸饭过程中被杀灭。但在浸米过程中乳酸菌产生的大量有机酸、抗菌肽等次级代谢产物会进入发酵醪中,低pH、高酒度的酒体会对微生物群落形成过滤作用,使得发酵醪中微生物的群落组成相对稳定。
目前对黄酒微生物群落结构的研究方法多种多样,可采用传统分离培养、核糖体基因间区分析(ribosomal intergenic spacer analysis,RISA)、聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis,PCR-DGGE)、扩增子测序和宏基因组测序等。传统培养方法是黄酒微生物群落结构研究中比较成熟和常用的方法,其主要是先通过一些特定的选择培养基对微生物进行分离,再进行下一步的鉴定,能够在微生物株水平上详细分析微生物的代谢特性,并能够为黄酒酿造提供纯种的微生物。同时传统培养方法也具有一定的不足:传统发酵食品中微生物群落结构复杂,并且在不断变化,而传统培养方法速度较慢,不能准确测定具体某一时间微生物的群落结构;可培养的微生物仅占到微生物总量的1%,大部分微生物因不能培养或丰度过低而被遗漏,造成微生物群落结构检测的不准确。
随着分子生物学的深入发展和新的生物技术的应用,微生物研究技术从利用RISA图谱和PCR-DGGE对不可培养微生物进行研究,发展到现今利用高通量测序技术对主要功能微生物、低丰度和不可培养微生物进行全面深入的研究,而第三代单分子实时测序(single molecule real-time sequencing,SMRT)出色的读长使酿造体系微生物在种水平上得到进一步的解析,为微生物的多样性研究提供了技术保障,同时结合传统微生物分离培养技术,可大大提高人们对黄酒酿造中微生物的研究进展。