酒香氤氳何處起？是什麼決定了白酒的萬般風味？

據考古發現表明，釀酒是有著九千年歷史的人類最早從事的生物技術，是人類最早掌握的發酵技術。我國是世界上最早將微生物進行富集，用於釀酒的國家之一。釀酒技藝作為中華文明的重要組成部分，延續數千年，至今仍然貢獻著中國人民美好生活。然而，數千年以來，我們將釀酒技藝看成是神秘的、不可解釋的。直至近代我國微生物學研究先驅如將西學（微生物學）引進我國，我們才開始了對數千年延續的傳統釀造技藝蘊含的科學奧秘展開探索。微生物學之父路易·巴斯德正是從酒精發酵與乳酸發酵中受到啟發，打開了通向微生物學世界的大門。對釀酒科學機理的解析，不僅具有現實意義，更重要的是，為我們研究微生物與人類的共進化，研究微生物菌群的社會學，提供了絕佳的素材。

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我國釀酒技藝不同於國外以純種酵母為主體的發酵體系，無論是白酒還是釀造食品，均以自然接種、自然發酵的菌群釀造為主，參與微生物在百種之上，形成的豐富的風味物質千種以上。並且，我國傳統白酒釀造體系中蘊含著大量的可培養和未培養微生物，涉及黴菌、酵母、細菌和放線菌；有好氧菌、兼性菌和厭氧菌，種類豐富程度是世界釀造食品之最。這種微生物群體的多樣性與我國幅員遼闊的氣候和生態的多樣性相遇後不僅形成了各種釀造的工藝，而且造就出種類多樣、風味獨特的白酒珍品，更留下許多釀造科學問題。千種以上的白酒風味物質是什麼，是如何產生，產生的微生物又是如何相互作用的？這些基本科學問題至今尚未完全解析。從微生物學研究角度而言，白酒微生物學研究的難度是巨大的。當我國白酒釀造技藝與現代微生物學、微生物組學相遇後，上述問題能得以逐步解析。

《現代白酒釀造微生物學》作者徐岩教授在白酒釀造機理方面深耕三十餘載，採用現代科學方法與中國白酒獨特釀造特點相結合，在白酒釀造菌群結構、白酒風味物質形成機理及其應用實踐上取得了較大的突破，在國內外率先提出「風味導向」的學術思路和技術方法，使得白酒研究告別對千餘種複雜風味組分難從入手的難題，全面引領白酒科技研究方向並上升到新的科學層次。曾幾何時，人們對白酒釀造微生物的認識僅停留在單體微生物的生長發育、生理代謝方面，但近年來蓬勃發展的微生物生態學與微生物組學研究表明，不同類型的釀酒微生物之間在代謝層面、基因層面均存在著廣泛的交流，白酒釀造微生物群體之間可以發生複雜的社會學行為。

本書內容豐富，涵蓋了白酒釀造微生物的種類、基因組特徵、風味物質產生微生物代謝特徵到發酵菌群的結構、功能和相互作用關係。希望本書的出版，能促進白酒微生物學研究更上新台階，希望白酒微生物學研究能夠進一步豐富微生物學和微生物組學的基本知識，也希望通過白酒微生物研究，大力促進我國傳統釀造產業技術的升級和用於現代生物技術產業的新型微生物資源、酶資源的開發。

鄧子新

中國科學院院士

作者簡介

徐岩，

發酵工學博士，教授、博士生導師。江南大學釀酒科學與酶技術中心主任，教育部長江學者與創新團隊帶頭人，中國釀酒工業協會副理事長，中國釀酒工業協會白酒技術委員會副主任，中國蒸餾酒產業技術創新戰略工作委員會理事長。

徐岩教授從事釀酒科學與工程及微生物發酵工學研究教學32年，首創風味導向白酒釀造科學研究學術新思想和成果榮獲2013年國家技術發明二等獎（白酒領域唯一），率先採用現代風味化學理論對中國白酒各香型特徵風味組分進行解析；集成現代組學技術對白酒釀造群體微生物結構與功能、群體微生物及其風味代謝機理的開展系統解析，並形成提升和改造傳統釀酒工藝的新技術，推動了我國白酒產業技術升級。

徐岩教授先後主持國家十三五重點研發計劃、「973計劃」、「863 計劃」、國家科技支撐計劃、國家自然科學基金重點基金等國家級重大科研項目18項，在領域主要學術期刊發表高水平SCI論文200餘篇，授權國家發明專利90餘項、國際專利6項。

《現代白酒釀造微生物學》

ISBN: 978-7-03-058207-2

徐岩 等 著

內容簡介

《現代白酒釀造微生物學》系統闡述了白酒釀造微生物學的最新的基礎理論與應用研究進展。全書共分六章，其中第1～4 章屬於白酒釀造微生物學的基礎理論內容，主要介紹了白酒釀造微生物的多樣性、功能基因組學以及微生物菌群結構演替規律及菌群互作機理，有助於深入認識白酒釀造的生物學機制，為科研和生產提供理論依據；第5 章主要介紹了白酒釀造微生物發酵代謝物及其風味化學，將微生物代謝與白酒風味和品質安全有機聯繫起來，促進對白酒釀造微生物功能的進一步認識；第6 章主要介紹了現代微生物技術在白酒生產中的應用，將白酒釀造微生物學的理論知識與生產實踐結合起來，對於白酒生產實踐具有重要作用。書後另附錄白酒釀造微生物學相關實驗操作內容，便於讀者開展相關試驗。

本書可作為釀酒工程專業本科生及研究生的參考用書，也可供從事釀酒研究的科研人員及生產相關人員參考。

精彩樣章

本書目錄

序

前言

第1章 概論 1

1.1 白酒釀造體系的基本特徵 1

1.1.1 白酒釀造微生物菌群及相互作用多樣化特徵 2

1.1.2 白酒釀造微生物菌群演替階段化特徵 3

1.1.3 白酒釀造微生物菌群功能定向進化特徵 3

1.1.4 白酒釀造微生物代謝產物多樣化特徵 4

1.1.5 白酒釀造的固態發酵特徵 4

1.2 白酒釀造微生物學的研究內容 6

1.2.1 白酒釀造微生物的物種類別、結構組成及其動態變化規律研究 6

1.2.2 白酒釀造核心微生物菌群及其功能研究 7

1.2.3 重要風味化合物的合成途徑及代謝調控機理研究 7

1.2.4 釀造過程有害微生物控制及生態效應研究 7

1.3 白酒釀造微生物學的研究現狀與發展趨勢 8

1.3.1 白酒釀造微生物學的研究歷程 8

1.3.2 白酒釀造微生物學研究的現狀 11

1.3.3 白酒釀造微生物學的發展趨勢 16

1.4 國外釀造微生物學研究進展 18

1.4.1 微生物組學技術在發酵食品風味和品質研究中的應用 18

1.4.2 單菌層面的釀造功能微生物研究與應用 19

1.4.3 多菌種發酵微生物的應用 19

參考文獻 21

第2章 白酒釀造微生物的多樣性 26

2.1 黴菌 28

2.1.1 黴菌的種屬多樣性 29

2.1.2 黴菌的菌落形態及細胞形態 29

2.1.3 黴菌的功能特性 31

2.1.4 主要功能黴菌的生理特性 33

2.2 酵母 41

2.2.1 酵母的種屬多樣性 41

2.2.2 酵母的菌落形態及細胞形態 43

2.2.3 酵母的功能特性 45

2.2.4 主要功能酵母的生理特性 46

2.3 細菌 53

2.3.1 芽孢桿菌 54

2.3.2 乳酸菌 66

2.3.3 梭菌屬 70

2.4 放線菌 80

2.4.1 放線菌的種屬多樣性 81

2.4.2 放線菌的菌落形態及細胞形態 82

2.4.3 放線菌的功能特性 82

參考文獻 86

第3章 白酒釀造微生物功能基因組學 96

3.1 華根霉功能基因組學 97

3.1.1 華根霉CCTCC M201021全基因組解析 98

3.1.2 華根霉CCTCC M201021糖化酶的碳水化合物活性酶活性分析 102

3.1.3 基於基因組信息的根霉CCTCC M201021脂肪酶比較分析 103

3.1.4 華根霉CCTCC M201021真菌毒素相關的安全性分析 104

3.2 釀酒酵母功能基因組學 107

3.2.1 釀酒酵母MT1菌株的碳源和氮源同化特徵 108

3.2.2 MT1全基因組解析 109

3.2.3 MT1轉錄組特徵 117

3.2.4 MT1蛋白質組特徵 121

3.2.5 MT1的生理代謝機制 125

3.3 芽孢桿菌的功能基因組學 126

3.3.1 地衣芽孢桿菌CGMCC 3963全基因組解析 127

3.3.2 地衣芽孢桿菌CGMCC 3963的轉錄組特徵 131

3.3.3 解澱粉芽孢桿菌功能基因組學 137

3.4 梭菌功能基因組學 142

3.4.1 克氏梭菌功能基因組學 142

3.4.2 丁酸梭菌功能基因組學 144

3.4.3 酪丁酸梭菌功能基因組學 145

3.5 耐酸乳桿菌功能基因組學 145

參考文獻 145

第4章 白酒釀造微生物菌群的演替規律及相互作用 154

4.1 微生物菌群的基本概念 154

4.1.1 微生物菌群和微生物組 154

4.1.2 白酒釀造微生物菌群的生態學特徵 156

4.1.3 影響微生物菌群結構與演替的因素 158

4.2 白酒釀造微生物菌群的結構與動態演替規律 165

4.2.1 大麴微生物菌群結構與演替規律 166

4.2.2 酒醅微生物菌群結構與演替規律 186

4.2.3 窖泥微生物菌群結構與演替規律 227

4.3 微生物種群之間的相互作用關係 237

4.3.1 不同種類酵母之間的相互作用關係 240

4.3.2 酵母與乳酸菌的相互作用關係 244

4.3.3 酵母與芽孢桿菌之間的相互作用關係 253

4.3.4 酵母與黴菌的相互作用關係 258

4.3.5 芽孢桿菌和鏈黴菌之間的相互作用關係 264

參考文獻 270

第5章 白酒微生物代謝物及其對白酒品質的影響 280

5.1 白酒微生物代謝物及其風味特徵 285

5.1.1 醇類化合物 285

5.1.2 有機酸類化合物 292

5.1.3 酯類化合物 298

5.1.4 芳香族化合物 302

5.1.5 萜烯類化合物 307

5.1.6 吡嗪類化合物 323

5.1.7 硫化物 325

5.2 白酒微生物代謝內源安全性物質 327

5.2.1 氨基甲酸乙酯 328

5.2.2 生物胺 328

5.2.3 真菌毒素 329

參考文獻 333

第6章 現代微生物技術在白酒生產中的應用 342

6.1 釀造微生物在濃香型白酒大麴生產中的應用 343

6.1.1 強化大麴發酵過程的理化與微生物指標 343

6.1.2 強化大麴風味物質 348

6.1.3 強化大麴在生產中的應用 348

6.2 釀造微生物在小曲清香型白酒中的生產應用 350

6.2.1 小曲中微生物菌群的組成 351

6.2.2 釀造過程中微生物菌群的組成 352

6.2.3 釀造過程微生物的篩選與功能分析 354

6.2.4 小曲功能微生物純種組合發酵 356

6.3 釀造微生物在大麴清香型白酒生產中的應用 358

6.3.1 優良酵母的篩選與功能分析 359

6.3.2 優良酵母在生產中的應用 364

6.4 釀造微生物在芝麻香型白酒生產中的應用 367

6.4.1 微生物相互作用對芝麻香型白酒釀造的影響 367

6.4.2 功能微生物組合發酵及其在生產中的應用 376

6.4.3 芝麻香型白酒的機械化、自動化與智能化改造 385

6.5 梭菌在窖泥生產中的應用 386

6.5.1 梭菌菌液對老化窖泥進行保養 387

6.5.2 運用梭菌菌液製作人工窖泥 387

6.6 土味素抑制菌在大麴生產中的應用 390

6.6.1 組合菌對大麴產土味素白色鏈黴菌數量的影響 390

6.6.2 組合菌對大麴中土味素物質含量的影響 393

6.6.3 組合菌對大麴中其他揮發性風味物質含量的影響 393

6.6.4 組合菌對大麴理化性質的影響 395

參考文獻 397

附錄 現代白酒釀造微生物學實驗 399

實驗一 白酒樣品微生物分離培養實驗方法 399

實驗二 高產乙醇酵母的篩選 401

實驗三 高產酯黴菌的篩選 402

實驗四 產澱粉酶的芽孢桿菌的篩選 403

實驗五 窖泥中厭氧丁酸菌與己酸菌的分離 405

實驗六 微生物形態觀察 406

實驗七 微生物定量檢測 412

實驗八 微生物生理學實驗 415

實驗九 微生物種屬鑒定及系統進化樹構建 419

實驗十 微生物環境耐受性實驗 421

實驗十一 微生物產酶活力的測定 423

實驗十二 酵母發酵力的測定 427

實驗十三 微生物揮發性代謝產物的測定 429

實驗十四 微生物保藏 430

實驗十五 微生物菌種擴大培養技術 435

實驗十六 酒醅中基因組DNA提取 436

實驗十七 微生物熒光定量PCR技術 437

本文摘選自徐岩 等著《現代白酒釀造微生物學》一書。內容有刪節，標題為編者所加。

（本期編輯：王芳）

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