杂交糯高梁酿造清香型小曲白酒工艺初步优化研究

采用正交试验对杂交糯高粱(泸糯8号)酿造清香型小曲白酒的工艺条件进行优化。结果表明,杂交糯高粱酿造清香型小曲白酒的优化工艺为泡粮时间10h,泡粮温度85℃,糖化酶量O.035(g/100g),糖化时间12h,在该条件下还原糖含量高而稳定。因此该工艺优化条件可作为实际杂交糯高粱酿造清香型小曲白酒生产的理论指导。

机械化小曲白酒酿造工艺研究

劲牌公司枫林酒厂在传统的白酒酿造基础上开创清香型小曲白酒机械化酿造新工艺,利用全面机械化生产取代高强度的人工体力生产,并取得了长足的发展.与传统白酒酿造技术相比,在提高酒率酒质的同时,综合能耗方面有着显著下降,其创新性技术已经达到国际领先水平.但机械化新工艺酿造与传统酿造方法相比,稳定性和持续性都还是未知领域,且在发酵方面知之甚少,就有较大的研究和探索价值.小曲白酒具有生产原辅料品种简单,酿造过程菌种相对纯净容易受外界菌种污染,与其他香型白酒相比,具有酿造周期短,小曲白酒无色透明,清香纯正,入口较绵,余味较长等特点,是保健配制酒的绝好基酒,为此对小曲白酒机械化酿造过程中微生物的研究就有重要意义.本论文研究成果主要为两个方面内容:一,是分析鉴定机械化小曲白酒酿造过程中的微生物,在机械化酿造过程的糖化及发酵各阶段所取样品进行菌种分离,利用细菌分离纯化(培养基:牛肉膏蛋白胨培养基,霉菌分离培养基,PDA培养基,酵母分离培养基,YPD培养基;通过稀释涂布,培养,二代培养),显微镜观察其形态,菌种保藏,采用DNA提取,PCR扩增(引物,PCR扩增体系,PCR扩增反应程序,PCR扩增产物的电泳,同源分析,系统发育树的构建)来完成对可培养微生物的鉴定.未可培养或不可培养微生物的PCR-DGGE分析,采用酒醅中卫生基因组提取,PCR扩增,琼脂糖电泳以及DGGE的技术实现机械化小曲白酒酿造过程中的微生物分析.本研究对微生物的酿造性能的分析结果,酒醅中微生物的划分为有益菌,有害菌,倾向于有益菌及倾向于有害菌等四类.依据:(1)有益菌:微生物是酿酒不可或缺的,或微生物的存在能提升酒的生产效益;(2)有害菌:微生物不是酿酒不可或缺的,并且微生物的存在明显不利于酒产量或品质的提升;(3)倾向有害菌:微生物不是酿酒不可或缺的,其自身的生长繁殖消耗少量的营养物质,对蒸馏酒的产量有微弱地影响,对蒸馏酒的品质没有影响,但其对人体或动物具有一定的条件致病性或其产生不挥发性的有毒有害物质;(4)未定有益有害菌:微生物未经明确鉴定,或是未见报道的新种,或其酿造性能和致病性都未见报道.二,是采用平板菌落计数法分析酒醅中微生物的消长规律,理化指标检测法,静态顶空—气相色谱法测定酒醅主要风味物质变化等方法对劲牌公司枫林酒厂机械化小曲白酒酿造过程的原辅材料和微生物变化之间的关系进行进一步的研究和分析.平板检测研究了细菌,酵母菌和霉菌在酿造过程中,根据对酿造过程中的温度,酸度,淀粉含量,还原糖含量,乙醇含量,含水量等理化指标的变化趋势进行检测分析,建立了每个成分,环境发生变化是的变化规律.静态顶空—气相色谱法检测了四大类主要风味物质:醇类:异丁醇,异戊醇,正丁醇和杂醇油;醛类:异丁醛,异戊醛,乙醛和乙缩醛等;酸类:乳酸和乙酸;酯类:乳酸乙酯,丁酸乙酯,乙酸乙酯等在酿造过程中的含量变化规律.在对酒醅中微生物的消长规律,理化指标和风味物质含量变化的进行了关联解析的基础上,初步揭示了枫林酒独特韵味的成因:酿造温度的"先高后低";糖分消耗的"先快后慢";菌群生长的"先真后细";产物代谢的"先醇后香".枫林白酒机械化为降低劳动强度,减少人力成本,提升白酒品质具有显著的意义.机械化酿造的主要优势在大规模自动化生产,固体发酵传质和传热性能较差的特点决定了大规模酿造的温度,酸度,氧气供应等在大规模环境下难以有效控制.因此机械化酿造走小型糖化发酵,集成达到大规模生产是一个值得探索的新思路.本项目有待进一步深化研究之处:微生物的消长规律有待于分别研究每种微生物的酿造性能,消长规律及相互影响;在发酵过程中,酵母菌出现二次生长现象,探析此现象出现的原因及对白酒酿造的影响对解析酿造机理;风味成分分析可进一步拓展到更多种类的风味物质;酿造工艺应通过更多因素的组合试验进一步优化.由于白酒风味的形成是原料,酒曲,工艺,设备及环境五位综合作用结果.

库德毕赤酵母FJZ基因组学及应用研究

库德毕赤酵母FJZ(简称"菌株FJZ")分离自传统清香型白酒酒醅中,前期研究确定该菌株具高产乙酸乙酯和产乙醇的能力,具有良好的环境耐受性和其它生物学特性,在清香型白酒中具有应用前景.为了明确该菌株的遗传特性和在清香型白酒生产中的应用能力及其跟其它酿酒功能性微生物的相互影响,本研究采用Illumina Novaseq测序平台和Pac Bio测序平台相结合的技术方法,对菌株FJZ进行全基因组测序;通过单因素试验及响应面方法对菌株FJZ应用于清香型白酒发酵工艺进行了优化;并探究了菌株FJZ与高产乙醇的酿酒酵母之间的相互作用.试验结果如下:(1)通过二代Illumina Novaseq测序平台与三代Pac Bio测序平台相结合技术,本试验以全基因测序数据为基础,结合蛋白质编码基因的功能注释,对库德毕赤酵母FJZ(简称"菌株FJZ")进行了基因分析研究.共有12,185,540条reads,碱基总数为3,058,570540,G+C含量为17.65%,.在碳水化合物活性酶(CAZy)分析中,糖基转移酶序列最高,占开放性阅读框(ORF)总数的1.54%.对菌株FJZ蛋白编码基因进行了KOG,KEGG,GO功能注释.KOG注释的基因占全基因组的82.73%,其中,翻译,核糖体结构和生物合成相关的基因最多,共349个;对蛋白编码基因进行KEGG注释,将得到的代谢通路分为了五大类,44个子类,其中与酯类物质合成相关的基因有42个;GO获得了26260个基因序列,并将其分为了生物过程(biological process),生物合成过程(biosynthetic process)和细胞位置通过转录组学分析,结果表明菌株FJZ基因序列中与乙酸乙酯合成的相关基因表达水平较高.(2)以接种量,发酵时间,发酵温度及辅料添加量四个因素为变量,以总酯和乙酸乙酯含量为测定指标,通过单因素及响应面试验,确定库德毕赤酵母FJZ在高粱固态培养基内最佳产酯工艺为:接种量3%,发酵时间7d,发酵温度30℃,辅料添加量4%.最后对响应面预测最佳条件模型进行了验证,测得总酯含量为(8.13±0.08)g/100g,乙酸乙酯含量为(1.30±0.014)g/kg,比空白试验分别提高了104%和850%.(3)通过异步和同步接种方式,研究了库德毕赤酵母FJZ(简称菌株FJZ)与酿酒酵母Sc(简称菌株Sc)不同组合发酵条件下对发酵液中乙酸乙酯形成及其他常规理化的影响,结果发现菌株FJZ与菌株Sc的不同方式组合对发酵效果影响较大,其中,先接种菌株FJZ后接种菌株Sc(即JS接种方式)的发酵体系中,还原糖消耗速率偏低,乙醇浓度偏低,但菌株FJZ为优势菌株,产乙酸乙酯量最高,达(1.64±0.017)g/100g,比菌株FJZ单独培养提高了29%.同步接种不同比例的菌种,对发酵效果也有一定的影响,当菌株Sc与菌株FJZ接种比例为1:2时,还原糖消耗速率较低,乙醇浓度也偏低,此时Sc与FJZ生物量接近,此比例下发酵体系中的乙酸乙酯浓度最高,达到(1.78±0.021)g/kg,比菌株FJZ单独培养提高了36%,说明在适宜条件下两种菌株的混合培养可以促进乙酸乙酯产量的提高.以上结果为后期的功能性菌株的组合发酵提供了理论基础.

中国不同香型白酒香气物质的鉴定研究

本论文主要利用搅拌棒吸附萃取SBSE,热脱附气质连用TDS/GC-MS以及感官分析,对不同香型的白酒中的香气成分进行了鉴定研究.通过优化SBSE萃取条件和TDS脱附条件,建立了一种快速,准确适用于测定白酒中香气物质的方法.SBSE萃取条件的优化结果为:20mL样品瓶中加入乙醇浓度为10%的10mL酒样,10μL内标(2-辛醇,400mg L-1),2g氯化钠盐,在室温下以750r/m的速度,萃取90min,进行萃取分析.TDS进样条件的优化结果为:热脱附解吸温度为260℃,脱附解吸时间为5min,冷阱温度为-90℃.并对该方法进行了有效性验证,结果显示SBSE-TD-GC-MS方法分析的白酒香气成分的重复性和重现性均良好,所检测的香气成分含量的RSD≦5%;所测定的白酒中各物质的回收率在73.9%-103.6%之间,说明该方法的整体精确度较好,适用于白酒中香气成分的分析.本实验通过SBSE-TDS/GC-MS方法,共检出不同香型白酒中香气物质111种,其中37种酯类,21种醇类,10种酸类,8种缩醛类,9种醛类,6种酚类,4种吡嗪类,5种呋喃类和2种含硫化合物.由于白酒酿造工艺不同,66种香气物质在不同香型白酒间表现出显著性的差异(p0.05).通过计算OAV值,结果显示对浓香型白酒贡献较大的香气物质有:己酸乙酯,戊酸乙酯,辛酸乙酯,丁酸乙酯,异戊酸乙酯,2-正丁基呋喃,二甲基三硫.对清香型白酒贡献较大的香气物质有:己酸乙酯,辛酸乙酯,二甲基三硫,二甲基二硫,(E,E)-2,4癸二烯醛,2-正丁基呋喃,4-乙基-2-甲氧基苯酚,(2E)-壬烯醛.对酱香型白酒贡献较大的香气物质有:己酸乙酯,2-正丁基呋喃,戊酸乙酯,辛酸乙酯,异戊酸乙酯,二甲基三硫,丁酸乙酯,(2E)-壬烯醛,2-乙基-3,5-二甲基吡嗪,异丁酸乙酯,2-甲基丁醛.采用定量描述性感官分析法对3种不同香型白酒的9个感官属性(焦香,窖香,清香,果香,花香,粮香,酱香,甜香,醋香)进行了感官分析,结果表明不同香型白酒具有不同的香气特征.其中浓香型白酒中窖香,果香,粮香的得分较高,香气特征较突出.清香型白酒中清香,醋香,粮香的得分比较高.酱香型白酒中酱香,窖香,甜香,粮香,焦香得分较高,香气比较突出.对三种不同香型的16种白酒酒样的感官定量数据结果分别进行了PCA和HCA分析,结果显示,相同香型的白酒聚集在一起成一类,不同香型的白酒明显区分开来.说明PCA和AHC方法可以很好地对不同香型的白酒样品进行分类.通过PLSR方法对不同香型白酒中特征香气物质与白酒酒样感官属性之间的相关性进行了研究,结果发现浓香型白酒酒样与窖香相对应,窖香与己酸乙酯,己酸,4-甲基苯酚,戊酸乙酯,丁酸乙酯,丁酸异戊酯呈现出显著的正相关.甜香和醋香与乙酸乙酯,乙酸2-苯乙酯,乙酸异戊酯,1-辛烯-3-醇呈现出显著的正相关;同时,清香作为清香型白酒的特征感官属性,主要与庚醛和癸酸乙酯具有相关性.酱香为酱香型白酒的特征感官属性,与异丁酸乙酯,2-甲基丁酸乙酯,异戊酸乙酯,3-甲基丁酸,苯甲醛,2-庚酮,乙酸戊酯,苯乙酸乙酯,2,5-二甲基-3-正戊基吡嗪,3-辛酮,二甲基三硫醚,2-壬醇,2-苯乙醇,己醛,(2E)-壬烯醛呈现显著的正相关.

白酒企业锅底水、窖底水厌氧消化及沼气回收的特性研究

白酒废水是一种色度深、水质水量变化浮度较大、不间断排放的易降解的高浓度有机废水。据分析,每生产1吨65%vol白酒,约耗水60吨,产生废水48吨,排污量很大。在我国,白酒废水治理设施运行较为正常的企业是少数规模化的大型公司,建有回收利用厌氧过程所产沼气装置并不多见,而一批小酒厂基于产气量小、回收利用困难的实际,废水不治理或不达标直接排放的情况还大量存在。国家目前并未对中小型酒厂做出强制性的回收利用厌氧过程所产甲烷的规定,但鼓励回收沼气"用于厌氧换热的热源或供给动力锅炉直接燃烧",同时,近年来随着白酒行业的迅猛发展,其对环境的影响越来越严重。因此,探讨中小型酒厂废水的综合利用,对推动白酒行业的节能减排工作有着重要意义。作者注意到,在当前整体上对中小型白酒企业高浓度有机废水的性质、处理方法和厌氧产甲烷回收利用缺乏研究的同时,更缺乏针对不同香型的酒厂因工艺过程的差异而引起废水性质的个性差异以及在废水处理方面应采用的优化措施的实验研究,本文在介绍酱香型白酒和清香型白酒的生产工艺、废水来源及其性质特点的基础上,对二者的厌氧产甲烷特点进行了比较研究,筛选出酱香型白酒废水和清香型白酒废水厌氧处理的最优操作条件,并对其进行了对比分析,说明造成不同处理效果的原因,并提出优化的处理工艺,为白酒废水的处理提供实验依据。研究工作选用贵州省仁怀市茅台镇某小型酱香型白酒企业和大冶市某中型清香型白酒企业的锅底水与窖底水及此两种废水的的混合液分别进行了条件试验和对比分析,分析了酱香型白酒废水和清香型白酒废水厌氧发酵回收沼气的差异。实验结果表明,中小型酱香型白酒企业,无论是中温厌氧还是高温厌氧,锅底水单独处理效果均优于窖底水单独处理;高温条件厌氧效果普遍好于中温;在单独厌氧处理的高温条件、中温条件下,酱香型白酒锅底水处理效果优于清香型白酒,酱香型白酒窖底水的处理效果也优于清香型白酒;酱香型白酒两种废水的混合样处理效果优于单一废水的处理,锅底水与窖底水体积比为5:1时、进水COD浓度调整为24000mg/L时,COD去除效果最佳,厌氧产甲烷达最佳境况;清香型白酒废水,锅底水与窖底水体积比为5:1,进水COD为22000mg/L达最优处理效果,同样优于该香型白酒锅底水、窖底水单独处理;两种香型白酒废水分别在最优比例混合及最优条件下进行厌氧实验,其出水COD大至相同,降解速率相差不大,产气量酱香型略高于清香型,COD去除率酱香型和清香型分别为90.22%和88.99%。总体来看,酱香型白酒废水厌氧处理易于清香型白酒废水;白酒废水厌氧产甲烷的重要参数是pH值、HRT和VFA的积累量。最优pH值为7.0。在HRT16h之前,VFA浓度随着HRT的增加而增大,有机物降解缓慢,处于水解酸化阶段,气体量少,去除率低,水力停留时间16h之后,有机物降解速度增快,产气量迅猛增加, VFA的浓度逐渐降低,有机物去除率迅速提高,在HRT48h时出现峰值。