4.1.3 陈酿酸败黄酒微生物群落结构
陈酿是提升黄酒品质、协调酒中各成分的必要途径。由于黄酒中不添加防腐剂,富含的氨基酸等营养物质也就成了部分微生物的营养源,黄酒的贮存期也就成了污染微生物繁殖的最佳时期。坛装黄酒在贮存过程中会因坛漏、包装损坏及灭菌不彻底等因素而引起浑浊酸败。低度黄酒由于个别罗口瓶盖的密封性问题,易在灭菌机后段快速冷却时吸入细菌引起污染而酸败。较之于瓶装黄酒和坛装黄酒,袋装黄酒的酒精度数较低,但蛋白质含量和另外两种包装的酒差不多,可作为更多种类微生物的培养基。此外,其杀菌方式与瓶装黄酒灌瓶后的杀菌方式也不相同,袋装黄酒是在杀菌后冷却到一定温度灌装,灌装时往往会带入污染微生物,自然就提高了陈化、酸化等问题发生的概率,更容易出现胀气和酸败。
有机酸变化的正常与否是评价黄酒品质的重要指标,酸不仅仅可以缓冲黄酒中不愉快的味道,还是一种必不可少的呈味物质。但是当陈酿黄酒酒体中的微生物大量繁殖,产生过量乙酸和乳酸时,就会导致酸败现象。在干型黄酒中,当酸度大于4.5g/L后,黄酒味道会偏酸,但酒精度正常,依然在合理范围内;当酸度超过7.0g/L后,黄酒中产生刺激的酸味且酒香味受损,一定程度上发生酸败;当酸度高于10.0g/L后,黄酒会发出明显的酸臭味,称为严重酸败。黄酒酸败可分为两类:生菌膜酸败(醋酸酸败)和非生菌膜酸败(乳酸酸败)。在异常情况下黄酒遭到微生物的污染,微生物消耗分解酒中糖、蛋白质等营养物质,快速增长大量繁殖,产生有机酸。一般在低酒度、有氧的条件下容易发生醋酸酸败,某些醋酸菌将酒精氧化为醋酸,可以将所有酒精都消耗掉;在酒度较高、环境封闭的条件下容易发生乳酸酸败,一般都是在包装完好的酒坛中发现乳酸酸败的情况,醋酸酸败较少发现。
通过传统培养方法对酸败黄酒中的微生物进行分析,发现分离到的微生物主要为酵母、乳酸菌、醋酸菌和霉菌。酵母分别呈圆形或椭圆形、腊肠形、卵形、长柱形,多数为酵母属、汉逊氏酵母属、毕赤酵母属、酒香酵母属、产膜酵母属和裂殖酵母属。细菌主要为乳酸菌,乳酸菌酸败使得酒体中乳酸乙酯含量远高于同批合格酒品,部分甚至高达正常酒品的22倍。部分研究也发现假单胞菌污染的黄酒酒体中93.1%的污染微生物为杆状假单胞菌,假单胞菌在有氧条件下可分解葡萄糖生产乙酸,但不产气。因此,假单胞菌污染黄酒不会发生包装膨胀的问题,受到假单胞菌属污染的黄酒也不易发现。另外,有部分陈酿酸败黄酒中发生生菌膜酸败,主要微生物为醋酸菌。酸坛黄酒中还分离培养到乳链球菌、戊糖片球菌、短芽孢杆菌和类芽孢杆菌等微生物。
研究发现,从上海地区(JS)、绍兴地区(KS、KJ、TS)的黄酒厂采集了四种坛酒酸败样品,抽取四种黄酒酸败酒样微生物属水平中含量超过1%的细菌,发现其中乳杆菌属(Lactobacillus)在上海地区酸败黄酒中占据了主要地位,此外还含有少量的弓形杆菌属(Arcobacter)和丛毛单胞菌属(Comamonas)等。而绍兴地区酸败黄酒中主要包含乳杆菌属(Lactobacillus)、肠杆菌属(Enterobacter)、不动杆菌属(Acinetobacter)、黄杆菌属(Flavobacterium)、栖热菌属(Thermus)、无氧芽孢杆菌属(Anoxybacillus)、魏斯氏菌(Weissella)、水杆菌属(Aquabacterium)、糖多孢菌属(Saccharopolyspora)等(图4-3)。
图4-3 四种酸败黄酒中主要细菌属水平相对丰度的比较
在种水平上进行丰度对比,可以清晰地看出绍兴地区3个黄酒酸败样品在微生物群落上的复杂性与均匀性,这也在侧面体现了绍兴地区微生物的丰富度和黄酒制作工艺的多样性。绍兴地区酸败黄酒中菌株的种类和比例非常地相似,植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus)和琥珀黄杆菌(Flavobacterium succinicans)构成了主要的菌种。而上海酸败黄酒可鉴定到的细菌种数量非常少,绝大多数是耐酸乳杆菌(Lactobacillus acetotolerans),结构比例不够协调。说明不同地区的坛酒酸败黄酒样品,细菌的主要种类也是有所区别的,这也与每个黄酒厂家不同的酿造原辅料(麦曲、酒母、大米和酿造用水)、独特的酿造工艺和环境等息息相关(图4-4)。
图4-4 四种酸败黄酒中主要细菌种水平相对丰度的比较
抽取四个黄酒酸败样品中相对丰度含量超过1%的真菌,在属的水平上进行对比,发现其中酵母属(Saccharomyces)在上海酸败黄酒样品中占据了主要地位,但是在绍兴地区酸败黄酒样品中酵母的含量却非常少。此外,上海酸败黄酒样品中还含有一定量的曲霉属(Aspergillus)和糜菌属(Millerozyma)、银耳属(Tremella)、枝孢属(Cladosporium)、隐球菌属(Cryptococcus)和威克汉姆酵母属(Wickerhamomyces)等。而绍兴地区酸败黄酒样品中的真菌绝大多数隶属于小穴壳菌属(Dothiorella);浙江酸败黄酒样品中的真菌主要包含小穴壳菌属(Dothiorella)、Kodamaea、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、曲霉属(Aspergillus)、酵母属(Saccharomyces)、毕赤酵母属(Pichia)和隐球菌属(Cryptococcus)(图4-5)。这足以说明不同地区的酸败黄酒中微生物群落的显著差异性。
图4-5 四种酸败黄酒中主要真菌属水平相对丰度的比较
在种的水平上对真菌的丰度进行对比发现,上海黄酒酸败样品中酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)占据了主要地位,此外还含有曲霉属的种和糜菌属的种。而绍兴地区黄酒酸败样品中的真菌主要包括小穴壳菌(Dothiorella gregaria)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、黑霉菌(Cladosporium cladosporioides)、产担孢子酵母(Basidiosporogenous yeasts)、其他曲霉属的种(Aspergillus spp.)、其他发菌科的种(Other Trichocomaceae spp.)、其他银耳属的种(Tremella spp.)、糜菌属的种(Millerozyma)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、浅白色隐球酵母(Cryptococcus albidus)、温特曲霉(Aspergillus wentii)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)、横梗霉(Lichtheimia ramosa)和耐盐真菌(Wallemia muriae)等。由此可以明显地看出绍兴地区黄酒酸败样品中真菌群落的复杂性与多样化(图4-6),这也可能是绍兴地区黄酒与上海黄酒品质特色方面差异的缘由之一。
图4-6 四种酸败黄酒中主要真菌种水平相对丰度的比较