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酿酒微生物基础知识什么是微生物微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物，个体微小，结构简单，通常要用光学显微镜和电子显微镜才能看清楚的生物，统称为微生物。微生物包括细菌、病毒、真菌等。大多数微生物是单细胞，部分是多细胞。一般来说，微生物主要是指细菌、放线菌、酵母菌、霉菌和病毒五大类。与酿酒有关的主要是酵母菌、细菌和霉菌，它们在白酒生产中对酒的质量、产量起到重要的作用.人体中微生物（趣味知识）科学家很早就知道人体与数以万亿计的微生物和平共处，他们把这个微生物群系称为“微生物组”。到现在为止，科学家主要研究的是那些会导致疾病的微生物。据信在人体中每存在一个人体细胞，就有大约10个细菌细胞。不过这些微生物十分微小，以至于它们集合在一起的重量最多也只能达到人体重量的大约1%至3%。这意味着某个体重200磅(约合91公斤)的人体内可能存在多达6磅(2.73公斤）的细菌。脱离了微生物，有机体的生命活动就无法进行——巴斯德人及动植物的体表及其外界相通的腔道中也存在不同种类和数量的微生物，当人体免疫功能正常时，这些微生物对宿主无害，有些对人还有利，是为正常微生物群，通称正常菌群。免疫作用抗衰老作用双歧杆菌、乳杆菌及肠球菌等产生过氧化物歧化酶（SOD），消除自由基（02-）毒性，抗氧化损伤，抗衰老.抗肿瘤作用降解致癌物质激活巨噬细胞——抑制肿瘤细胞人体各部位的微生态系抗原刺激促进宿主免疫器官发育成熟持续刺激免疫系统发生免疫应答结果限制了它们本身的危害性对有交叉抗原的致病菌抑制杀灭微生物与人体的相互关系一、微生物基本知识微生物对营养的要求：营养物质是指环境中可被微生物利用的物质，营养物质是微生物生命活动的物质基础。营养物质的确定主要依据组成细胞的化学成分。一般的微生物细胞含水分、蛋白质、碳水化合物、脂肪、核酸和无机元素，其中碳、氢、氧和氮，占全部干重的90%-97%。山西轻工职业技术学院微生物细胞的化学组成微生物细胞化学组成成分析表明，与其他高等动植物细胞一样，细胞也是大量元素碳、氢、氧、氮、磷、硫（这六种元素占细菌细胞干重的97％，）和微量元素铁、锰、锌等构成。微生物细胞中这些元素主要以蛋白质、糖、脂、核酸、维生素及它们的降解产物、代谢产物等有机物质，水和无机盐等无机物质的形式存在）。水是细胞中的一种主要成分，一般可占细胞干重的90％以上。微生物细胞中几种主要元素的含量（干重的百分数）元素细菌酵母菌霉菌碳5049.847.9氮1512.45.2氢86.76.7氧2031.140.2磷3——硫1——微生物细胞的化学组成主要成分细菌酵母菌霉菌水分75~8570~8085~90（占细胞鲜重的%）蛋白质50~8032~7514~15占细碳水化合物12~2827~637~40胞干脂肪5~202~154~40重的核酸10~206~81%无机盐2~303.8~76~12影响微生物生长的因素（1）水分微生物没有水就不能进行生命活动。（2）碳源碳素化合物是构成为生物细胞的主要元素，也是产生各种代谢产物和细胞内储藏物质的主要原料。凡是能够供应微生物碳素营养物质的叫做碳源。（3）氮源氮是微生物不可缺少的营养。氮是构成微生物细胞蛋白质和核酸的主要元素。(4）无机盐类无机盐类是构成微生物菌体的成分，也是酶的组成部分。微生物所需的无机盐有硫酸盐、磷酸盐氯化物以及含钾、钠、镁、钙等元素的化合物。（5）生长素微生物本生不能合成但又是微生物生长所必需的物质，这些物质称为微生物的生长因素。（6）温度微生物的生长发育是一个极其复杂的生物化学反应，这种反应需要在一定温度范围内进行，所以温度对微生物的整个生命过程有着极其重要的影响。（7）氢离子浓度（PH值）白酒生产中常利用PH值控制微生物的生长。（8）空气空气中含有氧，按照生物对氧的要求不同，可将它们分为三类：一类是好气性微生物、一类是厌氧性微生物、一类是嫌气性微生物。（9）界面界面就是不同相（气、液、固）的接触面。固态法白酒生产。界面与微生物的生长和代谢关系很大。微生物的生长规律㏒细胞数延滞期指数期稳定期衰亡期单细胞微生物的典型生长曲线微生物的代谢和发酵新陈代谢（Metabolism）一般泛指生物与周围环境进行物质交换和能量交换的过程。生物小分子合成生物大分子合成代谢（同化）耗能新陈代谢能量代谢物质代谢产能分解代谢（异化）生物大分子分解为生物小分子新陈代谢的共同特点：（1）在温和条件下进行(由酶催化)；（2）反应步骤繁多，但相互配合、有条不紊、彼此协调，且逐步进行，表征了新陈代谢具有严格的顺序性;（3）对内外环境具有高度的调节功能和适应功能。微生物的主要特点微生物具有生物的共同特点：基本组成单位是细胞(病毒例外)；主要化学成分相同，都含有蛋白质、核酸、多糖、脂类等；新陈代谢等生理活动相似；受基因控制的遗传机制相同；有繁殖能力。微生物还具有与动植物不同的特点。⑴形态微小，结构简单，比表面积大。⑵代谢能力强，代谢类型多。⑶生长繁殖快，容易培养。⑷适应能力强，易发生变异。⑸分布广泛，种类繁多。微生物分类二、微生物酿酒的原理所谓酿酒,其实用的就是微生物发酵原理，这一点东西方原理基本一样.步骤如下：首先酿酒的原料基本都是粮食，有些用果实，如葡萄等；其次需要酒曲，一般酒曲中主要是富含酵母菌．这种微生物是兼性厌氧行的，在有氧条件下有氧呼吸并大量繁殖，而在无氧环境下进行无氧呼吸将粮食中的葡萄糖分解为酒精和水．将酒曲与底物混合并密封后窖藏一段时间后就会产出酒，这种酒还要接受一些如过滤消毒等的处理。参与发酵淀粉和糖类物质生产酒的微生物。酿酒微生物种类很多，大体上可分为酒化菌（酵母菌）、糖化菌（丝状菌）和细菌3大类。1.酒化菌主要为酵母菌，有多种种类，如啤酒酵母，变种啤酒酵母，裂殖酵母，生香酵母等。2.糖化菌在酿酒工业中常用的有曲霉、根霉、拟内孢霉、红曲霉和毛霉等。3.细菌在酿酒工业中常用的细菌有乳酸杆菌、醋酸菌、丁酸菌等。概述：三、酿酒微生物种类1.酒化菌酿酒工业中常用的有①啤酒酵母：分为上面酵母和下面酵母，虽然发酵能力和性能各异，但都适用于以淀粉为原料的糖化液，是生产啤酒、白酒、威士忌的优良菌种;②啤酒酵母的变种:挪威生物学家G.H.A.汉森从葡萄果皮中分离出来的。在麦汁中培养细胞呈卵圆形，有时少数呈腊肠形；能耐较高的酸度，耐乙醇的能力可达10％以上，能耐较低的二氧化碳；属于下面酵母，适用于葡萄酒发酵；③裂殖酵母：其特点是以分裂方法繁殖，细胞呈圆筒形、长方形或圆形；可发酵各种糖类;不同化硝酸盐,在乙醇中不生长；④生香酵母：以葡萄糖或酒精为碳源，在发酵过程中能产生香味。2.糖化菌可将淀粉质原料转化成葡萄糖的菌类。糖化力强,繁殖速度快，热稳定性良好，耐酸，耐酒精,不产或少产可降低甲醇生成量的果胶酶。根霉曲霉红曲霉3.细菌其代谢产物对白酒、黄酒和葡萄酒的香型和风味具有特殊作用。在发酵酿酒过程中，适当引入细菌还能克服白酒后味不足的缺点。乳酸杆菌四、常用菌种及杂菌微生物是存在于自然界的一群个体微小、结构简单的一类微小生物的总称。一般小于0.1mm。根据其是否具有细胞结构可分为两大类：1.具有细胞结构的，包括原核类的细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体、古生菌等和真核类的真菌（酵母菌、霉菌和蕈菌）、显微藻类及原生动物。2．无细胞结构的病毒、亚病毒（类病毒、卫星病毒、卫星RNA和朊病毒）。（一）细菌在白酒生产过程中，不可避免地会侵入各种细菌。有些细菌对白酒香气的形成有帮助，但白酒中出现的异味和异香也与细菌有一定的关系，在实际生产中，根据酒的香型以及细菌在酿酒中的作用等来判断其是有益菌还是杂菌。细菌的细胞结构细胞壁、细胞膜、细胞质、基本结构包括：核区、间体、核糖体、气泡和储藏物荚膜、、特殊结构包括：鞭毛纤毛、芽孢。细菌细胞结构细菌的繁殖----细胞行无性繁殖，主要为裂殖，椰油芽殖和孢子生殖。很少细菌也有“性”接合。裂殖：1个母细胞分裂成两个子细胞。分裂时，核DNA先复制为两个新双螺旋链，拉开后形成两个核区。在两个核区间产生新的双层质膜与壁，将细胞分隔为两个，各含1个与亲代相同的核DNA(图2-14)。每经这样1个过程为1个世代。于适宜条件下，1个世代需时20～30min。细菌的细胞分裂过程1.丁酸菌与己酸菌丁酸菌与己酸菌均属于梭状芽孢杆菌，有鞭毛，能运动，耐温性强，是厌氧微生物。在浓香大曲和浓香酒的窖泥中含量较高，可分别发酵酒精产生丁酸与己酸，继而与乙醇形成丁酸乙酯和己酸乙酯，对形成浓香酒的独特风格起着决定性的作用。在清香白酒的生产中，少量的己酸与丁酸会影响酒质及清香的风格，因而丁酸菌和己酸菌可看作有害菌。2．乳酸菌在大曲和酒醅中都有乳酸菌存在。乳酸菌能发酵糖类生成乳酸，在酒醅内通过酯化作用产生乳酸乙酯，乳酸乙酯被蒸入酒中，使白酒具有独特的香味。乳酸菌耐酸性强，发酵碳水化合物的产物85%以上为乳酸，属厌氧或兼性厌氧微生物，生长温度在40℃左右。乳酸菌有同型乳酸菌与异型乳酸菌两类。同型乳酸菌发酵主要产生乳酸，异型乳酸菌除乳酸外，还有乙酸、乙醇等产物。白酒生产需要适量的乳酸，否则，无乳酸与乳酸乙酯，白酒风味极差。但乳酸菌过多，使酒醅酸败，不仅出酒率低，酒质也会变差。乳酸菌能使发酵糖类产生乳酸，它在酒醅内产生大量的乳酸，乳酸通过酯化产生乳酸乙酯。乳酸乙酯使白酒具有独特的香味，因此白酒生产需要适量的乳酸菌。但乳酸过量会使酒醅酸度过大，影响出酒率和酒质，酒中含乳酸乙酯过多，会使酒带闷。乳酸菌的营养价值与功效乳酸菌除了可产生乳酸及醋酸来抑制病菌，其营养价值为：(1)制造维生素：乳酸菌摄取人体内食物(如蔗糖、乳糖、淀粉、纤维素等...)后分泌出大量丰富的维生素B群：B1、B2、B6、B12；维生素A、C、K、E等；(2)改善便秘或腹泻问题：乳酸菌能有效帮助改善肠道菌丛生态，调整肠道环境，使排便顺畅，解决腹泻问题。(3)强化免疫系统，改善过敏体质；(4)促进钙质吸收：因肠道内环境呈现酸性，会促进钙质的吸收，可提升身体3—4倍的钙质吸收。3.醋酸杆菌固态法生产白酒，在操作时会感染一些醋酸菌，成为酒中醋酸的主要来源。醋酸菌是化能异养菌，严格好氧。细胞从椭圆形到杆状，有单个的，成对的，也有成链的。不形成芽孢，故对热抵抗力较弱。繁殖适宜温度在31℃左右，发酵适宜温度36～37℃。固态法白酒是开放式的，操作中势必感染一些醋酸菌，成为白酒中醋酸的主要来源。醋酸是白酒主要香味成份之一。但醋酸含量过多会使白酒呈刺激性酸味。能利用葡萄糖产酸,氧化乙醇产生醋酸,有部份菌能把醋酸进一步氧化成CO2和水,微量的醋酸对调节酒味和酒香有好处。4．枯草芽孢杆菌在酱香大曲中有较多的数量。营养细胞呈杆状，芽孢为椭圆形。菌落呈乳白色，表面粗糙，不透明，边缘整齐。生长温度为30～39℃，但在50～56℃时尚能生长，最适pH为6.2～7.2，属好氧菌。芽孢抗高温，一般在100℃，用3小时才能杀死。枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌的作用有水解淀粉、分解蛋白质的能力,产膜,能产生二乙酰与2,3-丁二醇,这些物质对增加汾酒的绵甜与清香有一定作用,适量的故芽孢杆菌仍可看作是汾酒发酵的有益菌。（二）酵母白酒生产中常用酵母菌可以分为两大类：一类为酿酒酵母，主要进行酒精发酵用。另一类是生香酵母，主要是供给白酒发酵生成香味物质用。酵母菌的特点：①个体多以单细胞状态存在；②多数出芽生殖，也有裂殖；③能发酵糖类产能；④细胞壁常含甘露聚糖；⑤喜在含糖量较高的偏酸性环境中生长。酵母菌生活史1.酒精酵母酒精酵母在微生物分类中属于啤酒酵母。酒精酵母细胞多为圆形，卵圆形或椭圆形。细胞单生、双生或成短串或成团。酵母细胞的大小一般为5～9×6～12微米，细胞的长宽比例为1～2左右。啤酒酵母以无性繁殖即芽殖为主，有性繁殖能形成子囊孢子。一般每个子囊内含有1～4个圆形，卵圆形的表面光滑的子囊孢子。产酒精能力强的酒精酵母，其形态以椭圆形、卵形、球形为最多，一般以出芽的方式进行繁殖。常用于酒精及白酒发酵的