釀酒過程中的微生物種類及其作用

..微生物與人類社會(huì)釀酒過程中的微生物變化及作用：海濤學(xué)院：能源與環(huán)境學(xué)院班級：能動(dòng)13級卓越學(xué)號：0參考文獻(xiàn):1."釀酒的工藝及流程"2.微生物在人類社會(huì)中的3.百度百科釀酒過程中的微生物說起微生物大多數(shù)人只有一個(gè)模糊的概念，甚至很多人只知道在我們?nèi)祟惖纳钪衅鹬艽蟮淖饔?，但是絕大多數(shù)人還不能給我們一個(gè)正確的解釋。關(guān)于微生物，這個(gè)神秘的群體，他有著很多很多不為人知的秘密，今天讓我們來了解微生物這個(gè)龐大而又不可見的群體。二十一世紀(jì)，世界生物技術(shù)的開展突飛猛進(jìn)，隨之也引發(fā)了一系列法律上的新問題。分析微生物及其基因是wd=%E4%B8%93%E5%88%A9%E6%B3%95&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6"專利法意義上的創(chuàng)造還是科學(xué)發(fā)現(xiàn)？探討其是否具備wd=%E4%B8%93%E5%88%A9%E6%B3%95&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6"專利法保護(hù)所應(yīng)具備的條件，了解興旺國家加強(qiáng)生物技術(shù)wd=%E4%B8%93%E5%88%A9%E4%BF%9D%E6%8A%A4&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6"專利保護(hù)的國際慣例，對我國的生物技術(shù)wd=%E4%B8%93%E5%88%A9%E4%BF%9D%E6%8A%A4&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6"專利保護(hù)具有重要意義。近年來，生物技術(shù)的開展取得了驚人的進(jìn)步，在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、化工、環(huán)保等一系列領(lǐng)域引發(fā)了巨大的變革?？茖W(xué)家預(yù)言二十一世紀(jì)是生物技術(shù)的世紀(jì)，但是，非技術(shù)領(lǐng)域開展的落后使生物技術(shù)的先進(jìn)性未能充分發(fā)揮。原先的政治、經(jīng)濟(jì)、醫(yī)學(xué)、倫理道德、法律制度體系所處的制度環(huán)境因?yàn)樯锛夹g(shù)的開展而發(fā)生了重大的改變，而原先建立起來的理論體系、操作系統(tǒng)卻無法像生物技術(shù)的開展一樣在短期迅速實(shí)現(xiàn)體系的裂變、轉(zhuǎn)型、升級。生物技術(shù)就像一把wd=%E5%8F%8C%E5%88%83%E5%89%91&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6"雙刃劍，在帶給人們無限驚喜的同時(shí)，也帶給了人們無限的苦惱。在法學(xué)界，生物技術(shù)及其專利性問題，一直是困擾學(xué)者們的重大難題。對于活的生物體及DNA雙螺旋構(gòu)造的描述主wd=%E4%B8%93%E5%88%A9%E6%9D%83&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6"專利權(quán)利，也引發(fā)了一系列劇烈的爭論，對這個(gè)問題的探討已經(jīng)涉及到了專利制度的本質(zhì)以及創(chuàng)造和科學(xué)發(fā)現(xiàn)的界定、科技和倫理等一系列深層次問題。對于這些爭論我認(rèn)為:在微生物及基因的研究成果的形成過程中，科學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造兩者是兼而有之的，應(yīng)該對其進(jìn)展區(qū)別對待。首先，不可否認(rèn)，微生物及基因是客觀存在于自然界中的，這并不以我們對其認(rèn)識多少為轉(zhuǎn)移，首次觀察到他們的存在應(yīng)該是一種對客觀事物的提醒，是一種科學(xué)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)然這種發(fā)現(xiàn)也不具有專利法保護(hù)所要求的工業(yè)實(shí)用性標(biāo)準(zhǔn)。所以，即使科研人員為此消耗了畢生的精力，也不能因此主專利權(quán)利，這就像科研人員觀察、測算到了某個(gè)宇宙天體的客觀存在但卻不能主專利權(quán)利收取專利費(fèi)用一樣。其次，如果研究進(jìn)一步深入，科研人員對微生物及基因進(jìn)展一系列的別離、提純、凈化，改變它在自然界天然的存在方式和狀態(tài)，使其能為人力所控制，并開掘出它為社會(huì)所利用的價(jià)值，那么我們就沒有理由拒絕為其提供專利法上的保護(hù)了。據(jù)記載中國是最早使用微生物釀酒的國家，白酒整個(gè)過程就是微生物消長代的過程，那么終究在釀酒的過程中微生物到底有著怎樣的作用，他對人類的生活到底有著怎樣的作用，今天我們將討論在釀酒的過程中微生物到底起著怎樣的作用?，F(xiàn)在釀酒的發(fā)酵分為兩種，一種是純種發(fā)酵，比方做啤酒，對于這整個(gè)過程研究得很透徹很清楚，但歷史更悠久的是傳統(tǒng)發(fā)酵，包括q=%E8%8C%85%E5%8F%B0&ie=utf-8&src=wenda_link"茅臺(tái)啊q=%E4%BA%94%E7%B2%AE%E6%B6%B2&ie=utf-8&src=wenda_link"五糧液啊q=%E5%9B%BD%E7%AA%96&ie=utf-8&src=wenda_link"國窖啊都是這種，其中涉及的微生物非常多，雖然也有研究機(jī)構(gòu)把所有微生物都進(jìn)展了研究，但是并不是說傳統(tǒng)發(fā)酵就微生物單獨(dú)作用，包括整個(gè)的氣候、釀酒用的水、q=%E9%85%92%E6%9B%B2&ie=utf-8&src=wenda_link"酒曲、微生物的相互間作用，甚至包括釀酒人員的操作也會(huì)嚴(yán)重影響到最終出酒的狀況，確實(shí)完整的機(jī)理就是沒有搞清楚酒化菌釀酒工業(yè)中常用的有①啤酒酵母：分為上面酵母和下面酵母，雖然發(fā)酵能力和性能各異，但都適用于以淀粉為原料的糖化液，是生產(chǎn)啤酒、白酒、威士忌的優(yōu)良菌種;②啤酒酵母的變種:挪威生物學(xué)家G.H.A.漢森從葡萄果皮中別離出來的。在麥汁中培養(yǎng)細(xì)胞呈卵圓形，有時(shí)少數(shù)呈臘腸形；能耐較高的酸度，耐乙醇的能力可達(dá)10％以上，能耐較低的二氧化碳；屬于下面酵母，適用于葡萄酒發(fā)酵；③裂殖酵母：其特點(diǎn)是以分裂方法繁殖，細(xì)胞呈圓筒形、長方形或圓形；可發(fā)酵各種糖類;不同化硝酸鹽,在乙醇中不生長；④生香酵母：以葡萄糖或酒精為碳源，在發(fā)酵過程中能產(chǎn)生香味。糖化菌可將淀粉質(zhì)原料轉(zhuǎn)化成葡萄糖的菌類。糖化力強(qiáng),繁殖速度快，熱穩(wěn)定性良好，耐酸，耐酒精,不產(chǎn)或少產(chǎn)可降低甲醇生成量的果膠酶。在釀酒工業(yè)中常用的有曲霉、根霉、擬孢霉、紅曲霉和毛霉等。細(xì)菌其代產(chǎn)物對白酒、黃酒和葡萄酒的香型和風(fēng)味具有特殊作用。在發(fā)酵釀酒過程中，適當(dāng)引入細(xì)菌還能克制白酒后味缺乏的缺點(diǎn)。在釀酒工業(yè)中常用的細(xì)菌有乳酸桿菌、醋酸菌、丁酸菌等。我國釀制白酒的工藝是世界上最早的蒸餾酒工藝，對于在釀酒過程中微生物的變化及作用，在不同的釀酒工藝，釀制不同的酒，使用不同的原料等都是不同的，今天我們著重論述白酒釀制的過程中微生物的通常的變化及其作用。白酒的釀造是原料、微生物細(xì)胞及其代產(chǎn)物相互作用的結(jié)果。無論酒曲、窖泥還是酒糟，這三個(gè)生產(chǎn)場地的空間里都富集著大量微生物。這不是某種單一的微生物，而是一個(gè)巨大的微生物群落，它們由不同微生物組成，相互作用又相互依存。復(fù)雜的微生物種群造就了白酒中復(fù)雜的組成成分，因此這些微生物的種類及組成在很大程度上決定了白酒的品質(zhì)。白酒生產(chǎn)場所的微生物種群中對白酒的品質(zhì)起作用的主要有霉菌、酵母菌和細(xì)菌三大類。1.酵母菌酵母菌是一類由真核細(xì)胞所組成的單細(xì)胞微生物，發(fā)酵后可形成多種代產(chǎn)物。白酒生產(chǎn)中常見的酵母菌菌種〔白酒生產(chǎn)中參與發(fā)酵的酵母菌〕有酒精酵母、生香酵母、假絲酵母和白地霉等。酒精酵母是產(chǎn)酒精能力較強(qiáng)的一類酵母，其形態(tài)以橢圓形、卵形、球形為最多，一般以出芽的方式進(jìn)展繁殖。生香酵母具有產(chǎn)酯能力，它能使酒醅中含酯量增加，并呈獨(dú)特的香氣。2.霉菌霉菌是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷囊活愇⑸?，在固體培養(yǎng)基上形成的絨毛狀、絮狀或蜘蛛狀的菌絲體。不同的霉菌在一定的培養(yǎng)基上又能形成特殊的菌落，肉眼容易分辨，是曲藥上的培菌管理和質(zhì)量鑒定的重要依據(jù)之一。白酒生產(chǎn)常中見的霉菌有曲霉、根霉、念珠霉、青霉和鏈孢霉。曲霉是釀酒業(yè)所用的糖化菌種，是與制酒關(guān)系最密切的一類菌，菌種的好壞與出酒率和產(chǎn)品的質(zhì)量關(guān)系密切。根霉在自然界分布很廣，它們常生長在淀粉基質(zhì)上，空氣中也有大量的根霉孢子。根霉是小曲酒的糖化菌。念珠菌是踩大曲"穿衣〞的主要菌種，也是小曲掛白粉的主要菌種。青霉是白酒生產(chǎn)中的大敵。青霉菌的孢子耐熱性強(qiáng)，它的繁殖溫度較低，是制麩曲和大曲時(shí)常見的雜菌。曲塊在貯存中受潮，外表上就會(huì)長青霉。車間和工具清潔衛(wèi)生搞不好，也會(huì)長青霉。鏈孢霉的孢子呈鮮艷的桔紅色，常生長在鮮玉米蕊和酒糟上，一旦侵入曲房不但造成危害而且很難去除。3.細(xì)菌細(xì)菌是一類有原核細(xì)胞所組成的單細(xì)胞生物，在自然界里分布最廣、數(shù)量最大。白酒生產(chǎn)中常見的細(xì)菌菌種有乳酸菌、醋酸菌、丁酸菌、己酸菌。乳酸菌是自然界中數(shù)量最多的菌種之一，大曲和酒醅中都存在乳酸菌。乳酸菌能使發(fā)酵糖類產(chǎn)生乳酸，它在酒醅產(chǎn)生大量的乳酸，乳酸通過酯化產(chǎn)生乳酸乙酯。乳酸乙酯使白酒具有獨(dú)特的香味，因此白酒生產(chǎn)需要適量的乳酸菌。但乳酸過量會(huì)使酒醅酸度過大，影響出酒率和酒質(zhì)，酒中含乳酸乙酯過多，會(huì)使酒帶悶。醋酸菌是白酒生產(chǎn)中不可防止的菌類。固態(tài)法白酒是開放式的，操作中勢必感染一些醋酸菌，成為白酒中醋酸的主要來源。醋酸是白酒主要香味成份之一，但醋酸含量過多會(huì)使白酒呈刺激性酸味。己酸菌和丁酸菌是梭狀芽孢桿菌，生長在濃香型大曲生產(chǎn)使用的窖泥中，可利用酒醅浸潤到窖泥中的營養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生己酸和丁酸，他們是白酒重要的香味來源己酸乙酯和丁酸乙酯的前體物質(zhì)。正是這些窖泥中的功能菌的作用，才產(chǎn)生出了窖香濃郁、回味悠長的曲酒。在白酒的實(shí)際生產(chǎn)過程中，參與的微生物種類成百上千，以上所列舉的只是其中的典型代表?？偟膩碚f，微生物種類越豐富，白酒的口感就越豐富，酒的品質(zhì)就越高?，F(xiàn)在很多有特色的大型酒廠都具有悠久的釀酒歷史，他們所處的獨(dú)特的地理位置和自然環(huán)境提供了獨(dú)特的微生物環(huán)境，經(jīng)過長期的馴化，在它們的窖池或酒醅中形成了特定的微生物群，持續(xù)地為人們提供優(yōu)質(zhì)的白酒。但是，并不是所有參與白酒生產(chǎn)的微生物都是有益菌，有的菌種本身就對白酒的品質(zhì)不利，有的菌種那么表達(dá)在不同的數(shù)量對白酒品質(zhì)有不同方向的影響。利用傳統(tǒng)的釀酒方式很難在短時(shí)間有效剔除有害微生物，或者控制某種菌體的數(shù)量；同時(shí)，微生物種群與酒廠所處環(huán)境的關(guān)系如此密切，如果完全利用傳統(tǒng)方式培養(yǎng)窖池、酒醅，那么很難在一些新興地區(qū)開展新的白酒企業(yè)，白酒行業(yè)的開展也會(huì)因此大受影響。說起釀酒微生物就不能不說酒曲。什么是酒曲中國最原始的糖化發(fā)酵劑可能有幾種形式：即曲，蘗，或曲蘗共存的混合物。在原始社會(huì)時(shí)，谷物因保藏不當(dāng)，受潮后會(huì)發(fā)霉或發(fā)芽，發(fā)霉或發(fā)芽的谷物就可以發(fā)酵成酒。因此，這些發(fā)霉或發(fā)芽的谷物就是最原始的酒曲，也是發(fā)酵原料?？赡茉谝欢螘r(shí)期，發(fā)霉的谷物和發(fā)芽的谷物是不加區(qū)別的，但曲和蘗起碼在商代是有嚴(yán)格區(qū)別的。因?yàn)榘l(fā)芽的谷物和發(fā)霉的谷物外觀不同，作用也不同，人們很容易分別按照不同的方法加以制造，于是，在遠(yuǎn)古便有了兩種都可以用來釀酒的東西。發(fā)霉的谷物稱為曲，發(fā)芽的谷物稱為蘗。知道釀酒一定要參加酒曲，但一直不知道曲蘗的本質(zhì)所在。現(xiàn)代科學(xué)才解開其中的奧秘。釀酒加曲，是因?yàn)榫魄仙L有大量的微生物，還有微生物所分泌的酶〔淀粉酶、糖化酶和蛋白酶等〕，酶具有生物催化作用，可以加速將谷物中的淀粉、蛋白質(zhì)等轉(zhuǎn)變成糖、氨基酸。糖分在酵母菌的酶的作用下，分解成乙醇，即酒精。蘗也含有許多這樣的酶，具有糖化作用，可以將蘗本身中的淀粉轉(zhuǎn)變成糖分，在酵母菌的作用下再轉(zhuǎn)變成乙醇。同時(shí)，酒曲本身含有淀粉和蛋白質(zhì)等，也是釀酒原料。日本有位著名的微生物學(xué)家坂口謹(jǐn)一郎教授認(rèn)為這甚至可與中國古代的四大創(chuàng)造相媲美，這顯然是從生物工程技術(shù)在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的重要地位推斷出來的。隨著時(shí)代的開展，中國古代人民所創(chuàng)立的方法將日益顯示其重要的作用。二‘酒曲種類酒曲的起源已不可考，關(guān)于酒曲的最早文字可能就是周朝著作"書經(jīng)·說命篇"中的"假設(shè)作酒醴，爾惟曲蘗〞。從科學(xué)原理加以分析，酒曲實(shí)際上是從發(fā)霉的谷物演變來的。酒曲的生產(chǎn)技術(shù)在北時(shí)代的"齊民要術(shù)"中第一次得到全面總結(jié)，在宋代已到達(dá)極高的水平。主要表現(xiàn)在：酒曲品種齊全，工藝技術(shù)完善，酒曲尤其是南方的小曲糖化發(fā)酵力都很高?，F(xiàn)代酒曲仍廣泛用于黃酒，白酒等的釀造。在生產(chǎn)技術(shù)上，由于對微生物及釀酒理論知識的掌握，酒曲的開展躍上了一個(gè)新臺(tái)階。原始的酒曲是發(fā)霉或發(fā)芽的谷物，人們加以改進(jìn)，就制成了適于釀酒的酒曲。由于所采用的原料及制作方法不同，生產(chǎn)地區(qū)的自然條件有異，酒曲的品種豐富多彩。大致在宋代，中國酒曲的種類和制造技術(shù)根本上定型。后世在此根底上還有一些改進(jìn)。以下是中國酒曲的種類：分類體系按制曲原料來分主要有小麥和稻米。故分別稱為麥曲和米曲。用稻米制的曲，種類也很多，如用米粉制成的小曲，用蒸熟的米飯制成的紅曲或?yàn)跻录t曲，米曲〔米曲霉〕。按原料是否熟化處理可分為生麥曲和熟麥曲。按曲中的添加物來分，又有很多種類，如參加中草藥的稱為藥曲，參加豆類原料的稱為豆曲〔碗豆，綠豆等〕。按曲的形體可分為大曲〔草包曲，磚曲，掛曲〕和小曲〔餅曲〕，散曲。按酒曲中微生物的來源，分為傳統(tǒng)酒曲〔微生物的天然接種〕和純種酒曲〔如米曲霉接種的米曲，根霉菌接種的根霉曲，黑曲霉接種的酒曲〕。酒在我們的日常生活中是必不可少的物品，但我們重來沒有想象過在整個(gè)釀酒的過程中起著最大作用的就是龐大，但不可見的微生物，他為我們的生活提供了很大幫助。在釀酒過程中微生物可