研究生开题报告表-赊店老酒中高温大曲生产工艺研究.doc

研究生学位论文开题报告 姓 名姜鹏学 号10420141003专业生物工程研究方向微生物题 目赊店老酒中高温大曲生产工艺研究校内导师柯涛校外导师 陈新建入学时间2014 年 9 月 13日开题时间 年 月 日 研究生处制11 填表说明 1、开题报告各项栏目要求认真填写，条理清晰，认真排版，可自动调整栏目大小，各栏空格不够请自行加页。2、开题报告要求双面打印，A4纸排版，左侧装订；上、下、左、右边距2.5cm；字体：宋体；字号：小四号；行间距：固定值20。3、开题报告须上交一式5份，2份交研究生处备案和存档，1份由培养学院存档,另2份分别由校内外导师留存。研究生简况姓 名姜鹏学 号10420141003出生年月1989年11月性 别男身份证学时间2014年9月13号开题报告日期专 业生物工程研究方向微生物学本（专）科毕业时间、毕业学校、专业 2011年6月 郑州大学 软件技术论文类型与摘要论文题目中文赊店老酒中高温大曲生产工艺研究英文Study on the production process of middle high temperature Daqu in Shedian wine类型1产品研发 2工程设计 3应用研究 4工程/项目管理 5研究报告 6其他 内容摘要（200字） 全面了解赊店老酒传统中高温大曲生产工艺流程，从赊店老酒传统中高温大曲生产的不同阶段分离筛选出多株产香酵母进行研究。后将酵母菌制成麸曲，按一定比例用于新型强化大曲生产制成新型强化大曲，分析强化大曲中不同阶段的酵母菌数，检测其感官、理化等指标。新型大曲贮存后与传统大曲同时进行酒醅发酵实验，蒸酒后摘酒，对相应酒成分分析检测，分析不同大曲对发酵的影响。一、选题的依据（课题来源、国内外研究现状分析、选题意义及与生物工程领域相关的应用价值等，并附主要参考文献20篇）大曲是我国酿酒史中所使用的一种古老的曲种，依靠自然界的野生菌进行大曲制造，在以富集各种有益发酵菌为主的淀粉原料为主体，选育出有益菌株在曲内增殖与成长，积蓄酶及发酵前体物质，提供营养成分1。大曲采用生料制曲自然接种，在培养室内固态发酵而成 在制曲过程中，经过人工培养风干贮存，即成为成品大曲2。大曲是酿酒生产的糖化、发酵、酒化及生香剂，其品质对曲酒的出酒率和酒质都有非常大的影响，常有“曲是酒之骨”之称3。“曲定酒型”的说法证明了大曲的地位及其重要，浓、酱、兼、清各类白酒所用的曲，在工艺、原料、发酵上都有所不同4。从而使所酿制的大曲酒具有独特的芳香及口味。大曲具有易培养、工艺简单、功能多、内涵复杂等特点5。不同的大曲含有不同的微生物群落结构及生物多样性。 根据大曲发酵过程中最高品温的不同，又将大曲分为高温大曲，中温大曲及偏高温大曲2。酱香型白酒主要用高温大曲进行生产，浓香型白酒所用曲的品温较低于酱香型大曲，汾酒采用中温曲进行生产6。由此可见，大曲酒的香型与曲的类型密切相关。从生产工艺上看，大曲是靠传统工艺自然接种，富集、培养有益微生物及其代谢产物。通过自然网罗的各种微生物在大曲基质中生长繁殖，并且其种类和数量随着大曲品温的变化作此消彼长的变化。 大曲微生物区系的研究一直是一个热门领域。水、稻草、曲房以及所处环境是大曲微生物的主要来源，熊昌绪等采用稀释分离沉降法、平板稀释分离法分别对制曲环境、大曲曲块中的微生物进行分离统计，结果表明踩曲间、曲房空气中微生物种类丰富，尤以细菌占主导。曲房霉菌、酵母数量比踩曲间高。同时微生物数量最多的时期是曲块入房后的第13天左右，过后微生物数量逐步下降。 而生产酿酒地区不同，所用酒曲不同，其各自主要微生物种类及其在酿制过程中所起的作用各有不同。如茅台酒因其酿酒环境十分独特，即酿酒时采用极端的高温制曲、高温堆积发酵、高温厌氧发酵等环节，在此高温环境中长期作用，促成了适应此种酿酒微生态环境的极端微生物，它们具有耐高温、高酸和高酒精度等特性。姚万春等系统研究了泸州老窖国窖曲不同层次间微生物数量、种类及优势种群差异。结果表明，国窖曲不同层次间微生物数量、种类及优势种群差异较大。 目前研究表明,根据形态和生理特性的不同，大曲微生物群系主要包扩霉菌、酵母菌、细菌等7.这几种微生物产生的代谢产物及生长过程中所释放出的生物热能结合浓香型大曲特有的微生态环境最终形成其独特的风味特征及理化特征。细菌主要包括乳酸菌、醋酸菌、芽孢杆菌等8。细菌在整个白酒工业中起着非常重要的作用，无论是大曲生产及白酒酿造过程都离不开细菌。细菌是大曲香味物质生成的动力，比如是浓香型白酒的主体香味成分己酸乙酯，其前体己酸就是由梭状芽孢杆菌提供的。乳酸菌及醋酸菌均提供一些有机酸，这些有机酸也能成为香味成分乳酸乙酯、乙酸乙酯的前体物质。酵母菌包括酿酒酵母、假丝酵母、产酯酵母、毕赤酵母等多种酵母类微生物9。 酿酒酵母生长温度低、产酒精能力强，好偏酸环境。其在大曲环境中数量相较于其它酵母并不是最多，但却在酿酒阶段必不可少，对大曲以及白酒的质量起着决定性作用。产酯酵母在酯酶的作用下将醇类和酸类结合生产酯类化合物。这些物质对形成大曲的香气成分起着重要作用，也可能被带进窖池，在白酒的生产中发挥着作用10。 我国白酒酿造历史悠久，是我国经济发展不可或缺的支柱产业。由于浓香型白酒具有的香气浓郁，口味醇厚，香味谐调的特点，深受广大饮酒者的喜爱。它的销售量占白酒市场份额的70%左右，是各种香型白酒中销量最多的香型。2013年，中国白酒行业实现产量1,226.20万吨，同比增长6.33%，实现收入5,018.01亿元11.浓香型白酒大多采用中高温大曲。本课题将根据赊店老酒中高温大曲生产过程中，最适的中高温大曲生产条件，并利用后期筛选的优良功能菌合理的改善中高温大曲中的微生物种类和比例，从而使大曲的品质和优质品率得到一定的提升，目前中高温曲的优质品率约为70%，提高优质品率到75%。如年产1000吨中高温大曲将产生60万元的直接经济效益。贮存成熟的新型强化大曲应用于大曲酒酿造，同时可以提升原酒的优质品率和产量。1000吨优质品预计将产生直接或间接的经济效益60万元左右。优质的中高温大曲可以提高酒醅中淀粉的利用率，减少丢糟中残余淀粉含量，达到节约粮食的效果。 参考文献：1吴生文,张志刚,李旭晖.大曲微生物在大曲酒生产中的研究开发现状及发展前景J.中国酿造,2011(5):8-13.2张志刚,吴生文,陈飞.大曲酶系在白酒生产中的研究现状及发展方向J.中国酿造,2011(1):13-16.3李祖明,王德良,马美荣.不同酒曲酶系与发酵性能的比较研究J.酿酒科技,2010,187(1)：17-20.4沈怡方.白酒生产技术全书.中国轻工业出版社,1998.5Zheng X W,Tabrizi M R,Nout M J R,et al.Daqu-A Traditional Chinese LiquorFermentation StarterJ.Inst Brew,2011,117(1):82-90.6李大和,李国红.专业化制曲推动制曲技术进步及酒质提升J.酿酒,2009,36(1):3-7.7万自然.大曲培养过程中微生物及酶的变化J.酿酒科技,2004,124(4):25-26.8余有贵.中国传统白酒生产用酶的研究动态J.酿酒科技,2006,147(9):74-77.9张磊.浓香型白酒大曲中酵母歯的分离和鉴定J.酿酒科技,2005,191(5):39-41.10范广璞.白酒中生香酵母的筛选及培养条件的研究J.中国酿造,2008(14):44-47.11程伟,吴丽华,徐亚磊,秦俊哲,谢国排,王明才.浓香型白酒酿造微生物研究进展J.中国酿造,2014,33(3):1-4.12明红梅,董瑞丽,许德富,罗惠波,唐 瑶,曹城强.主成分分析法在大曲质量评价体系中的应用J.中国酿造,2010(8):120-123.13王晓丹,班世栋,胥思霞,王荣村,沈锡翠,邱树毅.浓香型大曲中酶系与白酒品质的关系研究J.中国酿造,2014,33(1):44-47.14敖宗华,陕小虎,沈才洪,张良,王小军,沈才萍,任剑波,刘向阳.我国浓香型大曲产业发展概况J.酿酒科技,2011(1):78-81.15穆文斌.大曲在贮存过程中质量变化的研究J.酿酒,2010,37(2):56-58.16沈才洪,应鸿,许德富,邬捷锋,沈才萍.大曲的理化特征指标探讨J.酿酒科技,2005(9).17张建峰,耿宏伟,王丕武.酿酒活性干酵母生产工艺优化及干燥剂的选择J.食品科学,2011,32 (09):213 -216 .18赵金松,张立强,郑佳,吴重德,周荣清,石碧.浓香大曲特征与工艺的相关性J.食品与发酵工业,2013,39(12):50-55.19沈才洪,许德富,沈才萍.对传统大曲功用的再解析J.酿酒,2006,33(2):85-87.20Liu X,Guo K L,Zhang H X,et al.Determination of microbial diversity in Daqu,a fermentation starter culture of Maotai liquor,using nested PCR-denaturing gradient gel electrophoresisJ. World J Microbiol Biotechnol,2012,28(6) :23752381.二、研究内容（前期相关的研究工作积累，拟研究、研发、设计、调研的主要内容及解决的关键问题等） 前期已从赊店酒厂筛选获得三株酵母菌，编号A、X、Z,后来提取其DNA后测序，确定其种属分别为异常威克汉姆酵母属、库德里阿兹威(氏)毕赤酵母(东方伊萨酵母)、郎比可假丝酵母(郎比可假丝酵母 高温产脂酵母 AS2.1182)。后将这三株酵母菌的发酵液蒸馏后测其乙酸乙酯、己酸乙酯、丁酸乙酯含量，发现编号A的酵母菌较高，确定将该株酵母菌应用到大曲中。将酵母菌A制成麸曲，后将麸曲加入粉碎好的小麦颗粒中，向大曲制曲机母曲器具中分别添加重量比为0.5%、1%(一个曲房中的部分实验曲总重量)的麸曲。待压制成型后分别入房并做好标记，将温度传感器插入曲心中。每天检测曲房温度、湿度，大曲的曲皮、曲心温度。并在大曲发酵的五个关键期中取样进行检测。主要内容: 大曲在中国浓香型白酒生产过程中起着重要作用，对发酵过程中大曲理化、生化指标变化规律进行研究。本实验从赊店老酒传统中高温大曲生产的不同阶段分离筛选出多株酵母进行功能性研究。获得产香突出的酵母菌株，将产香酵母菌加入传统大曲中，制成新型强化大曲。并测量新型大曲培养期间中五个关键时期中的酵母菌数量，记录不同天数不同大曲的湿度、温度等。并在大曲发酵的五个关键期中取样进行检测。新型强化大曲贮存3-6个月后与原有工艺大曲同时进行酒醅发酵实验，设立对照窖池，发酵50天左右，蒸酒后摘酒，并做相应酒成分分析检测，分析不同大曲对发酵的影响。关键问题： 1.对筛选分离的酵母菌株进行产香实验，对产香菌的发酵产物进行挥发性物质检测和菌种 鉴定 。 2.大曲发酵中的五个关键时期要及时跟踪检测分析相关数据。 3.通过微生物分离和活菌计数的方法对不同发酵阶段的普通、强化新型大曲样品中的酵母菌进行计数。 4.研究赊店老酒中高温大曲生产过程中液化力、糖化酶活力变化规律，淀粉含量的变化规律等；三、实施方案（拟采用的研究、研发、设计或调研方法、步骤、技术路线及可行性分析等）实施方案: 1.采用赊店老酒春季和夏季用酒曲，分别对曲皮和曲心进行分类取样，针对不同类型菌配 制相应的培养基，采用稀释平板菌落分离计数法进行不同类型菌落计数。 2.首先采用传统方法对分离的菌种进行初步鉴定，如个体群体形态学特征鉴定、生理生化鉴定等。 3.菌种鉴定：包括样品总DNA提取，PCR扩增， 4.大曲理化指标测定：包括水分，pH和总酸测定，还原糖，氨态氮等。 6.从大曲生产的不同阶段筛选多株酵母菌，将筛选得到的酵母菌接入培养基中进行产香实验，筛选出具备产香特性的菌株。 7.择产香性能突出的菌株进行扩大培养，用于新型强化大曲的实验对比，新型大曲完成后，与原工艺大曲同时应用于窖池发酵，并可对发酵整个过程，蒸酒后产品进行检测，对不同的大曲生产进行评价。技术路线对不同时间制作的酒曲曲皮和曲心取样 菌种鉴定大曲理化指标测定稀释平板菌落分离计数 形态学特征鉴定生理生化鉴定筛选后的功能菌扩大培养筛选出具备产香特性的菌株强化大曲制备出房、储存后大曲理化指标测定窖池发酵、蒸酒后产品检测 新型大曲不同培养时期酵母菌数测定可行性分析：赊店老酒有限公司长期进行浓香型白酒生产工艺革新，已经积累了一些研究基础，取得了阶段性成果。课题组的主要成员长期从事微生物学、分子生物学的研究工作，有很丰富的研究经验。多名研究人员长期从事白酒生产，包括国家级评酒员，省级评酒员，专门从事白酒酿造的硕士生等。本研究涉及的实验技术都已完全掌握。在代谢产物分析方面，赊店酒厂有完善的设备，并且有一批专门从事此项工作的技术人员。赊店老酒股份有限公司微生物室微生物培养设备齐全。具备测定发酵过程产生的代谢产物的液相色谱等条件，并且有测定发酵过程代谢产物变化的专门实验员。化验室具有完备的检测设备如：安捷伦公司的气质联用仪（GC/MSD7890-5975）、离子色谱仪、原子吸收分光光度计、高效液相色谱仪、气相色谱仪、分光光度计、自动点位滴定仪、电导率仪等。对于后期筛选优良菌株用于新型大曲生产工艺改革，有完善的生产车间、曲房、存放和相关设备。完全可以承担中试试验和生产，新型大曲完成后，与原工艺大曲同时应用于窖池发酵，并可对发酵整个过程，蒸酒后产品进行检测，完成对新的大曲工艺的检测。 南阳师范学院生命科学院具有河南省生物化学与分子生物学省级重点学科及生物质能源重点实验室，实验室研究微生物和分子生物学的设备齐全，如微生物培养设备：超净工作台、无菌室、恒温摇床、生化培养箱等等。分子生物学设备：各种电泳仪、凝胶成像系统、PCR仪、DGGE分析仪、超纯水系统、电转化仪、杂交箱、膜转移装置、高速和超速冷冻离心机、超低温冰箱、基因枪，组织培养室等等。蛋白质纯化设备：各种层析柱、冷冻离心机、超滤浓缩装置、全自动分部收集器、冷室、低温冰箱等等。相关分析设备：酶标仪、分光光度扫描仪、生化分析仪、高压液相色谱、液相色谱质谱联用仪、倒置显微镜、荧光显微镜等等。具备分子生物学研究的全部设备。赊店老酒酒厂具备测定发酵过程产生的代谢产物的液相色谱等条件，并且有测定发酵过程代谢产物变化的专门实验员。1.实验仪器全部到位，实验前进行详细的规划设计，测量数据时确保准确无误。2.筛选出能够制酒用的功能菌，将其扩大培养用于制酒工业。