汾酒的酿造历史悠久,可追溯到3200多年前的商殷时代,是我国劳动人民创造的一块酒类奇葩。它以绵甜清香的风味著称,在国内外有着很好的口碑和市场。汾酒的生产采用豌豆和大麦制曲,高粱酿酒,清蒸后地缸发酵,经贮存勾兑而成。其显著特点是以汾酒大曲微生物群落作为生物作用剂,通过双清地缸独特工艺控制酿造过程,从而造就了清香型汾酒的优良品质。其成酒的产量和品质与整个酿造过程中独特的微生物群落结构变化有着紧密的联系。因此,深入研究汾酒酿造微生物群落及功能微生物,不仅可以提高我们对汾酒酿造机理的认识,而且有助于汾酒生产工艺的技术改造。在本实验室的前期工作中,对夏季汾酒酿造过程中可培养微生物群落和主要代谢产物进行了研究。本论文利用微生物分离技术,跟踪冬季汾酒酿造过程,定期采样,获得各种类群的菌株及其相关数据,描绘出了冬季酒醅微生物菌群的消长规律。结果表明,同夏季汾酒酿造过程类似,霉菌仅存在于发酵前期,主要提供一些水解酶系,为淀粉、蛋白及脂类的降解提供生化基础。细菌和和酵母菌生长活跃,是汾酒酿造的主要功能菌群。从大楂发酵起始到第10天左右,各类微生物的第一次生长基本结束。从此到发酵终点,霉菌和好氧细菌基本消失,而酵母菌和其他种类细菌出现了第二次生长。在二楂发酵过程中酵母菌、细菌从0天起开始增殖,到第3～7天达到最高数量,之后微生物数量开始缓慢下降,直到发酵终点。在二楂发酵过程中只有部分酵母菌和厌氧细菌出现了二次生长现象。冬季微生物类群的增殖与消失过程较夏季缓和得多,是两个季节酿造过程中的主要区别所在。为了更深入地研究汾酒酿造过程中的群落结构,将分离到的微生物进行分类鉴定,并分析各个种类的消长变化情况。结果表明夏季与冬季汾酒酿造过程中微生物菌群的基本结构相似,但也存在着种群差异。夏季酵母菌包括8个属,冬季除未检测到球囊酵母菌外其他7个属与夏季相同。两个季节的细菌均包括10个属,除夏季含有分枝杆菌属而冬季含有节杆菌属外,其余种属均相同。不同种属的酵母菌和细菌并不是同时出现在某一时段,而是依种属特点出现在酿造的特定时段。通过与酿造过程中代谢产物的变化情况相联系可以为功能菌的研究奠定基础。之后我们利用从夏季和冬季汾酒酿造过程中分离出来的菌株(酵母菌和细菌)模拟汾酒酿造条件进行纯种发酵试验,应用气相与液相色谱法分析其代谢产物。根据代谢特性确定了产乙醇、乙酸乙酯、乳酸和乙酸的主要功能微生物,并发现它们与汾酒酿造过程中代谢产物之间存在一定的关系,为今后汾酒生产工艺优化和调味酒的研制提供了菌株资源。另外,在利用传统的微生物学方法对酒醅中微生物构成及演变情况进行研究的同时,也尝试应用温度梯度凝胶电泳(temperature gradient gel electrophoresis,TGGE)技术这一分子生态学方法对酿造不同阶段的汾酒酒醅样品进行分析。通过实验初步建立了对汾酒酿造过程中细菌微生物群落变化的TGGE分析体系,包括总基因组DNA的提取、特异性片段的PCR扩增以及电泳分析方法和参数。根据不同酿造阶段样品的条带数目和亮度之间的明显差异,说明微生物菌群的整体变化趋势。通过日后对TGGE分析体系的优化以及对条带的测序分析,可以更深入地研究酿造过程中微生物群落变化。综上所述,本论文从对汾酒酿造过程中的微生物群落的研究出发,分析了各个种属微生物的消长变化情况,并应用TGGE技术对微生物群落动态变化进行了初探。同时,根据代谢特性分析找出了主要的功能菌株与发酵过程代谢产物具有一定相关性。研究结果为认识汾酒酿造机理提供了理论依据,并为进一步开展对生产过程调控的研究和今后酿造技术的改造打下了一定的基础。