由于采用开放式自然发酵,来源于空气、地面、工具、设备和地缸表面的环境微生物也会参与到白酒发酵过程中,因此白酒生产极易受到环境因素的影响,尤其夏季容易酸败,一般停产检修。长期生产实践表明,清香型白酒的风味在全年的生产周期中呈现规律性的变化:每年9月开始新的投料生产为立排;5月底进行最后一次投料后只蒸酒不再投料,该时期为挑排;立排和挑排之间为圆排;立排时期白酒中总酯的含量显著低于圆排时期,推测与不同时期微生物的差异存在一定的关联。本研究通过对不同时期环境和大曲微生物多样性进行分析,并对原料预处理过程及发酵过程中风味物质和微生物的多样性进行跟踪检测,揭示了导致不同时期风味差异的关键微生物及其来源;并进一步通过功能菌株的筛选与强化发酵对其功能进行验证,为改善清香型白酒的品质稳定性提供了理论依据。主要研究内容如下:1.不同时期车间空气、地缸表面和大曲中的微生物多样性:空气和大曲中微生物的数量在不同时期无显著性差异,并且菌群结构比较相似;但是圆排时期地缸表面乳酸菌的数量显著高于立排时期;立排时期地缸表面以假单胞菌属为主,而圆排时期则以乳杆菌属为主要优势细菌。2.不同时期原料预处理过程中微生物与风味物质的动态变化:采用正交偏小二乘回归模型对润糁过程中微生物与风味物质的相关性进行分析,结果表明乳杆菌属、毕赤酵母属和塞伯林德酵母属与酯类、醇类、酸类、酚类等多种风味物质呈现较强的正相关。冷散过程中来源于车间环境的乳杆菌属、根霉属和覆膜孢酵母属随着原料进入到白酒发酵过程中。3.不同时期发酵过程中微生物与风味物质的动态变化:采用顶空固相微萃取-气质联用技术对不同时期发酵过程中的风味物质进行跟踪检测,揭示了发酵后期乙酸乙酯和乳酸乙酯的含量在立排时期显著低于圆排时期。微生物多样性分析结果表明:发酵后期乳酸菌的数量和耐酸乳杆菌的丰度在圆排时期显著高于立排时期。相关性分析结果表明:乳杆菌属和酵母菌属与发酵过程中多种风味物质呈现显著正相关,其中耐酸乳杆菌与多种短链脂肪酸酯呈现正相关,推测乳酸菌的数量和菌群结构差异是导致不同时期风味差异的关键因素。4.基于SourceTracker对不同时期发酵过程中细菌的来源进行分析:立排时期发酵过程中的细菌主要来源于大曲,而圆排时期的细菌主要来源于冷散后的红糁、大曲和地缸表面。发酵过程中的植物乳杆菌和短小乳杆菌主要来源于大曲,希氏乳杆菌和耐酸乳杆菌主要来源于冷散后的红糁和地缸表面,揭示了车间和地缸表面为清香型白酒发酵提供了重要的微生物来源。5.不同菌株强化发酵对清香型白酒风味的影响:利用从地缸表面分离的具有较高酯酶活性和乙醇耐受性的乳酸菌进行强化发酵,结果表明接种耐酸乳杆菌和希氏乳杆菌强化发酵的样品中总酯的含量显著高于对照组,并且其风味具有较好的谐调度。接种异常毕赤酵母强化发酵,总酯的增加程度不及乳酸菌,但是其酸类物质的积累也相对较低,可以有效地避免酸败。