張曉宇，郭子賢，呂育財(cái)，任立偉，龔大春，楊瀟，陳萍，郭金玲*

1(三峽大學(xué) 生物與制藥學(xué)院，湖北 宜昌，443002)2(湖北省生物酵素工程技術(shù)研究中心(三峽大學(xué))，湖北 宜昌，443002) 3(湖北稻花香酒業(yè)股份有限公司，湖北 宜昌，443112)

中國(guó)白酒按香型可分為濃香型、醬香型、清香型、鳳香型和其他香型等[1]。其中，濃香型白酒以其“窖香優(yōu)雅、綿甜爽凈、酒體柔和協(xié)調(diào)”的特點(diǎn)深受消費(fèi)者喜愛(ài)[2]。濃香型白酒生產(chǎn)是以高粱、玉米、糯米、小麥、大米5種糧食為主原料，在棲息于窖池中大量微生物的參與下，采用混蒸續(xù)渣工藝進(jìn)行的多菌種混合固態(tài)發(fā)酵[1]。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)酵馴化，窖池中棲息著包括梭菌綱、擬桿菌綱、芽孢桿菌綱、甲烷桿菌綱、甲烷微菌綱等在內(nèi)的多種厭氧微生物[1]。研究發(fā)現(xiàn)，濃香型白酒中風(fēng)味化合物的組成是由其微生物多樣性決定的[3]。據(jù)報(bào)道，濃香型白酒含有1 300多種不同的風(fēng)味化合物[4]，其中，己酸乙酯是使?jié)庀阈桶拙骑L(fēng)味獨(dú)特的主要呈香物質(zhì)，其含量直接影響濃香型白酒的價(jià)值和品質(zhì)[1]。己酸乙酯是由己酸和乙醇經(jīng)過(guò)酯化反應(yīng)的產(chǎn)物[4]，含量與窖池生態(tài)系統(tǒng)中的己酸菌密不可分，因此，己酸菌被普遍認(rèn)為是濃香型白酒釀造中最重要的一類(lèi)功能微生物[1-2]。

自發(fā)現(xiàn)濃香型曲酒主體香味成分為己酸乙酯以來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)窖池中己酸菌的研究在各酒廠陸續(xù)展開(kāi)[5]。目前，對(duì)于己酸菌的研究主要集中在窖池生態(tài)系統(tǒng)中新型高效己酸菌的篩選[2, 6]、發(fā)酵條件調(diào)控[7- 8]、己酸代謝途徑解析[9-10]、己酸菌在濃香型白酒釀造[5, 11]及其他領(lǐng)域的應(yīng)用等[12-13]。本文針對(duì)濃香型白酒生態(tài)系統(tǒng)中己酸菌及其特性、己酸代謝途徑、己酸菌應(yīng)用等方面綜述濃香型白酒己酸菌研究進(jìn)展。

1 己酸菌種類(lèi)及特性

己酸菌是能夠以乙醇、乳酸、葡萄糖、D-半乳糖醇等為碳源，發(fā)酵積累己酸的一類(lèi)微生物的總稱(chēng)。目前已報(bào)道的己酸菌主要為來(lái)自于梭菌綱梭菌屬、梭菌綱瘤胃菌科及Negativicutes綱巨球型菌屬細(xì)菌。己酸菌在環(huán)境系統(tǒng)中分布廣泛，濃香型白酒生態(tài)系統(tǒng)、厭氧消化污泥、牛羊瘤胃和淤泥等中均有己酸菌存在。

1.1 來(lái)源于濃香型白酒生態(tài)系統(tǒng)的己酸菌及其特性

表1列出了部分分離于濃香型白酒生態(tài)系統(tǒng)的己酸菌種類(lèi)及特性。

表1 分離于濃香型白酒生態(tài)系統(tǒng)的己酸菌種類(lèi)及特性Table 1 Species and characteristics of caproic acid-producing bacteria isolated from strong-flavor Baijiu ecosystem

1.1.1Clostridiumkluyveri

C.kluyveri是具于代表性的己酸菌，在白酒窖泥、淤泥沉積物以及牛瘤胃中廣泛存在[14]。BARKER[14]用乙醇和CO2為基質(zhì)研究甲烷菌時(shí)發(fā)現(xiàn)一種鼓槌孢子型產(chǎn)己酸的菌株，產(chǎn)物為己酸、乙酸、丁酸。1942年被正式命名為C.kluyveri，C.kluyveri菌株專(zhuān)性厭氧，菌落形態(tài)呈圓形不規(guī)則狀，菌落呈乳白色，邊緣呈波狀，表面光滑或突臍狀，最適生長(zhǎng)溫度為30～35 ℃，在pH為7.0以上的堿性條件下生長(zhǎng)良好。該菌以乙醇為電子供體，以醋酸鹽和琥珀酸鹽為電子受體[9]，不能利用葡萄糖、乳糖等糖類(lèi)，在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生氣體。此外，C.kluyveri以乙醇和琥珀酸為底物，產(chǎn)生乙酸酯、丁酸酯和己酸酯[15]；以乙酸和丙醇為底物，產(chǎn)生丙酸、戊酸、己酸和庚酸[16]。

1.1.2Clostridiumsp

隨著生物技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于菌株分類(lèi)越來(lái)越科學(xué)細(xì)致。各個(gè)酒廠窖泥中都分離出不同產(chǎn)己酸的梭狀芽孢桿菌[6, 17-20]，菌體往往吸附在碳酸鈣上，但在沒(méi)有碳酸鈣的條件下產(chǎn)己酸含量未下降，且多加碳酸鈣不能提高己酸產(chǎn)量[1, 6]。除此之外，朱曉軍[2]發(fā)現(xiàn)瘤胃球菌科梭菌屬第Ⅳ簇單菌H2以葡萄糖為電子供體，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象猜測(cè)實(shí)際的濃香型白酒釀造體系中，C.kluyveri可能并不是己酸合成唯一的貢獻(xiàn)者。

1.1.3Ruminococcaceaebacterium

ZHU等[6]在分批補(bǔ)料發(fā)酵反應(yīng)器中首次發(fā)現(xiàn)了利用乳酸高產(chǎn)己酸的菌株R.bacterium CPB6，在窖泥中發(fā)現(xiàn)該菌株屬于Ruminococcaceae家族IV型梭狀芽孢桿菌，以乳酸為電子供體[18]。該菌株最適pH為5.0～6.5，溫度為30～40 ℃，可利用淀粉、麥芽糖、葡萄糖、丙酮酸等[19]。己酸生產(chǎn)和梭狀芽孢桿菌簇IV之間為正相關(guān)關(guān)系[2]。目前對(duì)于產(chǎn)己酸梭狀芽孢桿菌IV的代謝途徑中鏈延長(zhǎng)的基因和關(guān)鍵酶研究不多，有待完善。

1.1.4 濃香型白酒生態(tài)系統(tǒng)中其他己酸菌

除了以上幾項(xiàng)研究得到的濃香型白酒生態(tài)系統(tǒng)中的常見(jiàn)己酸菌，趙輝等[20]在濃香型白酒窖泥中發(fā)現(xiàn)3株高產(chǎn)己酸的菌株BacillusmegateriumC78、Bacillusfusiformisa57及BacilluslicheniformisA17，相應(yīng)最適pH值分別為7.0、6.5、7.0，最適溫度分別為34、34、37 ℃。

1.2 來(lái)源于其他生態(tài)系統(tǒng)的己酸菌及其特性

己酸菌除了存在于在濃香型白酒生態(tài)系統(tǒng)中，在其他生態(tài)系統(tǒng)中關(guān)于己酸菌的研究也越來(lái)越多，如表2所示。

表2 分離于其他生態(tài)系統(tǒng)的己酸菌種類(lèi)及特性Table 2 Species and characteristics of caproic acid-producing bacteria isolated from other ecosystems

1.2.1Megasphaeraelsdenii

1.2.2Clostridiumsp. BS-1

從淤泥中篩選以D-半乳糖醇為碳源的厭氧微生物，過(guò)程中發(fā)現(xiàn)新型梭狀芽孢桿菌IV屬產(chǎn)己酸菌BS-1[24]，后來(lái)被重新命名為Caproicproductensgalacitolivorans[25]；該菌株也可利用葡萄糖產(chǎn)己酸，但是己酸產(chǎn)量低于以半乳糖醇為底物時(shí)的產(chǎn)量。

1.2.3Eubacteriumlimosum

E.limosum是一種從綿羊瘤胃液中分離到褐桿菌，通過(guò)檢測(cè)耐熱性，未觀察到孢子[26]。該菌以甲醇、醋酸鹽、半胱氨酸等為底物，當(dāng)以甲醇、丁酸、CO2為原料對(duì)其進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，己酸成為主要產(chǎn)物，且丁酸的產(chǎn)生與甲醇氧化的通量密切相關(guān)[23]。

1.2.4Eubacteriumpyruvativorans

WALLACE等[27]用胰酪蛋白水解物作為唯一碳源和能源，從綿羊瘤胃液中分離出以乳酸和乙酸為碳源的己酸菌E.pyruvativorans。其不是糖化菌，不利用乙醇且不完全利用乳酸，是利用丁酸和丙酸生成己酸和戊酸的細(xì)菌，利用丙酮酸通過(guò)反向β氧化途徑獲得ATP。

2 己酸菌的己酸代謝途徑及代謝調(diào)控

2.1 己酸代謝途徑

研究表明，某些厭氧細(xì)菌(如梭狀芽孢桿菌)能夠利用脂肪酸合成酶復(fù)合酶通過(guò)反向β氧化途徑延長(zhǎng)短鏈脂肪酸[9-10]。如圖1所示，以乙醇為電子供體，在乙醇氧化偶聯(lián)階段消耗NAD+產(chǎn)生大量的還原型輔酶Ⅰ(nicotinamide adenine dinucleotide, NADH)生成乙酰輔酶A，通過(guò)底物水平磷酸化產(chǎn)生乙酸；當(dāng)以乳酸為底物時(shí)，在乳酸氧化階段代謝產(chǎn)生NADH和乙酰輔酶A[28]。羧酸鏈延長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的還原型輔酶Ⅰ(nicotinamide adenine dinucleotide, NADH)為合成己酸代謝過(guò)程中提供H+并促進(jìn)電子流動(dòng)，且代謝過(guò)程中乙酰輔酶A通過(guò)底物水平磷酸化促進(jìn)ATP產(chǎn)生，為羧酸鏈延長(zhǎng)提供能量[10]。

圖1 以乙醇和乳酸為電子供體的己酸代謝途徑[30]Fig.1 Metabolic pathway of caproic acid with ethanol and lactic acid as electron donors 注：NADH為煙酰胺腺嘌呤二核苷酸的還原態(tài)，還原型輔酶Ⅰ；NAD+為煙酰胺腺嘌呤二核苷酸；NADPH為還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸， 是一種輔酶，即還原型輔酶Ⅱ；NADP+為煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸，是還原型輔酶Ⅱ(NADPH)的氧化形式；ATP為腺嘌呤核苷三磷酸 (簡(jiǎn)稱(chēng)三磷酸腺苷)；ADP為二磷酸腺苷；Fdox為氧化的鐵氧化還原蛋白；Fdred為還原的鐵氧化還原蛋白

研究得知，在反向β氧化的羧酸鏈延長(zhǎng)反應(yīng)中，碳水化合物初級(jí)厭氧發(fā)酵重要中間體乙醇和乳酸是己酸合成過(guò)程中有效的還原劑，且為最理想的電子供體[29]。鏈延長(zhǎng)過(guò)程中的必要條件是存在大量還原性化合物為其提供能量和電子供體，如乙醇和乳酸等。

2.2 產(chǎn)己酸代謝途徑競(jìng)爭(zhēng)途徑

在混合培養(yǎng)過(guò)程中，由于受到競(jìng)爭(zhēng)途徑的影響會(huì)導(dǎo)致鏈延長(zhǎng)過(guò)程的穩(wěn)定性降低，產(chǎn)己酸代謝途徑的競(jìng)爭(zhēng)路徑如表3所示，此外，圖1所示的丙烯酸酯合成丙酸鹽途徑也為產(chǎn)己酸代謝途徑的競(jìng)爭(zhēng)途徑[31-32]。

表3 產(chǎn)己酸代謝途徑競(jìng)爭(zhēng)途徑Table 3 Competitive pathway of caproic acid metabolism

乙酸營(yíng)養(yǎng)型甲烷的形成是通過(guò)消耗鏈延長(zhǎng)的底物乙酸形成甲烷，乙酸消耗的過(guò)程與產(chǎn)己酸代謝途徑形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系；中鏈脂肪酸消耗乙醇氧化為乙酸鹽獲得能量，這與其他生物消耗乙醇過(guò)程形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系；最終產(chǎn)物中鏈脂肪酸也會(huì)在脂肪酸氧化劑的作用下發(fā)生降解，造成產(chǎn)品的流失。丙烯酸酯競(jìng)爭(zhēng)途徑如圖1所示，將乳酸轉(zhuǎn)化為丙酸酯[32]，在以乳酸為底物的M.elsdenii純培養(yǎng)中丙烯酸酯競(jìng)爭(zhēng)途徑得到證實(shí)，并未生成己酸，發(fā)現(xiàn)在M.elsdenii對(duì)酸的利用中輔酶A轉(zhuǎn)移酶活性發(fā)揮核心作用[33]；研究表明，M.elsdenii不能利用葡萄糖產(chǎn)丙酸鹽的主要原因是乳酸可以誘導(dǎo)合成乳酸外消旋酶，然而葡萄糖發(fā)酵的細(xì)胞不能合成乳酸外消旋酶[32]。因此，為得到高效產(chǎn)己酸代謝途徑需要對(duì)其競(jìng)爭(zhēng)途徑加以控制以保證生產(chǎn)需求。

2.3 己酸菌的己酸代謝調(diào)控

通過(guò)乙醇氧化途徑產(chǎn)己酸的微生物一直面對(duì)的主要問(wèn)題是乙醇對(duì)微生物有一定的抑制作用，但用低濃度乙醇易導(dǎo)致己酸濃度低，經(jīng)濟(jì)效益不佳。除乙醇濃度會(huì)影響己酸產(chǎn)量，以乙酸和丁酸的混合物作為底物可以有效提高己酸產(chǎn)量[7]。DIENDER等[34]研究發(fā)現(xiàn)乙酸可促進(jìn)中鏈脂肪酸合成，但是其具體功能仍不明確。

基于乙酸和乙醇含量對(duì)己酸產(chǎn)量的巨大影響，很多學(xué)者開(kāi)始乙酸和乙醇濃度比與己酸產(chǎn)量關(guān)系的研究。YIN等[8]研究發(fā)現(xiàn)乙酸和乙醇濃度比與己酸的產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，且發(fā)酵產(chǎn)己酸過(guò)程中必須有乙酸。但WEIMER等[9]和LIU等[35]的研究結(jié)果恰恰相反，推測(cè)乙酸的減少可能抑制己酸的生產(chǎn)?；炀囵B(yǎng)產(chǎn)己酸過(guò)程中乙醇和丙酸的濃度比也會(huì)影響己酸產(chǎn)量，PIETER等[36]研究發(fā)現(xiàn)C.kluvveri與奇鏈延長(zhǎng)混合菌群共同培養(yǎng)時(shí)，研究丙酸乙醇濃度比對(duì)最終產(chǎn)物光譜的影響，發(fā)現(xiàn)乙醇氧化成乙酸的量受乙醇和丙酸濃度比的影響，故乙醇、丙酸的比例高則會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)物專(zhuān)一性較低，這一研究有利于任何乙醇驅(qū)動(dòng)的鏈伸長(zhǎng)反應(yīng)。

通過(guò)乳酸氧化途徑生產(chǎn)己酸的菌株中，乳酸含量會(huì)影響產(chǎn)物產(chǎn)量。研究發(fā)現(xiàn)以乳酸為唯一碳源和電子供體的產(chǎn)己酸菌株若最初乳酸含量過(guò)高，則最終產(chǎn)物會(huì)發(fā)生改變，變成丙酸；但是降低乳酸濃度后卻沒(méi)有發(fā)現(xiàn)己酸的積累，這一現(xiàn)象引發(fā)KUCEK等[37]的注意，認(rèn)為初始乳酸值過(guò)高，乳酸轉(zhuǎn)化為乳酰輔酶A，隨后反應(yīng)生成丙酰輔酶A促使丙酸生成。且當(dāng)L-乳酸鹽積累到誘導(dǎo)形成乳酰輔酶A時(shí)，由乳酸導(dǎo)向丙酮酸和偶數(shù)鏈延長(zhǎng)產(chǎn)物將會(huì)很難實(shí)現(xiàn)，因此通過(guò)控制最初乳酸濃度對(duì)乳酸合成己酸的途徑代謝控制十分重要。

2.4 己酸代謝途徑的構(gòu)建

Na-Rae[38]利用基因組尺度代謝網(wǎng)絡(luò)重建技術(shù)構(gòu)建M.elsdeniii基因組尺度代謝模型，更好地解析了在M.elsdeniii中己酸合成代謝途徑。通過(guò)KEGG和Biocyc數(shù)據(jù)庫(kù)中的代謝途徑和生化反應(yīng)初步構(gòu)建在M.elsdeniii中己酸合成的基因組尺度代謝網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過(guò)通量分析模擬細(xì)胞代謝，研究不同細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)下產(chǎn)生己酸的分叉通路的通量分布，重建了己酸合成的基因組級(jí)代謝模型M.elsdeniiiME375。研究提出3種酶：乙酰輔酶A水解/轉(zhuǎn)移酶(acetyl-CoA hydrolase/transferase, cat)、鐵氧化蛋白氧化還原酶和4-羥基丁基輔酶A脫水酶(4-hydroxybutyryl-CoA dehydratase, abfD)的存在可能會(huì)影響M.elsdenii最終產(chǎn)物的碳長(zhǎng)度，而且以上這些酶都有助于?；o酶A的延長(zhǎng)。最終，利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)分析碳產(chǎn)量和氧化還原平衡，綜合各種因素選擇己酸高產(chǎn)代謝途徑。

在代謝過(guò)程中，合成的丁酰-輔酶A可以通過(guò)β-酮硫解酶(β-ketothiolase, BktB)、3-羥基丁基輔酶A脫氫酶(3-hydroxybutyryl-CoA dehydrogenase, Hbd)、巴豆酸酶(crotonase, Crt)和反式烯酰輔酶A還原酶(trans-enoyl-CoA reductase, Ter)生成己酰-CoA[37]。CHEON等[39]首次構(gòu)建由5～7個(gè)基因組成的產(chǎn)己酸通路，并將其整合進(jìn)酵母菌株染色體中。通過(guò)修改己酸產(chǎn)量不穩(wěn)定的1-己醇途徑，采用了另一條鏈延長(zhǎng)途徑來(lái)保證穩(wěn)定的己酸產(chǎn)量，并報(bào)道了一種新型有利于鏈延長(zhǎng)的酶丙二酰輔酶A-?；d體蛋白轉(zhuǎn)酰酶(malonyl CoA-acyl carrier protein transacylase, MCT1)。通過(guò)整合7個(gè)基因乙酰輔酶A乙酰轉(zhuǎn)移酶(acetyl CoA acetyltransferase, AtoB)、BktB、Crt、MCT1、Hbd、?；o酶A硫酯酶(acyl-CoA thioesterase, TES1)、Ter形成5個(gè)組合，完成在Kluyveromycesmarxianus中己酸通路的構(gòu)建，其中重組菌株H4A以半乳糖為底物生成己酸。

3 濃香型白酒生態(tài)系統(tǒng)中己酸菌與其他微生 物的關(guān)系

在濃香型白酒生態(tài)系統(tǒng)中，主要的產(chǎn)己酸微生物梭菌屬細(xì)菌間，以及梭菌屬細(xì)菌與其他微生物間存在種間相互作用。普遍認(rèn)為，存在一種梭菌屬細(xì)菌的產(chǎn)物可作為另一梭菌屬細(xì)菌底物的種間互補(bǔ)代謝物質(zhì)。例如，Clostridiumljungdahlii可以同化CO2和H2產(chǎn)生C.kluyveri發(fā)酵產(chǎn)己酸所需要的乙酸和乙醇[40]。此外，己酸菌與其他微生物存在物種間的氫轉(zhuǎn)移。例如，甲烷菌可消除對(duì)己酸菌代謝產(chǎn)生反饋抑制作用的物質(zhì)[41]，因此，甲烷菌和己酸菌共培養(yǎng)時(shí)己酸產(chǎn)量提高[16]。然而，乳酸桿菌豐度與己酸生產(chǎn)呈負(fù)相關(guān)，高豐度的乳酸菌可以通過(guò)降低環(huán)境pH值、積累乳酸或分泌各種細(xì)菌素來(lái)抑制梭菌屬微生物[42]。

研究發(fā)現(xiàn)，酵母菌與己酸菌共培養(yǎng)可有效促進(jìn)己酸生產(chǎn)。嵇翔等[43]將C.kluyveri與釀酒酵母進(jìn)行了混合培養(yǎng)，產(chǎn)量較純培養(yǎng)提高了12.5%，釀酒酵母發(fā)酵過(guò)程中消耗氧氣，促進(jìn)丁酸產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化，提高己酸產(chǎn)量。萬(wàn)朕[5]研究得到相同結(jié)果，將己酸菌、丁酸菌以及酵母菌按照一定的比例混合成養(yǎng)窖菌液，可促進(jìn)己酸生產(chǎn)。

作為固氮微生物的放線菌在與己酸菌共培養(yǎng)時(shí)可以提供氮源，放線菌產(chǎn)生的黑色素是產(chǎn)己酸的促進(jìn)因子。曹新志等[44]將己酸菌和放線菌共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)高濃度放線菌與己酸菌共培養(yǎng)會(huì)降低己酸的產(chǎn)量。欒興社[45]發(fā)現(xiàn)鏈霉菌對(duì)己酸菌產(chǎn)己酸和產(chǎn)酯酵母生長(zhǎng)都具有促進(jìn)作用，且該菌具有較強(qiáng)的利用硫和硫化物的能力，提高了酒品質(zhì)并為窖泥脫臭提供了新的生物技術(shù)。

4 己酸菌的應(yīng)用

4.1 己酸菌在濃香型白酒釀造中的應(yīng)用

窖泥質(zhì)量關(guān)系著濃香型白酒的質(zhì)量，窖泥是微生物發(fā)酵的溫床，一般己酸菌在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用是通過(guò)調(diào)節(jié)窖泥中微生物微生態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，根據(jù)窖泥中己酸菌的豐度及其產(chǎn)己酸能力使發(fā)酵過(guò)程中己酸乙酯含量不同，從而改善白酒品質(zhì)，提高白酒在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

4.1.1 人工窖泥

人工窖泥的構(gòu)建大部分是將分離出的己酸菌菌液加入窖泥、黃土、老窖泥、曲粉等中，并按照一定配比混合。將Clostridiumguangxiensestrain xsk1作為己酸菌來(lái)源進(jìn)行應(yīng)用，黃泥、粉末活性炭和顆?；钚蕴枯d體人工窖泥己酸菌數(shù)量達(dá)到2.08×106 CFU/g[17]。魯少文等[11]利用瘤胃科梭菌CPC-11制作人工窖泥并投入生產(chǎn)發(fā)酵35 d時(shí)，己酸乙酯含量較初始含量提升了2.74倍。

4.1.2 濃縮復(fù)合己酸菌液

濃縮復(fù)合菌液可以有效提高己酸含量，萬(wàn)朕[5]從窖泥中分離出來(lái)一株丁酸菌和一株己酸菌，發(fā)現(xiàn)丁酸菌在有醋酸鹽和乙醇存在的培養(yǎng)基中產(chǎn)己酸。確定酯化最佳條件將產(chǎn)丁酸菌、產(chǎn)己酸菌及酵母2∶2∶3混合制成復(fù)合菌液投入生產(chǎn)，由最初3 100個(gè)己酸菌/g窖泥提高至48 000個(gè)己酸菌/g窖泥，達(dá)到增加己酸產(chǎn)量改善白酒品質(zhì)的目的?？蒲泄ぷ髡邔?duì)于濃縮復(fù)合菌液[25, 28]應(yīng)用于實(shí)際的研究越來(lái)越多，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮出一定的積極作用。

4.2 己酸菌在其他領(lǐng)域的應(yīng)用

己酸可通過(guò)一系列酮化和脫氫過(guò)程轉(zhuǎn)化為燃料，生成的烷烴作為可以與其他化學(xué)物質(zhì)混合生產(chǎn)生物柴油[10]。除發(fā)酵己酸外，己酸菌在廢物利用方面具有廣泛的應(yīng)用，可將生活廢料轉(zhuǎn)化為能源為環(huán)境保護(hù)做出貢獻(xiàn)。最新研究發(fā)現(xiàn)，以果蔬廢棄物為原料，通過(guò)鏈延長(zhǎng)將短鏈羧酸轉(zhuǎn)化為中鏈羧酸達(dá)到果蔬垃圾的高利用度的生物處理[12]。菌株Clostridiumcarboxidivorans、Clostridiumragsdalei和Clostridiumljungdahlii可以從廢料的氣化或熱解中獲得乙醇和丁醇，Clostridiumbeijerinckii可以利用木質(zhì)纖維素生成異丙醇和丁醇，Clostridiumbutyricum可以利用染料工業(yè)的副產(chǎn)物甘油高產(chǎn)1,3-丙二醇[13]。

5 展望

隨著釀酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人們逐漸把目光投向重要功能性釀造微生物的研究，為己酸菌創(chuàng)造一個(gè)良好的生態(tài)環(huán)境，以達(dá)到促進(jìn)濃香型白酒呈香物質(zhì)己酸乙酯形成的目的。釀酒產(chǎn)業(yè)逐漸和生物科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，出現(xiàn)很多關(guān)于己酸菌的分離篩選和菌株理化性質(zhì)、代謝性質(zhì)的研究。

關(guān)于己酸菌應(yīng)用于窖池進(jìn)行微生物結(jié)構(gòu)調(diào)整達(dá)到提高酒品質(zhì)的研究目前還不夠全面，應(yīng)該更加關(guān)注：(1)通過(guò)己酸菌代謝特征研究，從代謝途徑進(jìn)行研究提高己酸產(chǎn)量；(2)研究己酸菌共生菌株的代謝特征，尋找“增己降乳”菌株及代謝途徑。并研究各個(gè)菌株代謝底物及中間代謝產(chǎn)物互相之間的關(guān)聯(lián)性和協(xié)同性。

在掌握己酸菌基礎(chǔ)理化性質(zhì)和代謝特征的基礎(chǔ)上，摸索產(chǎn)己酸能力強(qiáng)的菌株的最優(yōu)培養(yǎng)條件，剖析己酸菌與其他菌株的共生關(guān)系，才能對(duì)護(hù)窖窖泥、提高酒品質(zhì)菌液的配制準(zhǔn)確把握。模擬固態(tài)發(fā)酵過(guò)程，觀察微生態(tài)變化，將產(chǎn)己酸復(fù)合菌液投入生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)際，既可以使釀酒過(guò)程更加規(guī)范化、合理化、科學(xué)化，又可以應(yīng)用于新窖池使窖泥中微生態(tài)不用經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)時(shí)間沉淀而迅速形成，提高工作效率；調(diào)整老化窖池的微生物結(jié)構(gòu)，并為優(yōu)化窖池窖泥途徑和方法的探究提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。