王 鵬，蔣 超，常 強(qiáng)，崔 磊，李 紅，宋 濤，韓興林

（1.中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院，北京100027；2.安徽文王釀酒股份有限公司，安徽臨泉236400）

中國白酒歷史悠久，種類繁多，至此已經(jīng)形成12種香型白酒[1]。濃香型白酒作為我國傳統(tǒng)白酒的典型風(fēng)味之一，深受消費者所喜愛，是我國白酒中最有影響力的酒種之一[2-3]。文王貢酒是安徽濃香型白酒的代表作之一，因為酒質(zhì)綿軟、醇甜、帶有綿甜風(fēng)格，所以也稱之為綿甜型白酒。濃香型白酒的生產(chǎn)是以泥窖為發(fā)酵容器，采用開放式的固態(tài)發(fā)酵模式進(jìn)行的多菌種復(fù)合發(fā)酵[4-8]。

濃香型白酒在釀造過程中，窖內(nèi)處于厭氧的環(huán)境，發(fā)酵前期酵母菌大量繁殖，發(fā)酵后期在厭氧的條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵和酯化過程，因為窖池是一個封閉的系統(tǒng)，所以很難對發(fā)酵的過程進(jìn)行監(jiān)控。同時對濃香型白酒的釀造機(jī)理現(xiàn)在很少有報道，所以需要利用科學(xué)正確的方法，進(jìn)行濃香型白酒酒醅發(fā)酵參數(shù)的跟蹤分析，掌握濃香型白酒酒醅發(fā)酵參數(shù)變化的動態(tài)規(guī)律，結(jié)合產(chǎn)酒時的出酒率和優(yōu)級酒率及時優(yōu)化入窖參數(shù)，使整個發(fā)酵過程可以朝著正確的方向進(jìn)行，最終達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗能的目的[6]。

白酒酒醅檢測是白酒生產(chǎn)過程中監(jiān)測日常生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，也是白酒生產(chǎn)能否順利完成的保障。酒醅各項理化指標(biāo)影響著后期出酒的產(chǎn)量和質(zhì)量，因此需要對酒醅在發(fā)酵過程中成分動態(tài)變化進(jìn)行分析研究[7]。

本試驗對文王貢酒發(fā)酵窖池進(jìn)行跟蹤檢測，意在分析綿甜型白酒的釀造機(jī)理。通過對2個窖池窖內(nèi)水分、酸度、淀粉、還原糖等各項發(fā)酵參數(shù)進(jìn)行跟蹤檢測分析。使研究結(jié)果可以有效地指導(dǎo)白酒日常生產(chǎn)實踐，從而有效地控制白酒的質(zhì)量和產(chǎn)量。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

窖池1號、窖池2號，安徽文王釀酒股份有限公司中試車間濃香型窖池；無水乙醇、氫氧化鈉（分析純），成都市科龍化工試劑廠；濃鹽酸（分析純），重慶市川江化學(xué)試劑廠；硫酸銅、酒石酸鉀鈉（分析純），成都市科龍化工試劑廠；葡萄糖（分析純），成都市科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

窖池數(shù)顯溫度計，濟(jì)南雪娜斯儀表有限公司；DHG-9123A電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科技有限公司；BSA822-CW感量天平，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；DL-1萬用電爐，北京中興偉業(yè)儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 取樣方法

選取文王貢酒的2個窖池，跟蹤采集窖內(nèi)不同空間位置及不同發(fā)酵階段的酒醅，取樣位置分為上中下3層，其中窖深1.6 m，表層面糟0.2 m，所以上層取樣點（距窖頂0.6 m處）、中層取樣點（距窖頂1 m處）、下層取樣點（距窖頂1.4 m處），數(shù)顯窖池測溫計探頭位于窖池中心區(qū)域。

文王貢酒發(fā)酵車間窖池發(fā)酵周期為46 d，取樣時間設(shè)為發(fā)酵1 d、4 d、7 d、10 d、13 d、16 d、21 d、26 d、31 d、36 d、41 d、46 d，跟蹤檢測分析各項理化指標(biāo)。

1.3.2 常規(guī)理化指標(biāo)檢測方法

水分檢測方法，采用常壓105℃烘箱干燥法；酸度檢測方法，采用酸堿滴定法；淀粉、還原糖檢測方法，采用斐林試劑法；溫度檢測方法，采用數(shù)顯溫度計對窖內(nèi)酒醅中間溫度進(jìn)行測定。

1.3.3 酒醅酒精含量檢測方法

蒸餾：稱取酒醅100 g（準(zhǔn)確至0.01 g）于1000 mL圓底燒瓶中，沿瓶壁少量多次加入200 mL水，確保將殘留于瓶口、瓶壁的酒醅沖下。連接冷凝回流裝置，以100 mL容量瓶做接收器。開啟冷卻水（冷卻水溫度不宜高于15℃），緩慢加熱蒸餾。

測量：將待測液轉(zhuǎn)移至100 mL量筒中，靜置至氣泡消失，向量筒中緩慢放入潔凈干燥的酒精計和溫度計，平衡5 min，水平觀測，讀取與彎月面相切處的酒度示值，同時記錄溫度。根據(jù)測定的酒度示值和溫度，查“酒精度與溫度校正表”，換算成20℃時試樣的酒精度。

2 結(jié)果與分析

2.1 入窖條件

入窖當(dāng)天對酒醅的基礎(chǔ)理化指標(biāo)進(jìn)行分析檢測，結(jié)果見表1。

從表1可以看出，1號窖池和2號窖池的入池水分相差不大，在56%～58%范圍之內(nèi)，大米查的水分要高于小米查的水分；2個窖池中不同層的酸度不同，但相差不大；淀粉含量相近，在17%～18%之間；1號窖池的入池溫度略高于2號窖池，因為初冬氣溫較低，所以入池溫度在18℃左右波動；酒精含量為0，是因為文王酒廠綿甜型白酒的蒸酒蒸糧工藝是混蒸混燒，剛剛蒸過酒混入新糧，故酒精含量為0。

表1 酒醅的入窖條件

2.2 窖內(nèi)酒醅各空間位置的水分動態(tài)變化

水分是釀造白酒不可缺少的條件之一，它始終貫穿于白酒釀造的整個過程，是微生物生化反應(yīng)所必需的介質(zhì)，生長繁殖和代謝活動的必要條件。水分在淀粉糊化和糖化的過程中起重要作用，同時，還會間接影響酒醅的溶氧量和疏松程度，是窖池內(nèi)傳熱的重要載體[9-12]。酒醅中的水分主要通過在蒸糧潤糧的過程中打量水的操作獲得[13]。入窖時如果酒醅水分過低，不利于后期的淀粉糊化和糖化。如果入窖水分過高，會造成發(fā)酵前期升溫過快，酒精和呈香呈味物質(zhì)含量降低，發(fā)酵不徹底。為了能正確反映酒醅在發(fā)酵過程中水分變化情況，每隔一定時間對發(fā)酵酒醅進(jìn)行取樣分析，取樣包括上中下3層取樣，每層取樣分為3點取樣，混合均勻后作為樣品進(jìn)行分析。分析結(jié)果見圖1。

圖1 發(fā)酵過程中酒醅水分含量變化

通過對2個窖池內(nèi)酒醅上中下3層的水分進(jìn)行測定，由圖1可以看出，在整個發(fā)酵過程中2個窖池的酒醅中的水分，隨著發(fā)酵時間延長呈現(xiàn)上升的趨勢。發(fā)酵前21 d水分增加幅度很大并達(dá)到最高值，之后趨于穩(wěn)定。在整個發(fā)酵過程中2個窖池的水分含量有差異，但是變化趨勢大致相同。這說明前21 d酒醅中淀粉被快速分解，同時酒精發(fā)酵產(chǎn)生酒精和水，使窖內(nèi)水分增加。發(fā)酵后期開始進(jìn)入酯化階段，窖內(nèi)的水分呈現(xiàn)平穩(wěn)的趨勢。但是2號窖池水分增長速度要大于1號窖池，主要是由于酒精發(fā)酵過程會產(chǎn)生一些水分，同時，微生物在自身的繁殖和代謝過程中會產(chǎn)生水分，2號窖池中的微生物的種類和數(shù)量可能高于1號窖池，所以水分的增大速度要更快一些。隨著發(fā)酵的進(jìn)行，加上酒醅自身重力的作用，窖池內(nèi)酒醅中的水分會有一個向下擴(kuò)散的過程，所以到后期，下層水分含量要高于上層。

2.3 窖內(nèi)酒醅各空間位置的酸度動態(tài)變化

酸是形成濃香型白酒香味成分的前驅(qū)物質(zhì)，同時也是酒中主要的呈味物質(zhì)。適宜的酸度不僅有利于淀粉的糊化和糖化，還可以抑制雜菌的生長，有利于酵母菌的生長繁殖[12，14]。入窖酸度的高低，主要是取決于上一輪次酒醅的酸度以及蒸糧時間、排酸時間、糧醅比、打量水等條件的相互作用。入窖的酒醅酸度是釀酒生產(chǎn)中較難控制的環(huán)節(jié)，如果酒醅酸度過低，前期發(fā)酵過猛，升酸幅度加大；如果酒醅酸度過高，抑制了有益微生物的生長繁殖，造成窖池內(nèi)大量微生物的死亡[6，15]。為了能正確反映酒醅在發(fā)酵過程中酸度變化情況，每隔一定時間對發(fā)酵酒醅進(jìn)行取樣分析，取樣包括上中下3層取樣，每層取樣分為3點取樣，混合均勻后作為樣品進(jìn)行分析。分析結(jié)果見圖2。

圖2 發(fā)酵過程中酒醅酸度變化

在整個發(fā)酵過程中2個窖池酒醅中的酸度，呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢。發(fā)酵前16 d處于平穩(wěn)緩慢增長的趨勢，發(fā)酵16 d到41 d時增長的速度加快，并在41 d時達(dá)到最高值。這是由于前16 d酵母菌大量生長繁殖，處于優(yōu)勢菌種，抑制了其他功能菌產(chǎn)生酸類物質(zhì)，在發(fā)酵中后期隨著酒精含量的升高和酸類物質(zhì)的增多，造成酵母菌的活性降低，窖池內(nèi)細(xì)菌大量繁殖，酒醅酸度逐漸升高。在整個發(fā)酵過程中2個窖池的酸度含量有差異，但是總的變化趨勢是相同的。但是1號窖池酸度增長速度和酸類物質(zhì)的含量要大于2號窖池，這可能是由于1號窖池的產(chǎn)酸類細(xì)菌的數(shù)量較多，活性較高，同時酒醅入池溫度偏高，造成發(fā)酵前期酵母菌生長緩慢，細(xì)菌繁殖能力較強(qiáng)，產(chǎn)酸的量和速度高于2號窖池。

2.4 窖內(nèi)酒醅的還原糖動態(tài)變化

還原糖是由大曲中各種淀粉酶水解淀粉而生成，然后再被酵母代謝生成酒精。酒醅中還原糖濃度的變化可以反映出糖化與酵母代謝平衡的協(xié)調(diào)程度。酒醅中殘?zhí)呛恐苯臃从吵鼋殉鼐契l(fā)酵水平，一般出窖酒醅殘?zhí)呛坎怀^0.4%為宜[7]。分析結(jié)果見圖3。

圖3 發(fā)酵過程中酒醅還原糖含量變化

通過對2個窖池內(nèi)酒醅的還原糖含量進(jìn)行測定，從圖3可知，整個發(fā)酵過程中二者還原糖含量差異較小。隨著發(fā)酵的進(jìn)行2個窖池的還原糖前期總體呈增長趨勢，后期波動下降。還原糖前4 d增長很快，在4 d時達(dá)到峰值，后期開始下降，直到發(fā)酵結(jié)束，還原糖的含量仍在波動地減少。分析原因主要是由于發(fā)酵前期窖內(nèi)氧氣與營養(yǎng)物質(zhì)都比較豐富，使微生物迅速的生長繁殖從而產(chǎn)生了大量的淀粉酶和糖化酶，還原糖濃度升高。酵母菌在大量的生長繁殖后開始進(jìn)入酒精發(fā)酵階段，酒醅中淀粉和還原糖含量下降。發(fā)酵后期，窖內(nèi)酒醅中乙醇含量較高，酸度較大，微生物的生命活動受到抑制，還原糖下降緩慢，最后趨于穩(wěn)定的狀態(tài)。

2.5 窖內(nèi)酒醅的淀粉動態(tài)變化

窖池內(nèi)酒醅中的淀粉含量是酒精發(fā)酵的物質(zhì)基礎(chǔ)。微生物代謝產(chǎn)生酒精需要足夠的淀粉轉(zhuǎn)化成微生物可以直接利用的碳源。淀粉糖化和發(fā)酵速度保持在相對動態(tài)平衡的狀態(tài)，才能夠保證酒醅發(fā)酵正常進(jìn)行[7，16]。發(fā)酵過程中酒醅淀粉含量變化結(jié)果見圖4。

圖4 發(fā)酵過程中酒醅淀粉含量變化

通過對2個窖池內(nèi)酒醅的淀粉含量進(jìn)行測定，從圖4可知，整個發(fā)酵過程中二者淀粉含量差異較小。隨著發(fā)酵的進(jìn)行2個窖池的淀粉在21 d之前，呈現(xiàn)快速下降的趨勢。21 d后，呈現(xiàn)緩慢下降趨勢。分析原因主要是由于發(fā)酵前期窖內(nèi)氧氣與營養(yǎng)物質(zhì)都比較豐富，大曲中的菌群大量的生長繁殖，在糖化發(fā)酵過程消耗較多的淀粉。隨著發(fā)酵的進(jìn)行，酒醅中的酸度和酒精含量的逐漸升高，抑制了部分微生物的生命活動，淀粉消耗的速度開始減慢。2個窖池中的淀粉濃度變化正常，1號窖池淀粉消耗的速度稍慢，可能是由于前期入窖溫度偏高，發(fā)酵過程中升溫迅速，使糖化酶糖化能力下降，淀粉利用率偏低，所以呈現(xiàn)出淀粉消耗速度緩慢的現(xiàn)象。

2.6 窖內(nèi)酒醅的溫度動態(tài)變化

發(fā)酵溫度對白酒釀造至關(guān)重要，在白酒生產(chǎn)中，提倡低溫入窖，這樣使酒醅酸度降低，淀粉利用率高，得到的白酒質(zhì)量高。通過對發(fā)酵過程中溫度的變化來觀察發(fā)酵進(jìn)行的程度，酒醅溫度變化見圖5。

圖5 發(fā)酵過程中酒醅溫度變化

通過對1號窖池和2號窖池中心的溫度進(jìn)行監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，2個窖池溫度變化符合“前緩、中挺、后緩落”的趨勢。酒醅發(fā)酵10 d時達(dá)到頂火溫度，并保持相對穩(wěn)定，在發(fā)酵后期窖內(nèi)溫度呈現(xiàn)出緩慢降低的趨勢。分析原因主要是由于發(fā)酵前期窖內(nèi)氧氣與營養(yǎng)物質(zhì)都比較豐富，酵母大量生長繁殖，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，窖內(nèi)氧氣含量逐漸降低，酵母菌開始進(jìn)行酒精發(fā)酵階段。酵母酒精發(fā)酵階段產(chǎn)生熱量，窖內(nèi)溫度緩慢升高直至頂火溫度。酒精發(fā)酵過程中微生物的數(shù)量和活性相對穩(wěn)定，窖內(nèi)溫度一直保持頂火溫度。發(fā)酵后期，窖內(nèi)各種營養(yǎng)物質(zhì)減少，酒醅酸度和酒精含量逐漸升高，窖內(nèi)微環(huán)境變得更加惡劣，對微生物的生命活動產(chǎn)生抑制，造成窖內(nèi)微生物數(shù)量減少。僅有少量適應(yīng)酸性厭氧環(huán)境的微生物存活，窖內(nèi)溫度逐漸降低。

2.7 窖內(nèi)酒醅的酒精含量動態(tài)變化

酒精是微生物代謝的產(chǎn)物，所以監(jiān)控發(fā)酵過程中的酒醅酒精含量可以清晰了解酒精發(fā)酵的過程，同時也可以分析酯化反應(yīng)進(jìn)行的方向和速度。酒精含量變化見圖6。

圖6 發(fā)酵過程中酒醅酒精含量變化

通過對2個窖池中酒醅的酒精含量進(jìn)行測定分析，圖6表明，酒精含量隨著發(fā)酵的進(jìn)行呈逐漸增大的趨勢，發(fā)酵后期趨于平緩，變化幅度不大。1號窖池和2號窖池在前7 d，產(chǎn)酒精的速度和數(shù)量幾乎相同，從7 d到發(fā)酵結(jié)束時，2號窖池酒醅產(chǎn)酒精的含量要高于1號窖池酒醅產(chǎn)酒精的含量，在發(fā)酵結(jié)束時，2個窖池的酒精含量相同。從總體來看，2個窖池酒精含量雖然有差異，但是酒精含量的變化趨勢是一樣的。分析酒精含量的變化趨勢主要由于發(fā)酵前期窖內(nèi)氧氣與營養(yǎng)物質(zhì)都比較豐富，酵母處于快速繁殖階段，酒醅中酒精含量很少。隨著發(fā)酵的進(jìn)行，窖內(nèi)的氧氣逐漸減少，酵母菌進(jìn)入酒精發(fā)酵階段，酒精含量逐漸升高。發(fā)酵后期進(jìn)入酯化階段，消耗一部分酒精用于酯化反應(yīng)的生香物質(zhì)合成，所以酒精含量會略有下降。

3 結(jié)論

通過對綿甜型白酒釀造機(jī)理的初步分析，本實驗得到以下幾個結(jié)論：

（1）通過對文王綿甜型白酒窖池內(nèi)酒醅的各項理化指標(biāo)跟蹤分析得出，2個窖池的各項指標(biāo)雖含量有所差別，但是變化趨勢一致，符合濃香型白酒窖池內(nèi)酒醅理化指標(biāo)的動態(tài)變化規(guī)律。

（2）通過文王綿甜型白酒窖池內(nèi)酒醅的各項理化指標(biāo)跟蹤分析發(fā)現(xiàn)，各個理化指標(biāo)的動態(tài)變化都遵循一定的規(guī)律，具體如下，水分隨著發(fā)酵時間延長呈現(xiàn)上升的趨勢，發(fā)酵前21 d水分增加幅度很大并達(dá)到最高值，之后趨于穩(wěn)定。由于重力的作用，發(fā)酵后期下層水分含量要高于上層。研究發(fā)現(xiàn)，水分的變化與酒精代謝速度基本上保持一致，水分的變化可以間接反映酒精代謝的狀態(tài)；酸度隨著發(fā)酵時間延長呈現(xiàn)上升的趨勢，發(fā)酵前16 d處于平穩(wěn)緩慢增長的趨勢，發(fā)酵16 d到41 d時增長的速度加快，并在41 d時達(dá)到最高值；還原糖隨著發(fā)酵的進(jìn)行前期總體呈增長趨勢，后期波動下降。還原糖前4 d增長很快，在4 d時達(dá)到峰值，后期開始下降，直到發(fā)酵結(jié)束還原糖的含量都在波動地減少；淀粉隨著發(fā)酵的進(jìn)行在21 d之前，消耗量比較大，呈現(xiàn)快速下降的趨勢，在21 d之后，呈現(xiàn)緩慢下降趨勢；溫度變化符合“前緩、中挺、后緩落”的趨勢，酒醅發(fā)酵10 d時達(dá)到頂火溫度，并保持相對穩(wěn)定，在發(fā)酵后期窖內(nèi)溫度呈現(xiàn)出緩慢降低的趨勢。溫度的上升速率，反映了窖池中微生物繁殖代謝的快慢；酒精含量隨著發(fā)酵的進(jìn)行呈逐漸增大的趨勢，發(fā)酵后期趨于平緩，變化幅度不大。

（3）白酒發(fā)酵工藝復(fù)雜，在發(fā)酵過程中各項指標(biāo)動態(tài)變化，本研究通過對文王綿甜型窖池酒醅的各項理化指標(biāo)進(jìn)行跟蹤分析，得到各項理化指標(biāo)的變化規(guī)律。酒醅發(fā)酵的正常進(jìn)行，需要通過多個指標(biāo)綜合反映，每個指標(biāo)之間相互關(guān)聯(lián)，共同影響發(fā)酵的進(jìn)行。在白酒的生產(chǎn)過程當(dāng)中，入池的條件和工人的操作不是一成不變的，需要每個釀酒師有敏銳的目光，根據(jù)現(xiàn)實情況對發(fā)酵的條件進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)控，保證窖池內(nèi)發(fā)酵正常進(jìn)行。