王賽賽,李同牛,何 磊,單淑芳,李志強(qiáng),徐欽祥
(安徽口子酒業(yè)股份有限公司,安徽淮北235000)
口子窖酒是安徽傳統(tǒng)名酒,歷經(jīng)幾代釀酒人傳承發(fā)展,造就了其獨(dú)特兼香風(fēng)格特征,逐步走進(jìn)國家名酒行列。生產(chǎn)中堆積工藝被稱為二次制曲,是大曲酒中特殊操作方式,是富集有益微生物定向培養(yǎng)的核心技術(shù),是在酶類和微生物共同作用下產(chǎn)生合成多種香味物質(zhì)或其前驅(qū)物質(zhì)的重要過程[1-3]。
黃淮地區(qū),入冬到來年初春,氣候干燥,少雨陰冷,氣候條件不能完全滿足堆積工藝要求。根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驙顩r,堆積廠房設(shè)計(jì)帶有溫度控制系統(tǒng)的專用溫室,并配備濕度儀,通過對溫室內(nèi)溫度與濕度的調(diào)節(jié),使糟醅安全度過寒冷季節(jié),減少堆積不升溫現(xiàn)象。
本研究對口子酒業(yè)某班組2018年3月份生產(chǎn)期間A、B、C共3個(gè)窖池進(jìn)行跟蹤,對堆積糟醅溫度、微生物種類數(shù)量進(jìn)行檢測,對入池發(fā)酵蒸餾后出酒率進(jìn)行對比分析,找出堆積溫度和微生物變化規(guī)律,以及與相應(yīng)出酒率的關(guān)系。
跟蹤堆積期間,外界天氣穩(wěn)定,多為多云轉(zhuǎn)晴,風(fēng)向不定,風(fēng)級1~2級,溫度在5~20℃之間。溫室溫度控制在22℃左右,濕度通過地面灑水控制,保持在80%~90%之間,堆積時(shí)間為3 d,入窖發(fā)酵期在35 d左右。
口子酒業(yè)某班組3月份堆積與窖內(nèi)發(fā)酵糟醅,取樣點(diǎn)和測溫點(diǎn)保持一致。
1.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
實(shí)驗(yàn)所用試劑藥品均為分析純。
1.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
儀器設(shè)備:超凈工作臺、高壓滅菌鍋、立式恒溫生化培養(yǎng)箱、搖床、培養(yǎng)皿、玻璃量筒、玻璃燒杯、試管、三角瓶、酒精燈、涂布棒等。
1.2.3 分離培養(yǎng)基
牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基:牛肉膏3 g、蛋白胨10 g、氯化鈉5 g、瓊脂15~20 g,水1 L,pH7.0、121 ℃滅菌20 min。
孟加拉紅培養(yǎng)基:蛋白胨5 g、葡萄糖10 g、磷酸二氫鉀1 g、七水硫酸鎂0.5 g、1/3000孟加拉紅溶液100 mL、氯霉素 0.1 g、瓊脂15~20 g、蒸餾水1 L,121℃滅菌20 min。
1.3.1 溫度跟蹤測定
堆積過程溫度測定:選擇兩個(gè)測溫點(diǎn),一個(gè)在堆芯位置(距地面高50 cm左右,中心位置),另一個(gè)在堆邊位置(在糟醅堆高三分之二處,距表層20 cm左右)。整條窖池酒醅蒸餾攤晾加曲堆積結(jié)束后測溫取樣,測溫點(diǎn)和取樣點(diǎn)位置相同,記錄堆積時(shí)間為0 d。然后每隔1 d測溫取樣,依次類推,直至入窖。
糟醅堆積升溫達(dá)到入窖條件后,將糟醅混勻入窖,糟醅溫度測定采用酒靈通測溫桿測量,選擇3個(gè)測溫點(diǎn):上層(距窖池表面30 cm)、中層(距窖池表面80 cm),下層(距窖池表面120 cm)。糟醅入窖后測量溫度取樣,測溫點(diǎn)和取樣點(diǎn)位置相同,記錄窖內(nèi)時(shí)間為0 d。溫度每天測量,糟醅每隔5 d取樣,依次類推,直至蒸餾。
1.3.2 菌株種類分離和數(shù)量鑒定
微生物分離培養(yǎng)及計(jì)數(shù)采用稀釋平板菌落分離計(jì)數(shù)法:準(zhǔn)確稱取10 g糟醅,加入到含有90 mL無菌生理鹽水的錐形瓶中,加入適量無菌玻璃珠,放入搖床(150 r/min)室溫下振蕩打散30 min,取出靜置。取1 mL上清液加入9 mL無菌生理鹽水中,配制成10-2菌懸液,依次類推,配制成10-3、10-4、……、10-7菌懸液,將菌懸液均勻涂布于平板培養(yǎng)基上,于恒溫培養(yǎng)箱中倒置培養(yǎng)。酵母和霉菌采用孟加拉紅培養(yǎng)基,培養(yǎng)溫度為30℃,培養(yǎng)24 h后記錄酵母菌菌落數(shù)量,48 h后記錄霉菌菌落數(shù)量;細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基,培養(yǎng)溫度為37℃,培養(yǎng)24 h后記錄細(xì)菌菌落數(shù)量[4-6]。
由于溫度控制系統(tǒng)應(yīng)用,堆積廠房溫度可以控制恒溫,保持在22℃左右。生產(chǎn)上堆積起始溫度需根據(jù)季節(jié)氣溫變化予以相應(yīng)變化,在3月份生產(chǎn),起始溫度控制在26~32℃,堆積時(shí)間為3 d。堆積發(fā)酵成熟以糟堆四周升溫是否均勻且達(dá)到50℃左右為依據(jù)。隨糟醅堆積時(shí)間的延長,前期升溫緩慢,后期升溫快,堆芯位置升幅小,堆邊位置升幅大。從微生物角度分析,不同位置微生物生長情況有差異,堆芯酵母菌、細(xì)菌緩慢增殖后微降,霉菌數(shù)量則是快速減少到檢測不到,堆邊糟醅細(xì)菌和酵母菌數(shù)量先緩慢增加,接著快速增加,然后迅速減少,霉菌則是先緩慢增加,后迅速增加。
2.1.1 堆芯溫度及微生物數(shù)量的變化(圖1)
圖1為糟醅堆積過程中堆芯溫度及微生物數(shù)量隨時(shí)間變化曲線。圖1(a)顯示,糟醅堆芯的初始溫度在30~32℃之間,和同堆堆邊相比,溫度略高;在0~1 d間溫度呈現(xiàn)較平穩(wěn)或略有下降的趨勢;1 d以后溫度緩慢上升,升溫幅度在4~6℃之間,糟醅最終溫度保持在30~35℃。由圖1(b)可以看出,堆芯酵母菌數(shù)量前期增長較為平緩,數(shù)量增加不多,在堆積第3天有減少現(xiàn)象。圖1(c)中,細(xì)菌數(shù)量前期增長較為平緩,后期微有降低。圖1(d)中,堆芯霉菌數(shù)量前期迅速下降,后期幾乎檢測不到,這是因?yàn)槎研狙鯕獠粩嘞?,?dǎo)致霉菌等好氣性微生物大量死亡。
2.1.2 堆邊溫度及微生物數(shù)量變化(圖2)
圖1 堆芯糟醅溫度及微生物數(shù)量變化
圖2 堆邊糟醅溫度及微生物數(shù)量變化
圖2為糟醅堆積過程中堆邊溫度及微生物數(shù)量隨時(shí)間變化曲線。從圖2(a)可以看出,糟醅堆邊初始溫度在26~28℃,前期0~1 d升溫緩慢,2 d以后升溫較快,3~4 d堆積發(fā)酵成熟時(shí)溫度可達(dá)50℃左右,升溫幅度在20℃左右。圖2(b)、圖2(c)顯示,堆邊糟醅中酵母菌、細(xì)菌數(shù)量增長情況相似,開始時(shí)數(shù)量較少,在1 d后快速增長,在2 d時(shí)總數(shù)達(dá)到最大值,隨后在第3天時(shí)酵母菌、細(xì)菌總數(shù)又迅速減少;與圖2(a)相比,可以看出,當(dāng)堆積溫度適宜于酵母菌、細(xì)菌生長時(shí),酵母菌、細(xì)菌快速繁殖,當(dāng)超過細(xì)菌和酵母適應(yīng)溫度,酵母菌、細(xì)菌開始大量死亡。圖2(d)表明,霉菌數(shù)量隨時(shí)間延長,糟醅溫度的上升一直在加快增長,這是由于氧氣充足、營養(yǎng)豐富、溫度適宜利于耐高溫性霉菌快速繁值。
圖3 入窖后糟醅發(fā)酵溫度及微生物數(shù)量變化曲線
圖3為糟醅入窖后溫度及微生物數(shù)量隨時(shí)間變化曲線。酒醅入窖溫度變化曲線見圖3(a)、圖3(b)、圖3(c),上層位置溫度開始階段迅速下降,4~6 d后溫度呈現(xiàn)類似波浪式變化;中層位置溫度先升高2~3℃,接著緩慢下降;下層溫度先迅速下降然后緩慢下降。這與各層糟醅中微生物發(fā)酵產(chǎn)熱和自然散熱有關(guān),上層與外界熱量互換頻繁,致使溫度變化較大;中層與外界相距較遠(yuǎn),易聚溫,出現(xiàn)先升后降的狀況;下層與土地接觸,熱量被大地吸收,導(dǎo)致溫度處于下降趨勢。
酒醅入窖微生物數(shù)量變化曲線見圖3(d)—圖3(i),細(xì)菌、酵母、霉菌數(shù)量呈下降趨勢,酵母菌數(shù)量在前5 d迅速減少,5~15 d緩慢下降,15~20 d酵母菌還有一個(gè)迅速下降階段,20 d后緩慢減少。這是由于糟醅入窖后,酵母菌需要適應(yīng)新的環(huán)境,大量酵母菌因不適應(yīng)環(huán)境而死亡,適應(yīng)的酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生酒精,酒精濃度增大又會抑制酵母菌生長,導(dǎo)致大部分酵母菌死亡,殘留的酵母菌則處于鈍化休眠狀態(tài)。細(xì)菌數(shù)量在前5 d迅速減少,然后微有增加過后緩慢減少,可能是窖內(nèi)氧氣的迅速消耗,好氧菌大量死亡,厭氧或者兼性厭氧細(xì)菌繁殖,隨著酒精含量增高抑制細(xì)菌生長,致使細(xì)菌數(shù)量緩慢減少。霉菌數(shù)量前5 d迅速下降,接著緩慢下降,15 d后幾乎檢測不到,應(yīng)該是由于氧氣大量消耗導(dǎo)致好氧菌大量死亡。
各窖池入池糟醅酵母菌密度與發(fā)酵蒸餾后出酒率見表1。
表1 各窖池入池糟醅酵母菌密度與出酒率
由表1可以看出,最終產(chǎn)量與入池后糟醅中的酵母菌密度有正相關(guān)趨勢,而糟醅中酵母菌含量又與堆積工藝有直接關(guān)系。糟醅理化指標(biāo)、酵母菌接種量及糟醅收堆溫度均有可能影響堆積糟醅酵母菌含量。因此,堆積工藝是口子窖酒的核心,是保證出酒率的關(guān)鍵。
本文對口子窖酒生產(chǎn)中堆積工藝和入窖糟醅溫度、微生物及出酒率進(jìn)行了研究,可以得出如下結(jié)論:
(1)糟醅堆積隨時(shí)間延長,前期升溫緩慢,后期升溫快,堆芯升幅小,堆邊升幅大。堆芯糟醅酵母菌、細(xì)菌生長平緩,升幅不大,霉菌則逐漸死亡。堆邊糟醅酵母菌、細(xì)菌開始生長緩慢,1 d后快速增長,2 d時(shí)總量達(dá)到最大值,后又慢慢減少,霉菌則是一直增長。
(2)入窖后,上層糟醅溫度迅速下降,4~6 d后溫度呈現(xiàn)波浪變化;中層溫度先升高2~3℃,后緩慢下降;下層溫度先迅速下降后變緩。糟醅中微生物數(shù)量先是在0~5 d迅速下降,5~15 d酵母菌、細(xì)菌數(shù)量緩慢減少,15~20 d較為迅速減少,20 d后變緩,而霉菌則是5~20 d緩慢減少直到無法檢出。
(3)窖池酒醅蒸餾后出酒率與入窖后糟醅中酵母菌數(shù)量有正相關(guān)趨勢。
通過研究了解口子窖酒生產(chǎn)堆積及窖內(nèi)發(fā)酵中微生物和溫度的變化趨勢,研究結(jié)果對生產(chǎn)有一定的指導(dǎo)意義。