馮海燕，盧 君，陳竹君，孟天毅，陳文思，唐 平，2，王 凡，2，李長文

（1.貴州國臺酒業(yè)股份有限公司，貴州仁懷 564501；2.天士力控股集團(tuán)有限公司研究院，天津 300410）

中國的釀造歷史可以追溯到西周時(shí)期，歷史悠久，技藝精湛。中國白酒的釀造技術(shù)是中國古代勞動人民智慧的結(jié)晶。但隨著時(shí)代的發(fā)展，白酒的機(jī)械化釀造已經(jīng)成為必然的趨勢。新中國成立后，在老一輩科研工作者的努力下，已經(jīng)逐漸將現(xiàn)代化機(jī)械應(yīng)用于白酒的釀造。中國白酒作為對風(fēng)味有特殊要求的產(chǎn)品，其對工藝點(diǎn)的把控要求較高，因而，直至今日白酒釀造的機(jī)械化程度還很低。但其在質(zhì)量監(jiān)控、技術(shù)等方面的研究已經(jīng)較為廣泛。為快速了解酒體/糟醅的狀態(tài)，在延續(xù)傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上，本文引入生物傳感器快速檢測糟醅乙醇、乳酸、葡萄糖等含量。生物傳感器在酒類及其他方面的檢測應(yīng)用已較為廣泛，馮東等[3]利用生物傳感器法快速測定酒中的乙醇含量，該方法快速而準(zhǔn)確，檢測時(shí)間為20 s，檢測靈敏度高。趙洪慶等[4]研究乙醇傳感器法測定葡萄酒和黃酒中乙醇的含量，建立了生物傳感器法測定葡萄酒和黃酒中乙醇含量的分析方法，表明乙醇含量在280 μL/100 mL 濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù) 為0.9997；加 標(biāo) 回 收 率（n=3）在99.22 %～101.59 %之間；精密度和重復(fù)性（n=4）的RSD %低于1%。與國標(biāo)酒精計(jì)法測定結(jié)果對比，兩種方法無顯著差異。該法具有無需樣品前處理、特異性好、靈敏度高、測定速度快等優(yōu)點(diǎn)，適用于企業(yè)對發(fā)酵過程控制和產(chǎn)品的質(zhì)量檢測。甄嘯嘯等[5]研究了生物傳感器法測定葡萄糖在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值中的應(yīng)用，生物傳感器法能夠在較為復(fù)雜的基質(zhì)中快速準(zhǔn)確的測量葡萄糖濃度,操作簡便，特異性強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在0.1～50 mmol/L 范圍內(nèi)線性良好，線性系數(shù)R2=0.9996。

生物傳感器可以快速檢測病原體、蛋白質(zhì)、重金屬和其他類分析物，在醫(yī)療保健、遺傳分析、環(huán)境檢測及食品檢測等方面應(yīng)用廣泛。至今為止，生物傳感器已經(jīng)更新到第3 代，應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。生物傳感在白酒糟醅檢測方面的應(yīng)用研究是近幾年才開始的，本文為解決醬香型白酒糟醅的快速檢測問題，建立生物傳感器糟醅檢測方法，并嘗試建立各個輪次糟醅的指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，為指導(dǎo)生產(chǎn)提供理論及數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

材料：出入窖糟醅，來自酒廠造沙、一輪次、二輪次出入窖生產(chǎn)過程。

試劑：硫酸銅，分析純，重慶市川江化學(xué)試劑廠；次甲基藍(lán)，生物指示劑，天津市科密歐化學(xué)試劑廠；酒石酸鉀鈉，分析純，成都市科龍化工試劑廠；氫氧化鈉、亞鐵氰化鉀、鹽酸，分析純，成都市科龍化工試劑廠；無水葡萄糖，分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠。

儀器設(shè)備：生物傳感儀（M-100），深圳市西爾曼科技有限公司；離心機(jī)（TGL-16），湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；水浴鍋（NH-4），常州潤華電器有限公司制造；電熱鼓風(fēng)干燥機(jī)，GZX-9070MBE，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；（超）純水機(jī)，TST-RO-20，石家莊泰斯特儀器設(shè)備有限公司；電子天平（LQ-C10002），昆山優(yōu)科維特電子科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 取樣

入窖糟醅：采用5 點(diǎn)取樣法，取堆子不同點(diǎn)（圍著酒醅堆轉(zhuǎn)一周，取5 個點(diǎn)，間隔均勻，用手伸入酒醅堆積中部位置約深15 cm 處取樣，將取得的酒醅放入取樣袋中，密封防止水分揮發(fā)）糟醅混合后作為代表性樣品。

出窖糟醅：采用3 點(diǎn)取樣法，取窖內(nèi)不同層（上層、中層、下層）糟醅混合后作為代表性樣品。

1.2.2 生物傳感儀檢測方法

浸提：稱取5 g 糟醅樣品，與100 mL 蒸餾水混合，浸提20 min，每5 min 攪拌1 次。

離心取上清液：取已浸提好的糟醅與水混合液，濾紙/脫脂棉過濾，11100 r/min 低溫離心，取上清液。

檢測：將上清液轉(zhuǎn)至生物傳感儀檢測樣管內(nèi)，檢測，可以得到糟醅中葡萄糖、L-乳酸、乙醇含量。

1.2.3 酸度、水分檢測

1.2.3.1 水分的檢測

將質(zhì)量恒重為W0 的稱量瓶放在天平上，稱取酒醅約10 g，記錄總重W1，然后，將稱量瓶放入125 ℃的烘箱中烘干1 h，取出放入干燥器中冷卻至室溫，用天平稱得總重量為W2，計(jì)算水分百分含量。

1.2.3.2 酸度的檢測（指示劑法）

原理：1 g 酒醅，消耗0.1 mol/L NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積數(shù)(mL)。

方法：稱取10 g 酒醅于燒杯中，加100 mL 水浸泡30 min，每隔15 min 攪拌1 次，靜置10 min。取上清液10 mL 于250 mL 三角瓶中，預(yù)加20 mL 水，加2 滴1%酚酞指示劑，用0.1 mol/L NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至微紅色，記錄消耗的NaOH 溶液的體積V（mL），計(jì)算1 g 酒醅，消耗0.1 mol/L NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積數(shù)(mL)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同出窖理化參數(shù)對產(chǎn)量的影響

2.1.1 出窖糟醅乙醇含量與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

在醬香型白酒各輪次生產(chǎn)過程中，不同輪次出窖糟醅的性狀、理化指標(biāo)各不相同，出窖糟醅乙醇含量與本輪次產(chǎn)量有直接關(guān)系。為明確出窖糟醅乙醇含量與產(chǎn)酒量的相關(guān)性，選取二輪次生產(chǎn)3個班的2—6#窖池，每個出窖窖池分上、中、下三層取樣，共計(jì)取樣45 份。利用生物傳感檢測方法檢測其乙醇含量，并統(tǒng)計(jì)取樣當(dāng)天該窖平均甑產(chǎn)量，做相關(guān)性及線性分析。

計(jì)算兩組數(shù)據(jù)（乙醇含量及平均甑產(chǎn)量）的Spearman 秩相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)可達(dá)到0.779，乙醇含量與平均甑產(chǎn)量呈顯著相關(guān)。以平均甑產(chǎn)量做y 軸，乙醇含量做x 軸，做線性分析，乙醇含量與平均甑產(chǎn)量呈線性相關(guān)，線性方程：y=1.24x+30.68，R2=0.7059，見圖1。因此，可以將乙醇含量作為出窖糟醅性能評價(jià)的一級評價(jià)指標(biāo)。

2.1.2 出窖糟醅L-乳酸含量與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

乳酸是醬香型白酒基酒中的主要酸類物質(zhì)成分之一，其對酒體味感的呈現(xiàn)有重要作用。乳酸的酯化物乳酸乙酯，是醬香型白酒的主要酯類物質(zhì)之一，也是酒體重要的呈香物質(zhì)。在醬香型白酒各輪次生產(chǎn)過程中，不同輪次基酒中乳酸、乳酸乙酯的含量也是不同的。對于乳酸的研究，目前尚有很多不清楚的地方，本試驗(yàn)為明確出窖糟醅L-乳酸含量與產(chǎn)酒量的相關(guān)性，選取二輪次生產(chǎn)3個班的2—6#窖池，每個出窖窖池分上、中、下三層取樣，共計(jì)取樣45 份。利用生物傳感檢測方法檢測其L-乳酸含量，并統(tǒng)計(jì)取樣當(dāng)天的平均甑產(chǎn)量，柱形圖進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并計(jì)算兩組數(shù)據(jù)（L-乳酸含量及平均甑產(chǎn)量）的Spearman 秩相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)為0.114，L-乳酸含量與平均甑產(chǎn)量沒有顯著相關(guān)性（見圖2）。

圖2 出窖糟醅L-乳酸含量與平均甑產(chǎn)量數(shù)據(jù)關(guān)系

2.2 不同入窖理化參數(shù)對產(chǎn)量的影響

2.2.1 入窖水分對產(chǎn)量的影響

水分是微生物發(fā)酵的必要物質(zhì)成分之一，醬酒的釀造過程就是微生物的生長代謝過程，因而入窖糟醅的水分含量對下輪次的出酒起著決定性的作用，為明確入窖糟醅水分含量與產(chǎn)酒量的具體相關(guān)性，選取一輪次入窖生產(chǎn)10 個班的1—5#窖堆子，每個堆子取混合樣作為代表性樣品，共計(jì)取樣50 份。檢測糟醅水分含量，并統(tǒng)計(jì)該窖二輪次酒的平均甑產(chǎn)量，做相關(guān)性分析，計(jì)算兩組數(shù)據(jù)（入窖水分及平均甑產(chǎn)量）的Spearman 秩相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)為0.512，入窖水分與平均甑產(chǎn)量顯著相關(guān)，見圖3。因此，將水分含量（%）作為入窖糟醅性能評價(jià)的一級評價(jià)指標(biāo)。

圖3 入窖水分（%）與產(chǎn)量相關(guān)性分析

2.2.2 入窖糟醅酸度對產(chǎn)量的影響

酸是微生物發(fā)酵的代謝物質(zhì)，醬酒的釀造過程伴隨著乳酸、乙酸等酸類物質(zhì)的產(chǎn)生，因而入窖糟醅的酸度對下輪次的酒質(zhì)、酒量起著重要作用。同時(shí)酸類作為酯類物質(zhì)的前體物質(zhì)，對醬香型白酒基酒的呈香呈味起著重要作用。為明確入窖糟醅酸度與產(chǎn)酒量是否具有顯著相關(guān)性，選取一輪次入窖生產(chǎn)10 個班的1—5#窖堆子，每個堆子取混合樣作為代表性樣品，共計(jì)取樣50 份。檢測糟醅酸度，并統(tǒng)計(jì)該窖二輪次酒的平均甑產(chǎn)量，做相關(guān)性分析，計(jì)算兩組數(shù)據(jù)（入窖酸度及平均甑產(chǎn)量）的Spearman 秩相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)為0.085，糟醅酸度與平均甑產(chǎn)量沒有顯著相關(guān)性，見圖4。

圖4 入窖酸度與產(chǎn)量數(shù)據(jù)分析

2.2.3 入窖糟醅L-乳酸含量對產(chǎn)量的影響

醬香型白酒的生產(chǎn)過程，也伴隨著乳酸的產(chǎn)生。孫利林等[2]研究發(fā)現(xiàn)，在窖內(nèi)發(fā)酵中乳桿菌屬（Lactobacillus）占絕對優(yōu)勢。李欣等[37]研究發(fā)現(xiàn)，乳酸菌是醬香型白酒堆積糟醅中主要優(yōu)勢菌群。糟醅中的乳酸只由乳酸菌產(chǎn)生，因此糟醅中乳酸的含量在一定程度上可以體現(xiàn)出乳酸菌的生長狀態(tài)。為明確入窖糟醅L-乳酸含量與產(chǎn)酒量的相關(guān)性，選取一輪次入窖生產(chǎn)6 個班的2—5#窖堆子，每個堆子取混合樣作為代表性樣品，共計(jì)取樣24份。利用生物傳感檢測方法檢測其L-乳酸（mg/g）含量，并統(tǒng)計(jì)該窖二輪次酒的平均甑產(chǎn)量，做相關(guān)性分析，計(jì)算兩組數(shù)據(jù)（入窖醅L-乳酸含量及平均甑產(chǎn)量）的Spearman 秩相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)為0.434，入窖醅L-乳酸含量與平均甑產(chǎn)量有相關(guān)性，線性方程：y=3.2759x+43.058，線性系數(shù)R2=0.2474，見圖5。

圖5 入窖糟醅L-乳酸含量與平均甑產(chǎn)量相關(guān)性分析

2.2.4 入窖糟醅葡萄糖、乙醇含量對產(chǎn)量的影響

為明確入窖糟醅葡萄糖、乙醇含量與產(chǎn)酒量的相關(guān)性，選取一輪次入窖生產(chǎn)6 個班的2—5#窖堆子，每個堆子取混合樣作為代表性樣品，共計(jì)取樣24 份。利用生物傳感檢測方法檢測其葡萄糖（mg/g）、乙醇（mg/g）含量，并統(tǒng)計(jì)該窖二輪次酒的平均甑產(chǎn)量，做相關(guān)性分析，并計(jì)算兩組數(shù)據(jù)（入窖醅葡萄糖含量及平均甑產(chǎn)量）的Spearman 秩相關(guān)系數(shù)，糟醅葡萄糖與平均甑產(chǎn)量沒有相關(guān)性，見圖6。同上，計(jì)算兩組數(shù)據(jù)（入窖醅乙醇含量及平均甑產(chǎn)量）的Spearman 秩相關(guān)系數(shù)，入窖糟醅乙醇含量與平均甑產(chǎn)量沒有相關(guān)性，見圖7。然而，沒有顯著相關(guān)性并非沒有影響，入窖糟醅的乙醇含量與堆積過程中酵母菌的生長代謝有密切關(guān)系。

圖6 入窖糟醅葡萄糖含量與產(chǎn)量數(shù)據(jù)分析

圖7 入窖糟醅乙醇含量與產(chǎn)量數(shù)據(jù)分析

2.3 不同輪次糟醅葡萄糖、L-乳酸及乙醇含量的分析

選取造沙出入窖、一輪次出入窖、二輪次出入窖，共6 組數(shù)據(jù)，每組至少取24 份樣品，生物傳感器檢測其葡萄糖、L-乳酸、乙醇含量，并記錄其感官特點(diǎn)。利用箱線圖做數(shù)據(jù)分析，剔除異常數(shù)據(jù)，選取箱體內(nèi)數(shù)據(jù)作為正常糟醅數(shù)據(jù)區(qū)間。

造沙出窖糟醅葡萄糖含量在0.4～2.0 mg/g 糟醅，L-乳酸1.8～2.6 mg/g 糟醅，乙醇1.2～3.4 mg/g糟醅，糟醅松散，顏色、香氣均正常，具有本輪次出窖糟醅典型特征；造沙入窖糟醅葡萄糖含量5.2～10.4 mg/g 糟醅，L-乳酸0.2～1.6 mg/g 糟醅，乙醇2.8～4.8 mg/g 糟醅，糟醅性狀良好，顏色、香氣均正常，具有明顯酒香、花香、果香味等；一輪次出窖糟醅葡萄糖含量0.2～3.8 mg/g 糟醅，L-乳酸3.0～4.6 mg/g 糟醅，乙醇8.2～13.3 mg/g 糟醅，糟醅性狀良好，酒香濃郁，明顯糧香，具有本輪次糟醅典型特征；一輪次入窖糟醅葡萄糖含量9.0～14.5 mg/g 糟醅，L-乳酸2.6～3.8 mg/g 糟醅，乙醇0.8～5.5 mg/g糟醅，糟醅性狀良好，顏色、香氣均正常，具有明顯酒香、花香、果香味等；二輪次出窖糟醅葡萄糖含量0.0～2.0mg/g 糟醅，L-乳酸4.4～5.6 mg/g 糟醅，乙醇14.8～18.8 mg/g 糟醅，糟醅性狀良好，酒香濃郁，略帶醬香，具有本輪次糟醅典型特征；二輪次入窖糟醅葡萄糖含量5.2～9.2 mg/g 糟醅，L-乳酸4.0～4.4 mg/g 糟醅，乙醇7.8～13.6 mg/g 糟醅，糟醅性狀良好，顏色、香氣均正常，具有明顯酒香、花香、果香味等（詳見表1）。

表1 不同輪次糟醅生物傳感指標(biāo)數(shù)據(jù)范圍

結(jié)合2.1、2.2 的相關(guān)性分析，出窖糟醅的乙醇含量與基酒產(chǎn)量呈顯著相關(guān)性，作為糟醅性狀評價(jià)的一級指標(biāo)，L-乳酸含量在出窖糟醅中相對穩(wěn)定，但其隨輪次的增加，含量呈逐漸增加的趨勢，作為三級評價(jià)指標(biāo)。前輪次入窖糟醅的L-乳酸含量與本輪次產(chǎn)量呈明顯相關(guān)性，但相關(guān)系數(shù)略低，作為二級評價(jià)指標(biāo)，出入窖糟醅的葡萄糖含量與糟醅的發(fā)酵狀態(tài)直接相關(guān)，是糟醅整體糖化力與發(fā)酵力的綜合表現(xiàn)，是醬酒生產(chǎn)的中間指標(biāo)，作為二級評價(jià)指標(biāo)。

2.4 不同輪次入窖糟醅水分、酸度分析

選取造沙入窖、一輪次入窖、二輪次入窖，共3組數(shù)據(jù)，每組至少取60 份樣品（選擇糟醅狀態(tài)良好，產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定班組樣品），理化分析檢測其水分、酸度含量。利用箱線圖做數(shù)據(jù)分析，剔除異常數(shù)據(jù)，明確糟醅理化數(shù)值的適宜區(qū)間。

造沙入窖糟醅水分含量36.8%～39.1%，酸度0.3～0.5 mmol/10 g；一輪次入窖糟醅糟醅水分含量40.0%～41.9%，酸度1.0～1.5 mmol/10 g；二輪次入窖糟醅44.0 %～46.4 %，酸度1.9～2.3 mmol/10 g；造沙及一輪次、二輪次入窖糟醅性狀均良好，顏色、香氣均正常，具有明顯酒香、花香、果香味等（詳見表2）。

表2 不同輪次糟醅理化指標(biāo)數(shù)據(jù)范圍

結(jié)合2.1、2.2 的相關(guān)性分析，前輪次入窖糟醅的水分含量與基酒產(chǎn)量呈顯著相關(guān)性，作為糟醅性狀評價(jià)的一級指標(biāo)。入窖糟醅的酸度與糟醅的發(fā)酵狀態(tài)及酸類物質(zhì)的累計(jì)直接相關(guān)，是糟醅整體發(fā)酵狀態(tài)的綜合表現(xiàn)，作為二級評價(jià)指標(biāo)。感官性狀依然作為理化輔助方式，最終明確糟醅的狀態(tài)，作為一級評價(jià)指標(biāo)。本研究結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，進(jìn)一步優(yōu)化了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《仁懷產(chǎn)區(qū)大曲醬香酒生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范》（T/GZRHJX 007—2019）中入窖糟醅水分、酸度標(biāo)準(zhǔn)范圍，建立更加適宜的內(nèi)控范圍區(qū)間，為精細(xì)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

2.5 出入窖糟醅理化指標(biāo)的科學(xué)解析和標(biāo)準(zhǔn)建立

傳統(tǒng)醬香型白酒出窖糟醅的評價(jià)以感官為主，并結(jié)合出酒量綜合評價(jià)糟醅狀態(tài)，本研究在傳統(tǒng)評價(jià)的基礎(chǔ)上，增加葡萄糖、L-乳酸、乙醇等指標(biāo)的評價(jià)，為出窖糟醅科學(xué)評價(jià)，提供理論基礎(chǔ)。傳統(tǒng)醬香型白酒入窖糟醅的評價(jià)也是以感官為主，并結(jié)合入窖糟醅的理化指標(biāo)綜合評價(jià)糟醅狀態(tài)，本研究在傳統(tǒng)評價(jià)的基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，增加葡萄糖、L-乳酸、乙醇等指標(biāo)的評價(jià)，為入窖糟醅科學(xué)評價(jià)，提供理論基礎(chǔ)。見表3、表4。

《出入窖糟醅性狀評價(jià)表》為醬香型白酒糟醅狀態(tài)（正常/異常）評價(jià)提供參考，可以綜合評定出入窖糟醅性狀是否良好，從而進(jìn)一步指導(dǎo)生產(chǎn)，為更加詳細(xì)的不同等級的糟醅的評定提供理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。由表3、表4 可知，本研究提供了醬香型白酒出入窖糟醅性狀評價(jià)的新的技術(shù)指標(biāo)，可以更加科學(xué)解析出入窖糟醅性狀，將傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際。改變了以往釀酒生產(chǎn)時(shí)只能依靠經(jīng)驗(yàn)判斷的方式，使得企業(yè)釀酒生產(chǎn)的質(zhì)量把控能力進(jìn)一步提高。由于試驗(yàn)所基于的數(shù)據(jù)量較少，本評價(jià)表還有待進(jìn)一步研究，并逐漸完善。

表3 出窖糟醅的性狀評價(jià)表

表4 入窖糟醅性狀評價(jià)表

3 結(jié)論

基于大量化學(xué)試劑的糟醅理化檢測方法，既不符合生態(tài)釀造的理念，也已經(jīng)難以滿足醬香型白酒機(jī)械化、智能化生產(chǎn)快速檢測的需求，糟醅快檢技術(shù)的研究與應(yīng)用是醬香型白酒行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。本研究引入基于生物傳感器的葡萄糖、L-乳酸及乙醇含量快檢技術(shù)，并結(jié)合理化檢測，建立糟醅性狀的新的評價(jià)方式，對于醬香型白酒生產(chǎn)過程的把控具有重要指導(dǎo)意義。由于本文的研究所基于的數(shù)據(jù)量較少，只是提出一種利用生物傳感器快檢技術(shù)優(yōu)化糟醅重要指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的方法和方式，標(biāo)準(zhǔn)還有待進(jìn)一步研究，并逐漸完善。