瀘糯八號高粱酒糟釀造濃香型白酒入窖條件優化*

田殿梅，張良，，3，霍丹群，敖宗華，3，楊平，涂榮坤，丁海龍，3

1(瀘州老窖股份有限公司，四川 瀘州，646000)

2(重慶大學，生物工程學院，重慶，400030)

3(國家固態釀造工程技術研究中心，四川瀘州，646000)

瀘糯八號高粱酒糟釀造濃香型白酒入窖條件優化*

田殿梅1，張良1，2，3，霍丹群2，敖宗華1，3，楊平1，涂榮坤1，丁海龍1，3

1(瀘州老窖股份有限公司，四川 瀘州，646000)

2(重慶大學，生物工程學院，重慶，400030)

3(國家固態釀造工程技術研究中心，四川瀘州，646000)

以瀘糯八號釀酒高粱為原料，利用P-B實驗、最陡爬坡實驗及Box-Behnke實驗對影響產酒質量的入窖條件進行篩選及優化，得到了瀘糯八號高粱的最優入窖條件為:投糧量19.7%(占糟醅重量)，曲藥用量19.6%(占投糧重量)，入窖酸度1.89。通過生產驗證發現，采用優化后的八窖條件，瀘糯八號糟醅己酸乙酯產量比優化前提高了0.2g/L，乳己比(乳酸乙酯與己酸乙酯的比例)比優化前降低了0.2，品評結果良好，且窖香更為濃郁。

響應面法，濃香型白酒，入窖條件

中國白酒的釀造原料以高粱最為適宜，且高粱在中國白酒的生產中是使用最為廣泛的原料。釀酒高粱中淀粉、蛋白質、單寧、脂肪、粗纖維含量及吸水膨脹度等指標的差異，對于產酒率和產酒品質都會產生影響［1－4］。高粱品質不同，其釀造時的工藝條件也有差異，瀘糯八號高粱是四川省農科院水稻高粱研究所選育釀酒高粱專用品種，其釀酒出酒率比四川本地糯紅高粱高，酒的理化衛生指標、氣相色譜指標和口感均與本地糯高粱相當，是濃香型白酒釀造的優質原料。本研究以瀘糯八號高粱為研究對象，對其在釀造濃香型白酒時的入窖條件在生產實踐經驗的基礎上進行進一步優化，以期進一步提高其釀造濃香型白酒的品質。

1 實驗材料與方法

1.1 主要實驗儀器

氣相色譜分析儀器GC-7890A、分析天平、水浴鍋、立式壓力蒸汽滅菌器、錐形瓶、恒溫培養箱、電爐、蒸餾裝置、酒精度計等

1.2 主要實驗材料

優質濃香型母糟:瀘州老窖羅漢釀酒基地，指標見表1;優質大曲:四川省瀘州市懷玉制曲有限公司，指標見表2;鄰苯二甲酸氫鉀、酒石酸鉀鈉、CuSO4·5H2O、酚酞、檸檬酸等均購自重慶博藝化學試劑公司。

表1 優質大曲指標Table 1 Data of daqu’s quality

1.3 模擬實驗方法

將發酵用三角瓶進行高溫蒸汽滅菌;按照試驗設計方案配料，糠殼用量為23%(投糧重量)，將裝好的三角瓶放入生化培養箱發酵，升溫程序為:初始溫度為20℃，以0.5℃/d升至23℃，再以2℃/d升至29度后以1℃/d升至32℃，保持20 d，再以0.5℃/d的降溫幅度降至26℃，發酵期結束，共45 d［5］。

表2 優質濃香型母糟指標Table 2 Data of Luzhou-flavor vinasse’s quality

1.4 己酸乙酯含量檢測方法

取100g糟醅加入200mL 70%的乙醇，用500 mL全玻璃蒸餾器蒸餾出100 mL溶液，采用GC7890型氣相色譜儀測定己酸乙酯含量。色譜條件為:進樣口溫度250℃，起始溫度50℃，保留 3 min，以 5℃/min升至220℃，保留30 min，載氣He，檢測器溫度250℃。質譜條件:電離方式 EI，電離電壓70 eV，恒壓 10 Pa，連接桿溫度 280℃，進樣口溫度為250 ℃ 。［6］

1.5 入窖糟醅酸度調節方法

(1)按照各組實驗要求進行配料，將母糟、大曲、糧、糠殼及水分按比例進行混合均勻;

(2)測定各組配好料的糟醅的酸度;

(3)計算各組達到目標酸度需添加檸檬酸的質量;

(4)一邊加入檸檬酸一邊攪拌糟醅，使之混合均勻，并一邊檢測添加后糟醅的酸度，直到達到所需酸度為止。

2 實驗結果與分析

2.1 Plackett-Burman試驗設計

本研究結合瀘州老窖公司多年的釀酒工作經驗，選擇實驗次數N=8的實驗設計，對投糧量、糠殼用量、曲藥用量、入窖水分、入窖酸度及入窖溫度等6個影響產酒品質的入窖因素進行考察，每個因素選取2個水平，選取的實驗結果響應值為發酵結束后酒糟中己酸乙酯的含量。實驗設計及結果分析如表3和表4所示。

由表4分析P-B實驗各因素的主要效應結果可知，對己酸乙酯產量影響顯著且置信水平大于90%的因素為:投糧量、曲藥用量及入窖酸度3個因素，因此，選擇這3個因素作為進一步做響應面實驗的主要因素。

表3 P-B實驗實施表Table 3 Table of P-B experimental implementation

表4 實驗各因素的主要效應Table 4 The main effect of each factor in P-B experiments

2.2 最陡爬坡實驗

本研究結合瀘州老窖多年釀酒經驗值及P-B實驗結果選擇出最陡爬坡實驗各因素的步長，實驗表及結果如表5所示。由表5可以看出，實驗2中響應值己酸乙酯的含量最高，因此推測最優發酵條件因素水平位于實驗1與實驗3之間。因此選擇實驗3作為進一步響應面實驗的各因素水平中心點。

表5 最陡爬坡實驗設計及結果Table 5 The steepest uphill experimental design and results

2.3 響應面法實驗

2.3.1 響應面實驗設計及結果

本研究在P-B實驗及最陡爬坡實驗的基礎上選定實驗因素及水平，采用Box-Behnken中心組合實驗設計對影響己酸乙酯產量的入窖條件進行3因素3水平的響應面實驗分析。響應面實驗因素水平表、響應面實驗安排及響應值分別如表6及表7所示。

表6 響應面實驗因素水平表Table 6 The level table of response surface experiment factors

表7 響應面實驗安排及相應值Table 7 The arrangement of response surface experiment and the corresponding value

2.3.2 己酸乙酯產量與入窖條件的回歸分析

利用Design-Expert.V8.0.6統計分析軟件對實驗結果進行二次多項回歸擬合分析，獲得己酸乙酯產量(R)對自變量投糧量(A)、曲藥用量(B)及入窖酸度(C)的多元回歸擬合方程:

R=8.721×10－3+1.119×10－3×A+7.57×10－4×B－4.481×10－4×C+2.443×10－4×A×B+2.585×10－5×A×C－9.395×10－4×B×C－2.417×10－4×A2－7.383×10－4×B2－2.606×C2(1)

對回歸方程進行方差分析，P=0.004＜0.005，說明該方程具有顯著性水平，具有統計學意義;本實驗失擬項顯著性水平P值為0.2113＞0.05，失擬不顯著，即模型與實驗差異程度不顯著，因此可用該回歸方程代替檢驗真實點對實驗結果進行分析。

解方程組(1)得到模型的極值點:x1=0.87，x2=0.75，x3=0.45;將編碼值轉化為實際值得到最優入窖條件組合是投糧量:19.7%;曲藥用量:19.6%;入窖酸度:1.89。

2.3.3 己酸乙酯產量響應面分析與入窖條件優化

根據上述回歸方程，利用Design-Expert.V8.0.6統計分析軟件繪制出響應曲面圖如圖1、圖2及圖3所示。

圖1顯示了當入窖酸度位于最佳值時，投糧量及曲藥用量對響應值己酸乙酯產量的交互影響效應，由圖1可以看出，當投糧量為19.7%時，隨著曲藥用量的增加，己酸乙酯的產量呈現先增加后下降的趨勢，在曲藥用量為19.3%時，己酸乙酯產量最大。

圖1 因素A(投糧量)與B(曲藥用量)交互影響己酸乙酯產量的曲面圖Fig.1 The surface figure of factor A(sorghum additive amount)and factor B(Daqu dosage)acting on the ethyl caproate content

圖2 因素A(投糧)與C(入窖酸度)交互影響己酸乙酯產量的曲面圖Fig.2 The surface figure of factor A(sorghum additive amount)and factor C(starting acidity)acting on the ethyl caproate content

圖2顯示了當曲藥用量位于最佳值時，投糧量及入窖酸度對響應值己酸乙酯產量的交互影響效應，由圖2可以看出，當投糧量為19.7%時，隨著入窖酸度的增加，己酸乙酯的產量呈現先增加后下降的趨勢，在入窖酸度為1.89時，己酸乙酯產量最大，分析可能的原因為入窖酸度1.89是己酸菌最適宜的生長代謝環境條件。

圖3顯示了當投糧量位于最佳值時，曲藥用量及入窖酸度對響應值己酸乙酯產量的交互影響效應，由圖3可以看出，當曲藥用量為19.3%時，隨著入窖酸度的增加，己酸乙酯的產量呈現先增加后下降的趨勢，在入窖酸度為1.89時，己酸乙酯產量最大。分析可能的原因同上為己酸菌的生長代謝需要一定的酸性環境，但是超過一定的酸度值，則會影響己酸菌的生長代謝，因此己酸乙酯的含量會在增加之后隨著入窖酸度的增加下降。

2.4 生產驗證

圖3 因素B(投糧量)與C(入窖酸度)交互影響己酸乙酯產量的曲面圖Fig.3 The surface figure of factor B(Daqu dosage)and factor C(starting acidity)acting on the ethyl caproate content

在優化條件下，選擇3口窖池對瀘糯八號高粱進行平行入窖發酵(投糧量19.7%(母糟重量)，曲藥用量19.6%(投糧重量)，入窖酸度1.89)，同時選擇另外3口窖齡相同，產酒能力相同且臨近的窖池以經驗入窖條件對瀘糯八號高粱糟醅進行平行入窖發酵45天，(投糧量20% ～25%(母糟重量)，曲藥用量20%左右(投糧重量)，入窖酸度1.2～1.9)。對2種入窖條件下各基酒揮發性香味物質成分進行氣相色譜分析，并請白酒品評專家對各基酒進行品評評價，對主要香味成分及品評結果分析如表8所示。

表8 各基酒主要風味物質及品評結果Table 8 The main flavor substance and evaluation results of the base liquor

由表8可知，入窖條件經優化后，產酒中濃香型白酒的主體香味成分己酸乙酯含量為1.58545 g/L，比優化前入窖條件提高了0.2 g/L，影響品評感官的乳己比(乳酸乙酯與己酸乙酯的比例)為1.39比優化前的入窖條件降低了0.2，因此優化后的條件下產的基酒的品評結果更干凈，且窖香更為濃郁。

3 結論

(1)窖池中的己酸菌通過代謝產生己酸，從而與其他微生物代謝產生的酒精合成己酸乙酯。大曲添加量過少，會導致酒精產量降低，進而影響己酸乙酯產量，大曲添加量過多，會導致整個發酵過猛，雜菌過多，進而抑制己酸菌的活性，使己酸乙酯合成降低;糧食作為微生物代謝的基質，添加過少，導致酒精產量下降，添加過多會導致雜菌生長旺盛，影響酒體香味物質和諧，同時也會影響己酸菌的活性，進而影響己酸乙酯產量;提高糟醅的酸度，可以促進乙酸與酒精合成己酸乙酯，但是酸度過大，會影響己酸菌的活性，從而影響其代謝產物己酸乙酯的產量。通過對各因素的條件進行優化，得出優化后的入窖條件為:投糧量19.7%，曲藥用量19.6%，入窖酸度1.89。

(2)通過分別采用經驗入窖條件及優化后的入窖條件對瀘糯八號高粱酒糟進行入窖發酵，以優化后的入窖條件入窖的瀘糯八號糟醅己酸乙酯產量為1.58545 g/L，比優化前入窖條件提高了0.2 g/L，乳己比(乳酸乙酯與己酸乙酯的比例)為1.39比優化前的入窖條件降低了0.2，基酒的品評結果更干凈，且窖香更為濃郁。

［1］ 劉茂柯，唐玉明，任道群，等.釀酒高粱籽粒釀造性能的比較［J］. 中國釀造，2012，31(11):111－114.

［2］ 唐玉明.高粱籽粒的釀酒品質研究［J］.釀酒，2000，4(139):45－47.

［3］ 袁蕊，敖宗華，劉小剛，南北方幾種高梁釀酒品質分析［J］.釀酒科技，2011(12):33－36.

［4］ 丁國祥，戴清炳，曾慶曦，等.不同淀粉結構高粱籽粒的釀酒工藝參數研究［J］.綿羊農專學報，1996，13(4):4－5.

［5］ 瀘洲老窖集團有限責任公司.瀘型酒技藝大全［M］.北京:中國輕工業出版社，2011.

［6］ 趙東.氣相色譜—質譜法測定酒糟、白酒中的芳香族香味成分［J］.四川釀酒，2006(3):29－32.

Optimization of the Luzhou-flavor liquor’s initial fermentation factors with sorghum of Lunuo 8 in response surface method

TIAN Dian-mei1，ZHANG Liang1，2，3，HUO Dan-qun2，AO Zong-hua1，3，YANG Ping1，TU Rong-kun1，DING Hai-long1，3
1(Luzhou Laojiao Co.Ltd，Luzhou 646000，China)
2(Bioengineering college，Chongqing University，Chongqing 400030，China)
3(National Engineering Research Center of Solid-State Brewing，Luzhou 646000，China)

Using Lunuo 8 sorghum as the raw material，the initial fermentation factors were selected and optimized with the P-B experiment，the steepest climbing experiment，and the Box-Behnke experiment.The optimized fermentation starting factors of Lunuo 8 sorghum were as follows:dosage of sorghum was 19.7%(of distilled grains)，dosage of Daqu was 19.6(of sorghum)and starting acidity was 1.89.Through production verification，it was found that after the fermentation starting factors’optimization，there were 0.2 g/L of increase of ethyl caproate output and 0.2 of decrease of the proportion of ethyl-actate and ethyl-caproate，and the evaluation results were cleaner，and the aroma was stronger.

response surface method，Luzhou-flavor liquor，initial fermentation factors

碩士研究生(本文通訊作者)。

*中央高校研究生創新基金(CDJXS102300);四川省科技支撐計劃(2010NZ0093);釀酒生物技術及應用四川省重點實驗室開放基金資助(NJ2011－03)。

2013－09－22，改回日期:2013－10－25