濃香型白酒丟糟酒生產的實驗室模型建立

王祥余，劉杰，田小敏，宗緒巖（1.四川理工學院，四川自貢64000；.諾維信（中國）投資有限公司，北京100085；.日出東方太陽能股份有限公司檢測中心，江蘇連云港005）

濃香型白酒丟糟酒生產的實驗室模型建立

王祥余1,2，劉杰3，田小敏2，宗緒巖1,*
（1.四川理工學院，四川自貢643000；2.諾維信（中國）投資有限公司，北京100085；3.日出東方太陽能股份有限公司檢測中心，江蘇連云港222005）

針對目前濃香型白酒丟糟酒的生產過程設計相應的實驗室模型，采用HPLC和酶法檢測樣品中的殘淀粉、含酒量等關鍵指標，并通過平均值和標準差評價模型的合理性和穩定性。結果表明該模型能準確預測丟糟酒成熟酒醅的含酒量和殘淀粉，為設計和優化針對濃香型丟糟酒的特種生物制劑提供快捷有效的預測手段。

丟糟；模型；濃香型白酒

丟糟是白酒釀造過程中的必然產物，特別是占白酒工藝絕大部分產能的濃香型白酒，其特定的生產工藝決定了丟糟產量了巨大、成分的復雜［1］以及處理的難度。根據2014年度白酒協會的統計數據，我國成品酒的產能已突破1000萬t，市場總值超過5000億人民幣，預計丟糟的數量也將高達1500萬t。關于如何合理使用這些丟糟生產丟糟酒或提高原料利用率，在上世紀九十年代中期洋河酒廠的陳宗敬等［2］、劍南春的徐學明等［3］、習水大曲的鐘方達等［4］、宜昌食用酵母（安琪酵母）李志軍等［5］及瀘州曲酒廠的范力［6］等均做了研究，這些研究主要集中在利用糖化酶（固態）加酵母的模式進一步利用丟糟中殘余的淀粉及一些香氣物質；二十世紀末，隨著大規模養殖業的興起，市場對飼料的巨大需求促進了研究者們對丟糟生產飼料了研究［7］；在食用菌培養方面，由于酒糟的形態特征及營養組成，也得到了很多學者的關注［8-9］；而對于白酒工業相關模型的建立則主要集中在白酒公司的產品質量控制上［10-11］和市場研究中［12］，沒有關于建立丟糟酒實驗室模型的報道。同時近年來對丟糟酒生產的研究也主要集中在復合大曲和強化曲上［13］，對復合酶制劑的研究并不多見。

試驗旨在根據濃香型丟糟酒生產工藝建立對應的實驗室模型，為尋找適用于濃香型丟糟的酶分子并優化復合酶配方建立實驗室篩選手段。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

丟糟：華東地區某著名酒廠秋冬丟糟，丟糟前期發酵工藝為老五甑工藝五糧發酵，發酵周期為90 d，使用窖池為泥窖；大曲：華東地區某著名酒廠提供；酵母：安琪高活性酵母；酶制劑：本土固體糖化酶及諾維信液體糖化酶。

酒石酸鉀鈉（分析純）：Aladdin；五水硫酸銅（分析純）、NaOH（分析純）：MERCK；葡萄糖、麥芽糖、果糖、乙酸、乳酸、甘油、琥珀酸、三糖、四糖、五糖、多糖、淀粉分解糊精、雙乙酰、甲醇、乙醇、NaOH等分析試劑（均為色譜純）：全部購自SIGMA。

1.2儀器與設備

ME3002天平及萬分之一天平：Mettler；Waters 1515高效液相色譜（配備Waters 2414 Refractive Index Detector，Waters 2707 Autosampler和 Bio-Rad生產AminexRHPX-87H Column 300×7.8mm色譜柱）；純水機：Milli-Q；樣品制備：SPEXRSample Prep 1600；水浴鍋：Heto；烘箱：BINDER；搖床：InnovaR44；其余玻璃器皿均購自德國DURAN。

1.3方法

1.3.1實驗室丟糟酒發酵

使用1 L規模的發酵瓶，每個發酵瓶中加入配置好的入窖丟糟酒醅約610 g（丟糟酒醅具體配置為600 g新鮮丟糟，10.4 g大曲，0.1 g安琪高活性酵母，酶制劑使用劑量為糖化酶酶活力17 cu/g丟糟酒醅），固體酶和液體酶試驗各做做5個平行樣，共計10組發酵試驗，用保鮮膜封口置于地下室避光發酵20 d。

1.3.2酒廠丟糟酒發酵

糖化酶在使用前需要稀釋，稀釋水溫度不超過60℃，應該盡量減少酶制劑稀釋的時間，做到隨配隨用；在正常生產酒糟完成蒸酒、冷卻、加曲后酒醅溫度降低至60℃以下時加入每甑所需的酶制劑，混勻即可，后續操作同丟糟酒生產。

1.3.3樣品處理

實驗室的樣品：為保證實驗室數據的準確性，在實驗室中需將發酵瓶中的發酵物全部轉移到密封袋中，仔細混勻后方可取樣；取得的樣品主要用途有測定殘淀粉和成熟酒醅成分測定。關于實驗室入窖酒醅的殘淀粉測定也需遵循混勻后取樣的原則。

工廠的樣品：為保證工廠數據的準確性，在工廠中需對每一甑的樣品進行取樣，取樣點分為中央和四周5個點，共計每個窖池需取樣30個，混勻后取1kg作為樣品帶回實驗室分析。

1.3.4殘淀粉檢測

殘淀粉的檢測方法為酶法，方法與Megazyme一致，利用諾維信復合淀粉酶和糖化酶代替Megazyme所用酶制劑以取得更穩定的檢測結果。

1.3.5成熟酒醅成分檢測

成熟酒醅的成分檢測使用Waters 1515高效液相色譜，柱溫為65℃，流動相為0.5%H2SO4，流速0.6mL/min，時間為30 min。

2　結果與分析

2.1入窖酒醅和成熟酒醅殘淀粉分析

采用酶法測定入窖、出窖酒醅樣品中的淀粉含量，結果如圖1所示。

圖1　入窖酒醅和成熟酒醅殘淀粉Fig.1　Residual starch of Pit-entry and Pit-out waste lees

由圖1可以看出，相同的酶處理方式在實驗室和工廠所得的成熟酒醅殘淀粉含量差距不明顯（當P= 0.05），表明在預測殘淀粉方面該模型是可信的。

在圖1中，入窖淀粉的標準差較大（σ=0.60）表明來自各個窖池的丟糟的殘淀粉含量有著較大的波動；經過處理后所得的成熟酒醅中淀粉含量較低且標準差較小表明經過目前市場上酶制劑的處理入窖丟糟中的殘淀粉已經分解利用達到了一個極限，殘余的部分淀粉的分解是目前酶制劑所難以處理分解的抗性淀粉、老化淀粉、淀粉與蛋白脂肪等的復合物或者是被纖維素、半纖維素等包裹或連結的淀粉；另外，液態酶制劑和固態酶制劑在實驗室和酒廠中的表現（在實驗室中可以做到固態酶制劑和液態酶制劑都能均勻分布于物料中，但在酒廠難做到均勻分布，淀粉測定的結果是固態酶制劑在實驗室中分解效果優于液態，在工廠中表現則相反）也證明液態酶制劑均勻分布于物料中的能力能促進殘余淀粉的分解利用。

2.2成熟酒醅含酒量分析

采用HPLC法測定出窖后酒醅樣品中的酒精含量，結果如圖2所示。

由圖2可以看出，在實驗室和酒廠狀態下，不同類型酶制劑處理下的丟糟所能產生的酒的數量不存在明顯差距（當P=0.05），但不同試驗環境下相同類型酶的處理卻出現了一定的差異，盡管這一差異較前者要大，但在P=0.05條件下仍然不是明顯差異，上述結果表明在預測出窖酒醅含酒量方面該模型同樣是可信的。

圖2 成熟酒醅含酒量Fig.2　Alcohol yield in Pit-out waste lees

通過圖2的結果分析可知，在酒廠狀態下丟糟的出酒量較實驗室有一定的提高，表明酒廠環境下存在的豐富微生物菌群（包括大量接種酵母和環境中的酵母）比實驗室條件下主要以酵母菌為主的發酵所產出的酒更多，究其原因應該是實驗室條件下酵母接種量不足造成的，因此在未來的發酵中應該適當增加酵母的接種量。經專業人士品評也證實了酒廠環境發酵生產的酒質量、口感，優于實驗室條件發酵得到的酒液（數據未列出）。

結合2.1中對出窖殘淀粉的分析可論證另一個猜測，即目前酒廠使用的固體酶制劑大多為早期糖化酶菌種發酵，副酶活力相對較菌種更現代化的液體糖化酶菌種所生產的產品要多，而這些副酶活力中含有一些能促進殘淀粉分解的酶活力，這同大曲里的多種酶共存能促進酒醅中淀粉分解，原酒風味更加豐富的現實相一致。

2.3成熟酒醅成分分析

采用HPLC法測定出窖后酒醅樣品中的組分及其含量，結果分析結果如表1所示。

由表1可以看出，在相同的環境下，即實驗室或者酒廠環境下，固態酶和液態酶在葡萄糖、果糖、甘油及三糖以下物質方面表現一致，不存在明顯差距。

表1 成熟酒醅成分分析Table 1　The component of Pit-out waste lees

在乳酸方面，實驗室環境和酒廠條件下使用液體酶所生產的產品中乳酸的含量均比使用固體糖化酶的要多；對酶制劑的性質測試表明相同酶活力條件下固體酶分解酒糟殘淀粉產生葡萄糖的速度遠低于液體酶（產生這種現象的原因是因為液體酶更容易均勻分布在物料中）；上述數據和結論表明發酵早期較快的糖化速度會提高丟糟酒醅中乳酸菌的活動能力，從而使發酵成熟酒醅中含有更多的乳酸；實驗室條件下液態酶與固態酶所生產成熟酒醅中乳酸數量差距較在工廠條件下小也從側面表明在試驗條件下由于混合均勻度較高，從而抵消了液體酶較固體酶容易均勻分布的優勢。

綜合2.1中酒醅殘淀粉和2.2中成熟酒醅含酒量的標準差可知，在實驗室條件下所得各組數據的標準差均較酒廠條件下小，表明在試驗條件下該模型運行較為穩定。

3　結論

利用實驗室條件模擬濃香型丟糟酒的生產過程是可行的，可以利用這一模型預測不同處理條件下丟糟酒成熟酒醅的殘淀粉含量、含酒量、四糖以上物質、三糖以下物質等關鍵指標，為優化丟糟酒的生產條件，特別是研究針對濃香型丟糟酒的特種復合生物制劑提供快捷有效的預測手段。但是該模型由于在微生物環境方面的欠缺，不能合理模擬包括酸類物質在內的氣味物質的生成，因而在酒的風味方面，仍然需要工廠放大試驗來驗證所設計的微生物制劑。

另外，試驗從側面證實了固態酶制劑中的副酶活力對促進出酒的貢獻，對于進一步探索和設計針對特定酒糟的特種復合生物制劑有著理論指導意義，也為尋找這些特殊的酶指明了方向。

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［4］鐘方達，龍則河，王夕林，等.TH-AADY在濃香型習水大曲酒生產中的應用研究［J］.釀酒科技，1997（2）：26-29

［5］李志軍，胡道靜.生香活性干酵母和酒精活性干酵母混合應用于大曲酒中的實驗［J］.釀酒，1996（3）：56-58

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［13］趙東，彭志云，牛廣杰，等.微生物轉化丟糟再生產白酒的研究［J］.釀酒，2011（1）：23-25

The Establishment of Experimental Model Based on Waste Lees Liquor of Luzhou-flavor Liquor

WANG Xiang-yu1，2，LIU Jie3，TIAN Xiao-min2，ZONG Xu-yan1，*
（1.Sichuan University of Science&Engineering，Zigong 643000，Sichuan，China；2.Novozymes（China）Investment Co.Ltd.，Beijing 100085，China；3.Testing Center of Sunrise SolarEast Co.，Ltd.，Lianyungang 222005，Jiangsu，China）

In order to establish experimental model based on the process of waste lees liquor of Luzhou-flavor liquor，the samples of Pit-entry and Pit-out waste lees were analyzed by HPLC Enzymes Method tor the residual starch and component in them.Then Average and STDEV（Standard Deviation）were used to test the reasonability and stability of experimental model.The results showed that the experimental model can exactly forecast the residual starch and alcohol yield in Pit-out waste lees and it will be an effective forecast tool during design and Optimization complex biological agent focus on waste lees liquor of Luzhou-flavor liquor.

waste lees；model；Luzhou-flavor liquor

2016-04-28

固態釀造關鍵技術研究四川省院士（專家）工作站開放基金項目（GY2014-01）；釀酒生物技術及應用四川省重點實驗室開放基金項目（NJ2014-07）；瀘州老窖科研獎學金項目（13ljzk6）

王祥余（1985—），男（漢），工程師，碩士，研究方向：酶學工程及應用、微生物發酵。

宗緒巖（1976—），男，副教授，博士，主要從事食品生物化學、酶學應用及發酵過程控制的研究。