綿甜型白酒釀造過程中酒醅理化指標的變化規律

王 鵬，蔣 超，常 強，崔 磊，李 紅，宋 濤，韓興林

（1.中國食品發酵工業研究院，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，至此已經形成12種香型白酒[1]。濃香型白酒作為我國傳統白酒的典型風味之一，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，因為酒質綿軟、醇甜、帶有綿甜風格，所以也稱之為綿甜型白酒。濃香型白酒的生產是以泥窖為發酵容器，采用開放式的固態發酵模式進行的多菌種復合發酵[4-8]。

濃香型白酒在釀造過程中，窖內處于厭氧的環境，發酵前期酵母菌大量繁殖，發酵后期在厭氧的條件下進行酒精發酵和酯化過程，因為窖池是一個封閉的系統，所以很難對發酵的過程進行監控。同時對濃香型白酒的釀造機理現在很少有報道，所以需要利用科學正確的方法，進行濃香型白酒酒醅發酵參數的跟蹤分析，掌握濃香型白酒酒醅發酵參數變化的動態規律，結合產酒時的出酒率和優級酒率及時優化入窖參數，使整個發酵過程可以朝著正確的方向進行，最終達到優質、高產、低耗能的目的[6]。

白酒酒醅檢測是白酒生產過程中監測日常生產的重要環節，也是白酒生產能否順利完成的保障。酒醅各項理化指標影響著后期出酒的產量和質量，因此需要對酒醅在發酵過程中成分動態變化進行分析研究[7]。

本試驗對文王貢酒發酵窖池進行跟蹤檢測，意在分析綿甜型白酒的釀造機理。通過對2個窖池窖內水分、酸度、淀粉、還原糖等各項發酵參數進行跟蹤檢測分析。使研究結果可以有效地指導白酒日常生產實踐，從而有效地控制白酒的質量和產量。

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 儀器與設備

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

1.3 試驗方法

1.3.1 取樣方法

選取文王貢酒的2個窖池，跟蹤采集窖內不同空間位置及不同發酵階段的酒醅，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），數顯窖池測溫計探頭位于窖池中心區域。

文王貢酒發酵車間窖池發酵周期為46 d，取樣時間設為發酵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。

1.3.2 常規理化指標檢測方法

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，采用數顯溫度計對窖內酒醅中間溫度進行測定。

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 結果與分析

2.1 入窖條件

入窖當天對酒醅的基礎理化指標進行分析檢測，結果見表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，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 窖內酒醅各空間位置的水分動態變化

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，是微生物生化反應所必需的介質，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，會造成發酵前期升溫過快，酒精和呈香呈味物質含量降低，發酵不徹底。為了能正確反映酒醅在發酵過程中水分變化情況，每隔一定時間對發酵酒醅進行取樣分析，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行分析。分析結果見圖1。

圖1 發酵過程中酒醅水分含量變化

通過對2個窖池內酒醅上中下3層的水分進行測定，由圖1可以看出，在整個發酵過程中2個窖池的酒醅中的水分，隨著發酵時間延長呈現上升的趨勢。發酵前21 d水分增加幅度很大并達到最高值，之后趨于穩定。在整個發酵過程中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，同時酒精發酵產生酒精和水，使窖內水分增加。發酵后期開始進入酯化階段，窖內的水分呈現平穩的趨勢。但是2號窖池水分增長速度要大于1號窖池，主要是由于酒精發酵過程會產生一些水分，同時，微生物在自身的繁殖和代謝過程中會產生水分，2號窖池中的微生物的種類和數量可能高于1號窖池，所以水分的增大速度要更快一些。隨著發酵的進行，加上酒醅自身重力的作用，窖池內酒醅中的水分會有一個向下擴散的過程，所以到后期，下層水分含量要高于上層。

2.3 窖內酒醅各空間位置的酸度動態變化

酸是形成濃香型白酒香味成分的前驅物質，同時也是酒中主要的呈味物質。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中較難控制的環節，如果酒醅酸度過低，前期發酵過猛，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，造成窖池內大量微生物的死亡[6，15]。為了能正確反映酒醅在發酵過程中酸度變化情況，每隔一定時間對發酵酒醅進行取樣分析，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行分析。分析結果見圖2。

圖2 發酵過程中酒醅酸度變化

在整個發酵過程中2個窖池酒醅中的酸度，呈現出逐漸上升的趨勢。發酵前16 d處于平穩緩慢增長的趨勢，發酵16 d到41 d時增長的速度加快，并在41 d時達到最高值。這是由于前16 d酵母菌大量生長繁殖，處于優勢菌種，抑制了其他功能菌產生酸類物質，在發酵中后期隨著酒精含量的升高和酸類物質的增多，造成酵母菌的活性降低，窖池內細菌大量繁殖，酒醅酸度逐漸升高。在整個發酵過程中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的含量要大于2號窖池，這可能是由于1號窖池的產酸類細菌的數量較多，活性較高，同時酒醅入池溫度偏高，造成發酵前期酵母菌生長緩慢，細菌繁殖能力較強，產酸的量和速度高于2號窖池。

2.4 窖內酒醅的還原糖動態變化

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調程度。酒醅中殘糖含量直接反映出窖池酒醅發酵水平，一般出窖酒醅殘糖含量不超過0.4%為宜[7]。分析結果見圖3。

圖3 發酵過程中酒醅還原糖含量變化

通過對2個窖池內酒醅的還原糖含量進行測定，從圖3可知，整個發酵過程中二者還原糖含量差異較小。隨著發酵的進行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時達到峰值，后期開始下降，直到發酵結束，還原糖的含量仍在波動地減少。分析原因主要是由于發酵前期窖內氧氣與營養物質都比較豐富，使微生物迅速的生長繁殖從而產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入酒精發酵階段，酒醅中淀粉和還原糖含量下降。發酵后期，窖內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，最后趨于穩定的狀態。

2.5 窖內酒醅的淀粉動態變化

窖池內酒醅中的淀粉含量是酒精發酵的物質基礎。微生物代謝產生酒精需要足夠的淀粉轉化成微生物可以直接利用的碳源。淀粉糖化和發酵速度保持在相對動態平衡的狀態，才能夠保證酒醅發酵正常進行[7，16]。發酵過程中酒醅淀粉含量變化結果見圖4。

圖4 發酵過程中酒醅淀粉含量變化

通過對2個窖池內酒醅的淀粉含量進行測定，從圖4可知，整個發酵過程中二者淀粉含量差異較小。隨著發酵的進行2個窖池的淀粉在21 d之前，呈現快速下降的趨勢。21 d后，呈現緩慢下降趨勢。分析原因主要是由于發酵前期窖內氧氣與營養物質都比較豐富，大曲中的菌群大量的生長繁殖，在糖化發酵過程消耗較多的淀粉。隨著發酵的進行，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，所以呈現出淀粉消耗速度緩慢的現象。

2.6 窖內酒醅的溫度動態變化

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

圖5 發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行監測發現，2個窖池溫度變化符合“前緩、中挺、后緩落”的趨勢。酒醅發酵10 d時達到頂火溫度，并保持相對穩定，在發酵后期窖內溫度呈現出緩慢降低的趨勢。分析原因主要是由于發酵前期窖內氧氣與營養物質都比較豐富，酵母大量生長繁殖，隨著發酵的進行，窖內氧氣含量逐漸降低，酵母菌開始進行酒精發酵階段。酵母酒精發酵階段產生熱量，窖內溫度緩慢升高直至頂火溫度。酒精發酵過程中微生物的數量和活性相對穩定，窖內溫度一直保持頂火溫度。發酵后期，窖內各種營養物質減少，酒醅酸度和酒精含量逐漸升高，窖內微環境變得更加惡劣，對微生物的生命活動產生抑制，造成窖內微生物數量減少。僅有少量適應酸性厭氧環境的微生物存活，窖內溫度逐漸降低。

2.7 窖內酒醅的酒精含量動態變化

酒精是微生物代謝的產物，所以監控發酵過程中的酒醅酒精含量可以清晰了解酒精發酵的過程，同時也可以分析酯化反應進行的方向和速度。酒精含量變化見圖6。

圖6 發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行測定分析，圖6表明，酒精含量隨著發酵的進行呈逐漸增大的趨勢，發酵后期趨于平緩，變化幅度不大。1號窖池和2號窖池在前7 d，產酒精的速度和數量幾乎相同，從7 d到發酵結束時，2號窖池酒醅產酒精的含量要高于1號窖池酒醅產酒精的含量，在發酵結束時，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酵前期窖內氧氣與營養物質都比較豐富，酵母處于快速繁殖階段，酒醅中酒精含量很少。隨著發酵的進行，窖內的氧氣逐漸減少，酵母菌進入酒精發酵階段，酒精含量逐漸升高。發酵后期進入酯化階段，消耗一部分酒精用于酯化反應的生香物質合成，所以酒精含量會略有下降。

3 結論

通過對綿甜型白酒釀造機理的初步分析，本實驗得到以下幾個結論：

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

（2）通過文王綿甜型白酒窖池內酒醅的各項理化指標跟蹤分析發現，各個理化指標的動態變化都遵循一定的規律，具體如下，水分隨著發酵時間延長呈現上升的趨勢，發酵前21 d水分增加幅度很大并達到最高值，之后趨于穩定。由于重力的作用，發酵后期下層水分含量要高于上層。研究發現，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；酸度隨著發酵時間延長呈現上升的趨勢，發酵前16 d處于平穩緩慢增長的趨勢，發酵16 d到41 d時增長的速度加快，并在41 d時達到最高值；還原糖隨著發酵的進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時達到峰值，后期開始下降，直到發酵結束還原糖的含量都在波動地減少；淀粉隨著發酵的進行在21 d之前，消耗量比較大，呈現快速下降的趨勢，在21 d之后，呈現緩慢下降趨勢；溫度變化符合“前緩、中挺、后緩落”的趨勢，酒醅發酵10 d時達到頂火溫度，并保持相對穩定，在發酵后期窖內溫度呈現出緩慢降低的趨勢。溫度的上升速率，反映了窖池中微生物繁殖代謝的快慢；酒精含量隨著發酵的進行呈逐漸增大的趨勢，發酵后期趨于平緩，變化幅度不大。

（3）白酒發酵工藝復雜，在發酵過程中各項指標動態變化，本研究通過對文王綿甜型窖池酒醅的各項理化指標進行跟蹤分析，得到各項理化指標的變化規律。酒醅發酵的正常進行，需要通過多個指標綜合反映，每個指標之間相互關聯，共同影響發酵的進行。在白酒的生產過程當中，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，根據現實情況對發酵的條件進行科學合理的調控，保證窖池內發酵正常進行。