杜康復合香釀酒堆積與發酵過程中酒醅理化變化趨勢研究

葛向陽，何惠昭，徐 巖，張獻敏，何晨旭

（1.江南大學，江蘇無錫 214122；2.汝陽杜康釀酒有限公司，河南洛陽 471241）

中國白酒釀造的特點是固態多菌種自然發酵過程，近年來，隨著科技的發展，現代生物科學技術被應用到傳統釀造工藝中。復合香堆積工藝就是在前人對傳統白酒釀造過程中功能微生物群系結構與功能有了一定研究成果的基礎上，對傳統工藝的提升與創新。但是，由于技術方法的限制，對白酒釀造過程中微生物群落變化及其與酒醅理化的相關性分析還不夠全面及深入，從而不能明確各工藝控制要點對工藝乃至產品風格的影響機制，這勢必減弱對傳統工藝的可控化程度。

為了明確杜康綿柔復合香原酒釀造過程中功能微生物的變化，及其影響酒醅理化指標變化的機制，本研究利用可培養技術，結合堆積酒醅及窖池發酵過程中酒醅的理化分析結果，從整體上探索復合香原酒的釀造規律，真實反映出杜康綿柔復合香白酒釀造中對白酒產量和質量有益的功能性微生物的影響機制。這對提高杜康綿柔復合香調味酒出酒率及酒質，從而指導生產工藝的改進具有重要價值。

1 材料與方法

1.1 微生物分析樣品

1.1.1 考察對象

對堆積過程酒醅微生物群系進行跟蹤分析。

1.1.2 堆積過程取樣要求

1.1.2.1 堆積過程取樣時間點設計

在堆積的每8 h取1次樣，即第0 h、8 h、16 h、24 h、32 h、40 h、48 h、堆積結束。

1.1.2.2 堆積過程取樣空間點設計

每次采樣分為表層、深表層2點。表層點（0～5 cm）、深表層點（10～40 cm），在每層區域內取3個點混合均勻作為一個樣。取相鄰2個濃香型窖池入池酒醅作為對照。每次采樣分為表層、深表層、中間層3點。表層點（0～5 cm）、深表層點（10～40 m）、中間層點（堆子的核心部分），在每層區域內取3個點混合均勻作為一個樣。

1.1.2.3 取樣方法

每一點同時從2個堆積層相同位置取樣，每個酒醅樣品500 g，分成兩份，貼好標簽。其中300 g留在酒廠分析化驗相關指標，200 g封好放入冰箱冷凍，后用取樣箱送往學校測定微生物等其他相關指標。分析方法參照文獻進行[1-3]。

2 結果與分析

2.1 堆積過程中微生物菌群的變化

2.1.1 堆積過程中細菌總數的變化趨勢

3組樣品稀釋涂布培養后，細菌在平板上的菌落形態如圖1所示。由于營養瓊脂培養基也繁殖生長酵母菌，所以平板上菌落形態較小的才是細菌。

從平板上挑取細菌，稀釋后在顯微鏡下觀察的細菌形態如圖2所示。大的菌體為酵母，小的菌體為細菌。

3組樣品稀釋涂布，培養48 h后，得到的堆積過程中細菌總數的變化如圖3所示。

圖1 營養瓊脂培養基上堆積酒醅細菌菌落形態

圖2 顯微鏡下細菌形態

圖3 3組樣品堆積過程中細菌數量的變化

從圖3可以看出，在堆積過程中，上層、中層和下層堆積樣品中的細菌總數都在增加，前8 h細菌增長緩慢，之后，細菌增長迅速，到堆積結束，細菌總數增長到5×107～6×107個/g物料，堆積物料上層細菌總數在增長速率和總數上高于下層物料細菌總數，主要是上層物料與空氣的接觸面較大有關。

2.1.2 堆積過程中酵母菌總數的變化趨勢

3組樣品稀釋涂布培養后，酵母在平板上的菌落形態如圖4所示。由于孟加拉紅培養基也長霉菌，所以平板上菌落沒有長毛形態較小的才是酵母菌。

圖4 孟加拉紅培養基上酒醅酵母菌落形態

從平板上挑取酵母菌，稀釋后在顯微鏡下觀察的酵母菌形態如圖5所示。

圖5 顯微鏡下酵母菌形態

3組樣品稀釋涂布，培養48 h后，得到的堆積過程中酵母菌總數的變化如圖6所示。

圖6 3組樣品堆積過程中酵母菌數量的變化

從圖6可看出，酵母菌總數與細菌總數在堆積過程中數量變化的趨勢一致，都呈現持續增長，上層酵母菌在增長速率和數量上也都多于下層酵母菌。堆積結束后，酵母菌總數為4×107～5×107個/g物料，在總數上比細菌少。從細菌和酵母的總數可以看出，堆積過程是一個有益微生物大量增殖的過程，這對后期發酵的進行有重大的影響。

2.1.3 堆積過程中霉菌總數的變化趨勢

3組樣品稀釋涂布培養后，霉菌在平板上的菌落形態如圖7所示，由于孟加拉紅培養基也繁殖生長酵母菌，所以平板上菌落長毛形態較大的是霉菌。圖7A是培養48 h的霉菌，圖7B是培養3 d之后的霉菌，此時河內白曲霉菌已經開始產孢子，顏色由白色變成了暗黃色。

圖7 孟加拉紅培養基上霉菌菌落形態

從平板上挑取霉菌，稀釋后在顯微鏡下觀察的霉菌形態如圖8所示。圖8A是霉菌的形態，圖8B是河內白曲霉菌產孢子時的形態。

圖8 顯微鏡下河內白曲霉菌形態

3組樣品稀釋涂布，培養48 h后，得到的堆積過程中霉菌總數的變化如圖9所示。

從圖9可知，河內白曲霉菌在0～16 h內迅速降低。由總體數據可以看出，河內白曲霉菌在數量上遠遠少于細菌和酵母，而且由于堆積環境不利于霉菌的生長繁殖，所以堆積的工藝并不適宜霉菌的富集。

圖9 3組樣品堆積過程中河內白曲霉菌數量的變化

16 h前堆積物料的溫度在20～30 ℃，且是微氧條件，適合酵母、細菌的生長繁殖，而16 h后由于溫度的升高、氧氣的減少，微生物增長幅度相對減緩。細菌和酵母相同，上層高于下層，主要是由于物料上層與環境接觸，溫度與水分受環境影響較大所致，堆積到后期可以看見堆積物料上有白色斑點出現。

2.2 堆積過程中糟醅理化指標的變化趨勢

圖10 堆積過程中上層糟醅理化指標的變化

鑒于酒醅理化指標變化的梯度，本研究選取了上層酒醅及下層酒醅分別進行理化指標分析，分析項目為：酒醅酒精含量、淀粉、酸度、糖分、水分，變化趨勢如圖10和圖11所示。從圖10和圖11可見，上層和下層堆積酒醅的過程中水分都是逐步增大的過程，堆積結束時，水分維持在57 %～58 %之間。總體上分析：無論是上層酒醅還是下層酒醅，堆積結束后消耗淀粉約5 %，酒醅酒精含量為2.5 %vol左右，酒醅糖分為3%左右；而酸度變化不明顯。

2.3 發酵過程中糟醅理化指標的變化趨勢

圖11 堆積過程下層糟醅理化指標的變化

為了探索堆積酒醅在窖池中的變化規律，本研究對入池后上層和下層酒醅的理化變化進行了跟蹤分析，總體變化趨勢如圖12和圖13所示。

圖12 發酵過程上層糟醅理化指標的變化

圖13 發酵過程下層糟醅理化指標的變化

從圖12和圖13可以看出，發酵過程中，總體水分呈現先增大后減小的規律，酸度逐漸增高；上層酒醅酒精最高濃度為發酵后的10～15 d，而下層酒醅酒精最高濃度出現在35 d左右，酒醅最高酒精濃度為8 %vol～9 %vol之間。總體顯示上層酒醅理化指標變化較為劇烈。

3 結論

復合香堆積發酵過程實際上就是各類微生物的代謝消長的過程，微生物的生長繁殖起著決定性的作用，其中淀粉的消耗、水分和酸度的變化與微生物數量之間呈現相互影響、相互制約的關系。在堆積過程中，細菌與酵母的數量持續增長，而霉菌則逐步凋亡。由于受外界環境的影響，在發酵過程中，上層糟醅比起下層糟醅在各個方面的指標變化都顯著，這也是酒醅風味物質在上下層發酵酒醅中存在差異的主要因素。在復合香堆積過程中，堆積工序相當于一個短暫的前發酵過程，不僅網羅培養了大量的微生物，還積累了生香前體物質。所以控制好水分，以及堆積時間，使微生物正常生長繁殖，對于復合香調味酒的生產是至關重要的。