不同年份窖泥理化指標的對比研究

郭 杰，徐姿靜，彭 奎，唐清蘭，劉 念，劉孟華，李 覓，常少健，趙晨婕，王超凱

窖泥在濃香型白酒釀造過程中扮演了重要的角色，是釀酒微生物棲息及生長繁殖的重要載體[1]。在釀酒過程中窖泥不斷與釀酒原料進行物質(zhì)能量交換，隨著時間的推移，不同年份窖泥在理化指標如氨態(tài)氮、有效磷、速效鉀以及礦質(zhì)元素等方面呈現(xiàn)出一定的差異性[2-3]，為研究窖泥年份、老熟程度，評價窖泥質(zhì)量提供了參考[4]。但對于窖泥顆粒特性及水分保持特性研究較少。

本研究以不同年份窖泥為研究對象，通過對比pH 值、水分等常規(guī)理化指標，結(jié)合窖泥顆粒特性及水分保持特性，進一步研究窖泥隨時間變化呈現(xiàn)出的差異性，為指導人工窖泥培養(yǎng)，完善窖泥評價方法增加理論依據(jù)[5]。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

酒樣：采樣具體方法見1.2.1。

試劑及耗材：氫氧化鈉，分析純，成都科龍試劑廠。蒸餾水，由實驗室提供。

儀器設備：pH 計，上海雷磁；甲種土壤比重計、實驗篩、液塑限測定儀，滄州路儀試驗儀器有限公司；干燥箱，上海一恒。其他實驗儀器：燒杯、量筒、溫度計等。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品采集

窖泥樣品取自四川某名酒廠，窖泥年份分別為1 年、10 年、25 年、50 年，每個年份的窖泥取自兩口不同窖池。5 點法取樣，取樣點為窖池四壁、窖底對角線中心，同一口窖池的樣品混合。

1.2.2 窖泥pH值測定

測定方法參照《釀酒分析與檢測》[6]。

1.2.3 窖泥水分測定

測定方法參照《釀酒分析與檢測》。

1.2.4 窖泥干燥曲線測定[7-8]

將風干窖泥過篩去除糠殼，再將風干窖泥加蒸餾水至飽和狀態(tài)（液限）。將水飽和狀態(tài)下的窖泥放入烘箱105 ℃下烘制恒重，期間每隔一定時間將窖泥樣品取出稱重，記錄失水率與時間并繪制窖泥的干燥曲線。

1.2.5 窖泥粒徑分析[9]

（1）窖泥懸濁液制備。取風干窖泥過篩0.075 mm，測定含水率，根據(jù)含水率稱取窖泥使絕干窖泥為30 g；加入200 mL 蒸餾水浸泡12 h；根據(jù)窖泥pH 值加入分散劑，本實驗用分散劑為0.5M NaOH 20 mL。將窖泥懸濁液煮沸40 min，將懸濁液冷卻至室溫，全部轉(zhuǎn)移至1000 mL量筒中，定容至刻度。

（2）測定。用攪拌器在量筒內(nèi)沿整個懸液深度上下攪拌l min，往返約30次，使懸液均勻分布。取出攪拌器，同時開動秒表。測記0.5 min、1 min、5 min、15 min、30 min、60 min、120 min、240 min及1440 min的密度計讀數(shù)。每次讀數(shù)前10～20 s 將密度計小心放入量筒至約接近估計讀數(shù)的深度。每次讀數(shù)后均須測記懸液溫度，準確至0.5 ℃。

（3）計算。根據(jù)密度計讀數(shù)及以下公式計算小于某粒徑顆粒所占百分比，繪制不同年份窖泥顆粒粒徑分布曲線。

式中：K——粒徑計算系數(shù)；

L——土粒有效沉降距離；

t——土粒沉降時間。

式中：L——土粒有效沉降距離；

L0——密度計浮泡中心至最低分度值距離；

L1——最低刻度值至玻璃桿各分度的距離；

V——密度計浮泡體積；

A——1000 mL量筒面積。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同年份窖泥pH值對比

不同年份窖泥的pH 值測定結(jié)果如圖1 所示。年份為1年的窖泥pH值最低為3.92，顯著低于其他3個年份窖泥pH值（p＜0.05）。年份為10年的窖泥pH 值最高為4.79，年份25 年、50 年的窖泥pH 值分別為4.48 和4.32，隨著年份的增長，窖泥pH 值有小幅度的降低，但不顯著。總體上看，新窖泥pH 值較低，隨著時間推移，窖泥逐漸成熟，窖泥pH 值有一定幅度上升，到一定時期趨于穩(wěn)定。

圖1 不同年份窖泥pH值對比

2.2 不同年份窖泥含水量對比

不同年份窖泥含水量測定結(jié)果如圖2 所示。隨著窖泥年份增加，窖泥的含水量呈現(xiàn)出上升的趨勢：年份為1 年的窖泥含水量為44.52%，與年份為10 年的窖泥含水量45.07 %差異不顯著。年份為25 年和50 年的窖泥含水量分別為52.49 %和58.89%，水分含量顯著上升。

圖2 不同年份窖泥含水量對比

2.3 不同年份窖泥干燥曲線

不同年份窖泥的保水性通過干燥曲線來判斷，曲線斜率表示單位時間內(nèi)窖泥的失水率，斜率越大表明保水性越差，反之則表明保水性越好。不同年份窖泥干燥曲線如圖3 所示，曲線斜率隨窖泥年份增加而呈現(xiàn)出下降趨勢，說明窖泥年份越長，其保水性越好。與2.2 實驗結(jié)果相互印證，其保水性越好，在相同的工藝操作中，窖泥的水分含量越高。

圖3 不同年份窖泥水分干燥曲線

2.4 不同年份窖泥粒徑分布

本實驗主要對比了不同年份窖泥細粒（0.075 mm）的含量，不同窖泥粒徑分布如圖4 所示。年份為1年的窖泥粒徑分布曲線與年份為10 年、25 年、50年的窖泥粒徑分布曲線差異較大，可以完全分開，而10 年、25 年、50 年窖泥粒徑分布曲線有一定的交叉或重合。表明其1 年窖泥的顆粒組成與其他3個年份窖泥的顆粒組成差異較大。具體粒徑范圍及占比如表1 所示。1 年的窖泥較大的顆粒（0.05～0.075 mm）的顆粒較多，約占40 %，其他3個年份的窖泥大顆粒僅占15%左右。從較小顆粒（＜0.002 mm）占比來看，隨著窖泥年份增加，小顆粒占比呈增加趨勢。

表1 不同年份窖泥各粒徑范圍所占比例

圖4 不同年份窖泥粒徑分布

3 結(jié)論與討論

以四川某名酒廠不同年份窖泥為研究對象，對比了不同年份窖泥pH 值、水分、保水性、顆粒組成。不同年份的窖泥pH 值呈現(xiàn)出先上升后穩(wěn)定的趨勢，其原因可能是新窖泥在制作過程中原料呈酸性，且?guī)肓溯^多好氧微生物，其生長代謝迅速，產(chǎn)生的有機酸降低了窖泥pH 值[10-11]。但隨著生產(chǎn)的進行，窖泥趨于成熟，厭氧微生物逐漸占據(jù)主導地位，代謝產(chǎn)生了堿性物質(zhì)如銨根離子等提高了窖泥pH 值[12]，同時酯化反應消耗了部分有機酸[13]。水分呈現(xiàn)出上升趨勢，窖泥中的水分含量、保水性與窖泥的顆粒大小有一定關(guān)系。小顆粒占比越高，窖泥的水分含量及保水性越好。窖泥中小顆粒的多少一方面與原料土的性質(zhì)有關(guān)，另一方面可能與釀造過程中積累物質(zhì)成分有關(guān)[14]。本實驗中，隨著窖泥年份的增加，成熟窖泥和新窖泥在顆粒組成上呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性變化，該變化規(guī)律還需進通過一步擴大樣品量、擴大取樣范圍，大數(shù)據(jù)對比進行驗證。