醬香型白酒出入窖糟醅性能評價的技術研究

馮海燕，盧 君，陳竹君，孟天毅，陳文思，唐 平，2，王 凡，2，李長文

（1.貴州國臺酒業股份有限公司，貴州仁懷 564501；2.天士力控股集團有限公司研究院，天津 300410）

中國的釀造歷史可以追溯到西周時期，歷史悠久，技藝精湛。中國白酒的釀造技術是中國古代勞動人民智慧的結晶。但隨著時代的發展，白酒的機械化釀造已經成為必然的趨勢。新中國成立后，在老一輩科研工作者的努力下，已經逐漸將現代化機械應用于白酒的釀造。中國白酒作為對風味有特殊要求的產品，其對工藝點的把控要求較高，因而，直至今日白酒釀造的機械化程度還很低。但其在質量監控、技術等方面的研究已經較為廣泛。為快速了解酒體/糟醅的狀態，在延續傳統工藝的基礎上，本文引入生物傳感器快速檢測糟醅乙醇、乳酸、葡萄糖等含量。生物傳感器在酒類及其他方面的檢測應用已較為廣泛，馮東等[3]利用生物傳感器法快速測定酒中的乙醇含量，該方法快速而準確，檢測時間為20 s，檢測靈敏度高。趙洪慶等[4]研究乙醇傳感器法測定葡萄酒和黃酒中乙醇的含量，建立了生物傳感器法測定葡萄酒和黃酒中乙醇含量的分析方法，表明乙醇含量在280 μL/100 mL 濃度范圍內線性關系良好，相關系數 為0.9997；加 標 回 收 率（n=3）在99.22 %～101.59 %之間；精密度和重復性（n=4）的RSD %低于1%。與國標酒精計法測定結果對比，兩種方法無顯著差異。該法具有無需樣品前處理、特異性好、靈敏度高、測定速度快等優點，適用于企業對發酵過程控制和產品的質量檢測。甄嘯嘯等[5]研究了生物傳感器法測定葡萄糖在標準物質定值中的應用，生物傳感器法能夠在較為復雜的基質中快速準確的測量葡萄糖濃度,操作簡便，特異性強。實驗結果表明，在0.1～50 mmol/L 范圍內線性良好，線性系數R2=0.9996。

生物傳感器可以快速檢測病原體、蛋白質、重金屬和其他類分析物，在醫療保健、遺傳分析、環境檢測及食品檢測等方面應用廣泛。至今為止，生物傳感器已經更新到第3 代，應用領域也越來越廣泛。生物傳感在白酒糟醅檢測方面的應用研究是近幾年才開始的，本文為解決醬香型白酒糟醅的快速檢測問題，建立生物傳感器糟醅檢測方法，并嘗試建立各個輪次糟醅的指標數據標準，為指導生產提供理論及數據支持。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

材料：出入窖糟醅，來自酒廠造沙、一輪次、二輪次出入窖生產過程。

試劑：硫酸銅，分析純，重慶市川江化學試劑廠；次甲基藍，生物指示劑，天津市科密歐化學試劑廠；酒石酸鉀鈉，分析純，成都市科龍化工試劑廠；氫氧化鈉、亞鐵氰化鉀、鹽酸，分析純，成都市科龍化工試劑廠；無水葡萄糖，分析純，天津市大茂化學試劑廠。

儀器設備：生物傳感儀（M-100），深圳市西爾曼科技有限公司；離心機（TGL-16），湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司；水浴鍋（NH-4），常州潤華電器有限公司制造；電熱鼓風干燥機，GZX-9070MBE，上海博訊實業有限公司醫療設備廠；（超）純水機，TST-RO-20，石家莊泰斯特儀器設備有限公司；電子天平（LQ-C10002），昆山優科維特電子科技有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 取樣

入窖糟醅：采用5 點取樣法，取堆子不同點（圍著酒醅堆轉一周，取5 個點，間隔均勻，用手伸入酒醅堆積中部位置約深15 cm 處取樣，將取得的酒醅放入取樣袋中，密封防止水分揮發）糟醅混合后作為代表性樣品。

出窖糟醅：采用3 點取樣法，取窖內不同層（上層、中層、下層）糟醅混合后作為代表性樣品。

1.2.2 生物傳感儀檢測方法

浸提：稱取5 g 糟醅樣品，與100 mL 蒸餾水混合，浸提20 min，每5 min 攪拌1 次。

離心取上清液：取已浸提好的糟醅與水混合液，濾紙/脫脂棉過濾，11100 r/min 低溫離心，取上清液。

檢測：將上清液轉至生物傳感儀檢測樣管內，檢測，可以得到糟醅中葡萄糖、L-乳酸、乙醇含量。

1.2.3 酸度、水分檢測

1.2.3.1 水分的檢測

將質量恒重為W0 的稱量瓶放在天平上，稱取酒醅約10 g，記錄總重W1，然后，將稱量瓶放入125 ℃的烘箱中烘干1 h，取出放入干燥器中冷卻至室溫，用天平稱得總重量為W2，計算水分百分含量。

1.2.3.2 酸度的檢測（指示劑法）

原理：1 g 酒醅，消耗0.1 mol/L NaOH 標準溶液的體積數(mL)。

方法：稱取10 g 酒醅于燒杯中，加100 mL 水浸泡30 min，每隔15 min 攪拌1 次，靜置10 min。取上清液10 mL 于250 mL 三角瓶中，預加20 mL 水，加2 滴1%酚酞指示劑，用0.1 mol/L NaOH 標準溶液滴定至微紅色，記錄消耗的NaOH 溶液的體積V（mL），計算1 g 酒醅，消耗0.1 mol/L NaOH 標準溶液的體積數(mL)。

2 結果與分析

2.1 不同出窖理化參數對產量的影響

2.1.1 出窖糟醅乙醇含量與產量的相關性分析

在醬香型白酒各輪次生產過程中，不同輪次出窖糟醅的性狀、理化指標各不相同，出窖糟醅乙醇含量與本輪次產量有直接關系。為明確出窖糟醅乙醇含量與產酒量的相關性，選取二輪次生產3個班的2—6#窖池，每個出窖窖池分上、中、下三層取樣，共計取樣45 份。利用生物傳感檢測方法檢測其乙醇含量，并統計取樣當天該窖平均甑產量，做相關性及線性分析。

計算兩組數據（乙醇含量及平均甑產量）的Spearman 秩相關系數，相關系數可達到0.779，乙醇含量與平均甑產量呈顯著相關。以平均甑產量做y 軸，乙醇含量做x 軸，做線性分析，乙醇含量與平均甑產量呈線性相關，線性方程：y=1.24x+30.68，R2=0.7059，見圖1。因此，可以將乙醇含量作為出窖糟醅性能評價的一級評價指標。

2.1.2 出窖糟醅L-乳酸含量與產量的相關性分析

乳酸是醬香型白酒基酒中的主要酸類物質成分之一，其對酒體味感的呈現有重要作用。乳酸的酯化物乳酸乙酯，是醬香型白酒的主要酯類物質之一，也是酒體重要的呈香物質。在醬香型白酒各輪次生產過程中，不同輪次基酒中乳酸、乳酸乙酯的含量也是不同的。對于乳酸的研究，目前尚有很多不清楚的地方，本試驗為明確出窖糟醅L-乳酸含量與產酒量的相關性，選取二輪次生產3個班的2—6#窖池，每個出窖窖池分上、中、下三層取樣，共計取樣45 份。利用生物傳感檢測方法檢測其L-乳酸含量，并統計取樣當天的平均甑產量，柱形圖進行數據分析，并計算兩組數據（L-乳酸含量及平均甑產量）的Spearman 秩相關系數，相關系數為0.114，L-乳酸含量與平均甑產量沒有顯著相關性（見圖2）。

圖2 出窖糟醅L-乳酸含量與平均甑產量數據關系

2.2 不同入窖理化參數對產量的影響

2.2.1 入窖水分對產量的影響

水分是微生物發酵的必要物質成分之一，醬酒的釀造過程就是微生物的生長代謝過程，因而入窖糟醅的水分含量對下輪次的出酒起著決定性的作用，為明確入窖糟醅水分含量與產酒量的具體相關性，選取一輪次入窖生產10 個班的1—5#窖堆子，每個堆子取混合樣作為代表性樣品，共計取樣50 份。檢測糟醅水分含量，并統計該窖二輪次酒的平均甑產量，做相關性分析，計算兩組數據（入窖水分及平均甑產量）的Spearman 秩相關系數，相關系數為0.512，入窖水分與平均甑產量顯著相關，見圖3。因此，將水分含量（%）作為入窖糟醅性能評價的一級評價指標。

圖3 入窖水分（%）與產量相關性分析

2.2.2 入窖糟醅酸度對產量的影響

酸是微生物發酵的代謝物質，醬酒的釀造過程伴隨著乳酸、乙酸等酸類物質的產生，因而入窖糟醅的酸度對下輪次的酒質、酒量起著重要作用。同時酸類作為酯類物質的前體物質，對醬香型白酒基酒的呈香呈味起著重要作用。為明確入窖糟醅酸度與產酒量是否具有顯著相關性，選取一輪次入窖生產10 個班的1—5#窖堆子，每個堆子取混合樣作為代表性樣品，共計取樣50 份。檢測糟醅酸度，并統計該窖二輪次酒的平均甑產量，做相關性分析，計算兩組數據（入窖酸度及平均甑產量）的Spearman 秩相關系數，相關系數為0.085，糟醅酸度與平均甑產量沒有顯著相關性，見圖4。

圖4 入窖酸度與產量數據分析

2.2.3 入窖糟醅L-乳酸含量對產量的影響

醬香型白酒的生產過程，也伴隨著乳酸的產生。孫利林等[2]研究發現，在窖內發酵中乳桿菌屬（Lactobacillus）占絕對優勢。李欣等[37]研究發現，乳酸菌是醬香型白酒堆積糟醅中主要優勢菌群。糟醅中的乳酸只由乳酸菌產生，因此糟醅中乳酸的含量在一定程度上可以體現出乳酸菌的生長狀態。為明確入窖糟醅L-乳酸含量與產酒量的相關性，選取一輪次入窖生產6 個班的2—5#窖堆子，每個堆子取混合樣作為代表性樣品，共計取樣24份。利用生物傳感檢測方法檢測其L-乳酸（mg/g）含量，并統計該窖二輪次酒的平均甑產量，做相關性分析，計算兩組數據（入窖醅L-乳酸含量及平均甑產量）的Spearman 秩相關系數，相關系數為0.434，入窖醅L-乳酸含量與平均甑產量有相關性，線性方程：y=3.2759x+43.058，線性系數R2=0.2474，見圖5。

圖5 入窖糟醅L-乳酸含量與平均甑產量相關性分析

2.2.4 入窖糟醅葡萄糖、乙醇含量對產量的影響

為明確入窖糟醅葡萄糖、乙醇含量與產酒量的相關性，選取一輪次入窖生產6 個班的2—5#窖堆子，每個堆子取混合樣作為代表性樣品，共計取樣24 份。利用生物傳感檢測方法檢測其葡萄糖（mg/g）、乙醇（mg/g）含量，并統計該窖二輪次酒的平均甑產量，做相關性分析，并計算兩組數據（入窖醅葡萄糖含量及平均甑產量）的Spearman 秩相關系數，糟醅葡萄糖與平均甑產量沒有相關性，見圖6。同上，計算兩組數據（入窖醅乙醇含量及平均甑產量）的Spearman 秩相關系數，入窖糟醅乙醇含量與平均甑產量沒有相關性，見圖7。然而，沒有顯著相關性并非沒有影響，入窖糟醅的乙醇含量與堆積過程中酵母菌的生長代謝有密切關系。

圖6 入窖糟醅葡萄糖含量與產量數據分析

圖7 入窖糟醅乙醇含量與產量數據分析

2.3 不同輪次糟醅葡萄糖、L-乳酸及乙醇含量的分析

選取造沙出入窖、一輪次出入窖、二輪次出入窖，共6 組數據，每組至少取24 份樣品，生物傳感器檢測其葡萄糖、L-乳酸、乙醇含量，并記錄其感官特點。利用箱線圖做數據分析，剔除異常數據，選取箱體內數據作為正常糟醅數據區間。

造沙出窖糟醅葡萄糖含量在0.4～2.0 mg/g 糟醅，L-乳酸1.8～2.6 mg/g 糟醅，乙醇1.2～3.4 mg/g糟醅，糟醅松散，顏色、香氣均正常，具有本輪次出窖糟醅典型特征；造沙入窖糟醅葡萄糖含量5.2～10.4 mg/g 糟醅，L-乳酸0.2～1.6 mg/g 糟醅，乙醇2.8～4.8 mg/g 糟醅，糟醅性狀良好，顏色、香氣均正常，具有明顯酒香、花香、果香味等；一輪次出窖糟醅葡萄糖含量0.2～3.8 mg/g 糟醅，L-乳酸3.0～4.6 mg/g 糟醅，乙醇8.2～13.3 mg/g 糟醅，糟醅性狀良好，酒香濃郁，明顯糧香，具有本輪次糟醅典型特征；一輪次入窖糟醅葡萄糖含量9.0～14.5 mg/g 糟醅，L-乳酸2.6～3.8 mg/g 糟醅，乙醇0.8～5.5 mg/g糟醅，糟醅性狀良好，顏色、香氣均正常，具有明顯酒香、花香、果香味等；二輪次出窖糟醅葡萄糖含量0.0～2.0mg/g 糟醅，L-乳酸4.4～5.6 mg/g 糟醅，乙醇14.8～18.8 mg/g 糟醅，糟醅性狀良好，酒香濃郁，略帶醬香，具有本輪次糟醅典型特征；二輪次入窖糟醅葡萄糖含量5.2～9.2 mg/g 糟醅，L-乳酸4.0～4.4 mg/g 糟醅，乙醇7.8～13.6 mg/g 糟醅，糟醅性狀良好，顏色、香氣均正常，具有明顯酒香、花香、果香味等（詳見表1）。

表1 不同輪次糟醅生物傳感指標數據范圍

結合2.1、2.2 的相關性分析，出窖糟醅的乙醇含量與基酒產量呈顯著相關性，作為糟醅性狀評價的一級指標，L-乳酸含量在出窖糟醅中相對穩定，但其隨輪次的增加，含量呈逐漸增加的趨勢，作為三級評價指標。前輪次入窖糟醅的L-乳酸含量與本輪次產量呈明顯相關性，但相關系數略低，作為二級評價指標，出入窖糟醅的葡萄糖含量與糟醅的發酵狀態直接相關，是糟醅整體糖化力與發酵力的綜合表現，是醬酒生產的中間指標，作為二級評價指標。

2.4 不同輪次入窖糟醅水分、酸度分析

選取造沙入窖、一輪次入窖、二輪次入窖，共3組數據，每組至少取60 份樣品（選擇糟醅狀態良好，產質量穩定班組樣品），理化分析檢測其水分、酸度含量。利用箱線圖做數據分析，剔除異常數據，明確糟醅理化數值的適宜區間。

造沙入窖糟醅水分含量36.8%～39.1%，酸度0.3～0.5 mmol/10 g；一輪次入窖糟醅糟醅水分含量40.0%～41.9%，酸度1.0～1.5 mmol/10 g；二輪次入窖糟醅44.0 %～46.4 %，酸度1.9～2.3 mmol/10 g；造沙及一輪次、二輪次入窖糟醅性狀均良好，顏色、香氣均正常，具有明顯酒香、花香、果香味等（詳見表2）。

表2 不同輪次糟醅理化指標數據范圍

結合2.1、2.2 的相關性分析，前輪次入窖糟醅的水分含量與基酒產量呈顯著相關性，作為糟醅性狀評價的一級指標。入窖糟醅的酸度與糟醅的發酵狀態及酸類物質的累計直接相關，是糟醅整體發酵狀態的綜合表現，作為二級評價指標。感官性狀依然作為理化輔助方式，最終明確糟醅的狀態，作為一級評價指標。本研究結合生產實踐，進一步優化了團體標準《仁懷產區大曲醬香酒生產技術規范》（T/GZRHJX 007—2019）中入窖糟醅水分、酸度標準范圍，建立更加適宜的內控范圍區間，為精細化生產提供理論依據。

2.5 出入窖糟醅理化指標的科學解析和標準建立

傳統醬香型白酒出窖糟醅的評價以感官為主，并結合出酒量綜合評價糟醅狀態，本研究在傳統評價的基礎上，增加葡萄糖、L-乳酸、乙醇等指標的評價，為出窖糟醅科學評價，提供理論基礎。傳統醬香型白酒入窖糟醅的評價也是以感官為主，并結合入窖糟醅的理化指標綜合評價糟醅狀態，本研究在傳統評價的基礎上，結合生產實際，增加葡萄糖、L-乳酸、乙醇等指標的評價，為入窖糟醅科學評價，提供理論基礎。見表3、表4。

《出入窖糟醅性狀評價表》為醬香型白酒糟醅狀態（正常/異常）評價提供參考，可以綜合評定出入窖糟醅性狀是否良好，從而進一步指導生產，為更加詳細的不同等級的糟醅的評定提供理論與實踐基礎。由表3、表4 可知，本研究提供了醬香型白酒出入窖糟醅性狀評價的新的技術指標，可以更加科學解析出入窖糟醅性狀，將傳統的經驗轉化為數據，應用于生產實際。改變了以往釀酒生產時只能依靠經驗判斷的方式，使得企業釀酒生產的質量把控能力進一步提高。由于試驗所基于的數據量較少，本評價表還有待進一步研究，并逐漸完善。

表3 出窖糟醅的性狀評價表

表4 入窖糟醅性狀評價表

3 結論

基于大量化學試劑的糟醅理化檢測方法，既不符合生態釀造的理念，也已經難以滿足醬香型白酒機械化、智能化生產快速檢測的需求，糟醅快檢技術的研究與應用是醬香型白酒行業發展的必然趨勢。本研究引入基于生物傳感器的葡萄糖、L-乳酸及乙醇含量快檢技術，并結合理化檢測，建立糟醅性狀的新的評價方式，對于醬香型白酒生產過程的把控具有重要指導意義。由于本文的研究所基于的數據量較少，只是提出一種利用生物傳感器快檢技術優化糟醅重要指標標準的方法和方式，標準還有待進一步研究，并逐漸完善。