濃香型白酒發酵過程中酒醅理化指標變化規律研究

張 霞，王中凱，鄭 佳，劉多濤，雷學俊，陳小文

（宜賓五糧液股份有限公司，四川宜賓 644000）

濃香型白酒的發酵是多種微生物和酶系共同作用的一個非常復雜的過程，其中發酵過程中酒醅的主要理化參數包括水分、酸度、淀粉和殘糖含量等理化指標。酒醅理化指標的檢測是各大濃香型白酒企業在釀造生產過程中用于監控日常生產的重要環節，是生產任務能否順利完成的保障。在實際生產過程中，需要保證酒醅理化指標在一定數值范圍內，酒醅發酵才能達到最佳效果[1-2]。濃香型白酒酒醅的研究多數是針對入窖糟和出窖糟理化數據的監控[3]，而窖內發酵過程中酒醅卻研究得很少，這就導致了無法了解窖內發酵過程“物系、酶系、菌系”發生了什么變化，更無法通過有限的數據找到

發酵過程中各項理化指標之間的關聯關系。如果能夠結合入窖、出窖酒醅和發酵過程中酒醅各項理化參數的數據，加以分析就能夠為后續的生產操作提供決策的依據，將生產異常的風險遏制在萌芽階段[4]。本研究目的在于探索窖池整個發酵過程酒醅各項理化指標的變化規律，揭示濃香型白酒的發酵規律和機理，在實際生產中利用理化指標數據更加精確的指導工藝操作，從而達到提高出酒率和酒質，實現優質高產、低消耗的目的。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

樣品采集：在釀酒車間選取兩口窖池作為平行取樣，分別取入窖、入窖后3 d、7 d、14 d、21 d、28 d、42 d、56 d 和出窖的酒醅樣品，樣品檢測指標取兩口窖池的平均值。將取得的酒醅樣品放入無菌袋并密封，及時送實驗室進行理化指標的檢測和蒸餾液醇酯分析。

試劑：酚酞、氫氧化鈉、基準苯二甲酸氫鉀、鹽酸、葡萄糖、次甲基蘭、硫酸銅、丙三醇等，均為市售分析純。

儀器設備：酒類分析儀（安東帕），奧地利安東帕（中國）有限公司；AVC-4D1 垂直流超凈工作臺、HWS26 型電熱恒溫數字水浴鍋、電熱鼓風干燥箱、電子天平，梅特勒-托利多儀器上海有限公司等。

1.2 實驗方法

1.2.1 水分的檢測[5]

用已烘至恒重的坩堝稱取混勻試樣10 g，105～110 ℃烘3 h，取出，放入干燥器中冷卻后稱重，再烘30 min，直至前后2次重量差不超過0.001 g為止。含水量計算公式：f=(w-w1)／w×l00%。

1.2.2 酸度的檢測[5]

稱取樣品20 g 于250 mL 燒杯中，加入200 mL水攪勻，于室溫下浸泡30 min，前15 min 充分攪拌，后15 min靜置。吸取20 mL上清液于250 mL三角瓶中，再環繞瓶壁加入約25 mL水。加入酚酞指示劑2滴，以0.1 mol/L氫氧化鈉標準溶液滴定至微紅色為其終點，平行試驗滴定允許誤差不得超過0.1 mL。

1.2.3 淀粉的檢測[5]

①水解：稱取試樣10 g 于250 mL 三角瓶中，加入1∶4 鹽酸溶液，輕輕搖動三角瓶，在瓶口裝上回流管，于電爐上回流水解30 min；取出，迅速冷卻，并用20 %氫氧化鈉溶液中和至微酸性；用脫脂棉過濾，濾液定容至250 mL。

②定糖：用斐林試劑滴定糖液，平行試驗滴定允許誤差不超過0.1 mL。

1.2.4 殘糖的測定[5]

吸取5 mL 已測酸度的酒醅液于三角瓶中，用斐林試劑滴定，平行試驗滴定允許誤差不超過0.1 mL，同時做平行空白試驗。

2 結果與分析

2.1 水分分析結果

水參與白酒發酵所有生化反應，是細菌、霉菌、酵母生長代謝不可缺少的重要物質，微生物的生長和代謝與其存在的微環境的物質循環、能量流動和信息傳遞的“三流運轉”，離不開水的直接或間接參與[6]。

由圖1 可見，無論是上層還是下層，中心還是邊緣，入窖酒醅水分均在54%～56%之間，酒醅水分總體趨勢都是隨著發酵天數的增多而逐漸升高，但是上升幅度卻有不同，整個發酵周期水分總體來說相差不大。發酵前期，窖池上層水分含量略大于邊緣酒醅水分含量，上層水分含量高于下層；發酵中后期，下層水分含量逐漸超過上層，發酵7 d 時上層中心酒醅水分含量急劇上升，14 d 變化幅度不明顯，上層邊緣酒醅水分在發酵7～21 d 也有個急劇上升階段，隨后略微下降，28 d 后逐漸升高，下層水分逐漸升高，7～14 d 升高速率較快。這是因為發酵初期窖池上層酒醅性狀疏松、氧氣充足，耗氧微生物繁殖迅速，代謝旺盛，使得上層水分略大于下層，而發酵中后期，隨著酒醅下層厭氧和兼性厭氧微生物的生長代謝，加上水分逐漸向下層滲透，導致發酵中后期下層水分含量逐漸增多；窖池邊緣水分要略大于窖池中心水分，我們猜測這應該是由于窖池邊緣更靠近窖壁，窖壁泥內微生物更加豐富，其生長代謝能力更加旺盛，呼吸產生水分略多一些。

圖1 發酵過程中酒醅水分變化規律

2.2 酸度分析結果

酒醅窖內發酵產酒主要是微生物代謝過程，微生物生長代謝需要適宜的酸度，酸度過高或過低都不利于糖化和發酵，尤其是酒醅酸度過高，就會嚴重影響正常的生產過程。因此，發酵過程中酒醅酸度監控也需要格外重視[7]。

由圖2 可見，無論是上層還是下層，中心還是邊緣，酒醅酸度總體趨勢都是隨著發酵天數的增多而逐漸升高，但是上升幅度卻明顯不同。發酵21 d前，窖池內不同位置酒醅酸度幾乎沒有差別，上升幅度也很小，維持在2.5 左右，這應該是窖池內微生物處于繁殖狀態，代謝產酸還不夠多。發酵21 d 之后，窖池不同層次酒醅的酸度發生明顯變化，下層酒醅酸度急劇上升，上層酒醅酸度也略有上升，但上升幅度沒有下層酒醅大，同一層次中心和邊緣酒醅酸度相差不大。這是因為發酵中后期，微生物生長繁殖速度減緩，主要是進行代謝，代謝產酸導致酒醅酸度升高，隨著發酵的進行，下層厭氧和兼性厭氧微生物代謝逐漸旺盛，這應該是發酵中后期下層酒醅酸度急劇升高的原因之一。

圖2 發酵過程中酒醅酸度變化規律

2.3 殘淀和殘糖分析結果

淀粉是發酵過程中微生物繁殖所需的主要碳源，淀粉在釀酒過程中，在微生物的作用下水解成葡萄糖等單糖，然后糖化過程中，在各種酶的參與下轉化成乙醇，因此濃香型白酒殘淀和殘糖的含量間接反映了白酒發酵過程的情況[8]。

由圖3 可知，無論是窖池上層還是下層，中心還是邊緣，酒醅淀粉含量都是隨著發酵天數的增多而逐漸降低，這符合微生物繁殖代謝消耗淀粉的規律。發酵前期，酒醅性狀疏松、有利于微生物利用淀粉用于自身生長或將淀粉轉化為其他物質，此階段淀粉消耗量大，淀粉含量下降幅度較大。發酵第14 天，上層中心酒醅淀粉含量急劇下降，隨后變化幅度不明顯，這和水分變化規律比較一致，這應該是因為隨著發酵的進行，水分不斷增加的同時，酒醅中不斷積累著不利于微生物生長的代謝副產物，微生物利用淀粉的能力減弱[9]。而且，發酵后期酒醅中酸度增高，參與釀酒發酵過程的淀粉酶和糖化酶會受到一定程度的抑制，限制了微生物對于淀粉的利用[10]。結合圖1 和圖3，窖內發酵過程中，酒醅水分與淀粉的變化規律呈相反關系，而結合圖2 和圖3 可知，釀酒發酵過程中部分微生物代謝淀粉的同時會產酸，此規律也符合微生物代謝的機理，同樣能為我們判斷酒醅淀粉利用程度提供依據，再結合酒醅水分與酸度變化規律一致性的關系，有助于生產現場的快速判斷和決策。

圖3 發酵過程中酒醅淀粉含量變化規律

由圖4 可知，總體來說，窖池中酒醅殘糖含量隨著發酵過程的進行而逐漸降低，不同層次不同位置降低幅度和速率不同，這是因為，微生物生長代謝消耗淀粉的同時，淀粉分解產生糖，而微生物生長又需要糖類作為碳源，此消彼長，使得殘糖含量呈階段式下降趨勢。發酵第3 天下層酒醅殘糖含量達到最高值，隨后下降，到第21 天時，又達到一個頂峰，隨后逐漸降低；而上層酒醅殘糖在發酵第7 天達到頂峰，比下層晚了幾天，隨后逐漸下降直至出窖。這應該是因為發酵初期微生物主要處于生長繁殖階段，淀粉分解產生的糖類遠大于微生物消耗的糖類，使酒醅在發酵前期殘糖含量升高，隨著發酵的進行，微生物代謝加快，消耗糖類速度大于淀粉分解產生糖類的速度，因此，發酵后期殘糖含量逐漸降低。而發酵前期主要是上層酒醅的耗氧微生物的生長繁殖，上層酒醅微生物消耗糖類要大于下層酒醅糖類的消耗量，使得上層酒醅殘糖含量達到最高值晚于下層酒醅。

圖4 發酵過程中酒醅殘糖含量變化規律

3 結論

通過對濃香型白酒發酵過程中酒醅理化指標變化規律的研究，分析整個發酵周期酒醅的水分、酸度、殘淀和殘糖的變化情況，發現不同層次、不同位置的理化指標呈現一定的規律。窖內發酵過程中：（1）窖池不同層次，不同位置的酒醅水分含量和酸度隨發酵逐漸升高，而殘淀和殘糖含量則逐漸降低，不同層次、不同位置各指標變化幅度不同；（2）酒醅水分和酸度的增加量均與酒醅淀粉的消耗量正相關。由此可見，發酵過程中，可通過這些理化指標之間的規律來判定酒醅發酵的情況，為生產過程控制提供數據和理論支持。