不同處理對濃香型白酒窖外發酵糟醅香氣成分和理化的影響研究

王 媚，邱樹毅，黃 婷，黃 河，李 征，馮學愚，趙金松，*

（1.四川省酒業集團有限責任公司，四川 成都 611230；2.貴州大學 釀酒與食品工程學院，貴州 貴陽 550025；3.四川輕化工大學 生物工程學院，四川 宜賓 644000；4.成都師范學院 化學與生命科學學院，四川 成都 611130）

濃香型白酒在中國白酒市場具有較高占有率[1-2]，但其以泥窖為發酵容器，自然接種（多數為未培養微生物[3]）的多菌種的密閉固態發酵[4]，為發酵的標準化、機械化帶來了很大的困難，實現發酵糟醅的窖外發酵是解決該問題的關鍵。“千年老窖萬年糟，酒好還需窖池老”的傳統經驗表明，糟醅和窖池在濃香型白酒釀造過程中起著至關重要的作用。此外，濃香型白酒續糟發酵工藝，糟醅經過長時間的循環發酵，累積了大量的風味成分，濃香型白酒“窖香濃郁，綿甜甘冽，香味協調，尾凈余長”的風味成分由糟醅經蒸餾直接帶入酒，因此糟醅對白酒酒質具有重要的貢獻[5]。

在糟醅香氣成分研究中，舒代蘭等[6]跟蹤調查了濃香型白酒發酵過程中發酵糟醅香氣成分的變化，發現糟醅中乙酸、丁酸、己酸和乳酸變化趨勢與對應的乙酯的生成趨勢大體一致。胡沂淮等[7]分析雙輪底糟醅香氣成分，鑒定出19種主要香味物質，其中10種屬于酯類化合物，占總數的52.6%。應靜等[8]研究了溫度對實驗室窖外發酵出壇糟醅揮發性風味物質的影響，發現高、中、低溫發酵出壇糟醅中的高級醇含量分別為7.74 mg/100 g、7.42 mg/100 g、9.72 mg/100 g。中、低溫發酵糟醅中未檢測出糠醛，高溫發酵糟醅中糠醛含量為1.90 mg/100 g，中溫發酵糟醅與對照窖池出池糟醅風味組分構成更為接近。雷學俊等[9]研究多糧濃香白酒糟醅中香氣成分的空間分布規律表明，酯類和酸類是糟醅的主要香氣成分，其含量的分布規律為下層＞中層≥上層，同層糟醅距離窖壁越近含量越高且呈擴散遞減趨勢，窖邊糟（0 cm）的酸類和酯類化合物含量最高分別為899.57 μg/g和2 792.91 μg/g。醇類、芳香族、醛酮類成分的總含量并未呈現顯著的空間異質性，部分物質（如正己醇、正丁醇、正戊醇、鄰甲酚、對甲酚、苯酚）表現為下層＞中層≥上層，同層糟醅中0 cm處含量最高。窖邊糟醅中較高含量物質包括己酸、丁酸、己酸乙酯、丁酸乙酯、己酸己酯和己酸丁酯等。以往研究中，未見不同處理對窖外發酵糟醅香氣成分的影響研究。

窖泥和黃水中含有豐富的功能性微生物和醇、酸、酯等風味成分[10-14]，本實驗對入窖糟醅進行4種不同處理后進行發酵，初步探討黃水、窖泥中的化學成分和微生物對發酵糟醅香味和理化指標的影響，以期為糟醅窖外發酵的進一步研究與實現提供基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

白酒多組分標樣（色譜純）：鄭州譜析科技有限公司；入窖糟醅（已添加20%的曲粉）：取自四川省宜賓市某知名多糧濃香型白酒企業；黃水為同一企業同一入窖糟醅上一輪發酵的黃水；窖泥為同一企業同一入窖糟窖池同一位置的窖泥。

1.2 儀器與設備

7890氣相色譜儀（gas chromatography，GC）、7697A頂空進樣器：安捷倫科技（中國）有限公司；AR2130電子分析天平：賽多利斯（上海）貿易有限公司；LDZX-75KBS高溫壓力蒸汽滅菌鍋：上海申安醫療器械廠；1 L玻璃壇：四川省瀘縣海羅玻璃廠。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

準確稱取0.833 kg入窖糟醅（已添加20%的曲粉），裝入1 L已滅菌的玻璃壇，對入窖糟醅進行不同處理：

（1）入窖糟醅直接發酵：用筷子在玻璃壇糟醅上面均勻的插10個洞，依次用滅菌的窖皮泥、壇蓋、保鮮膜封口，在室溫條件下發酵60 d。

（2）入窖糟醅＋黃水發酵：用筷子在玻璃壇中的糟醅上面均勻的插10個洞，用滅菌的量筒量取30 mL黃水于裝有20 mL無菌水的三角瓶中搖勻，然后均勻的倒入10個洞，依次用滅菌的窖皮泥、壇蓋、保鮮膜封口，在室溫條件下發酵60 d。

（3）入窖糟醅＋窖泥發酵：用筷子在玻璃壇糟醅上面均勻的插10個洞，同時裝入半徑為3 cm，厚度為3 cm的窖泥，依次用滅菌的窖皮泥、壇蓋、保鮮膜封口，在室溫條件下發酵60 d。

（4）入窖糟醅＋（窖泥＋黃水）（滅菌）發酵：用筷子在玻璃壇中的糟醅上面均勻的插10個洞，用滅菌的量筒量取30 mL滅菌黃水于裝有20 mL無菌水的三角瓶中搖勻，然后全部均勻的倒入10個洞，同時裝入半徑為3 cm、厚度為3 cm的滅菌的窖泥，最后依次用滅菌的窖皮泥、壇蓋、保鮮膜封口，在室溫條件下發酵60 d。

所有不同處理均進行3組重復試驗。

1.3.2 測定方法

（1）發酵糟醅香氣成分檢測

發酵結束后，剝去玻璃壇封口的材料，在無菌條件下混勻糟醅，分別取發酵糟醅進行檢測。

酸類物質的檢測：在無菌條件下取發酵后混勻的糟醅40 g，加入100 mL無菌水，過夜。6 000 r/min離心10 min，用0.45 μm細菌濾膜過濾后進行GC檢測。

其他香味成分檢測：在無菌條件下取發酵后混勻的糟醅2 g放入頂空瓶，再加入8 mL無菌水，頂空進樣后進行GC檢測。

色譜條件：Lzp-930白酒專用毛細管柱（30 m×0.32 mm×0.5 μm）；程序升溫條件為柱溫50 ℃保持3 min，以3.5 ℃/min升溫至150 ℃保持1 min，以10 ℃/min 升溫至200 ℃保持30 min；進樣口溫度220 ℃，進樣量0.4 μL，分流比3∶1。

不同處理糟醅的3個重復均單獨取樣檢測，取平均值。

（2）糟醅理化指標檢測

水分含量的測定采用烘干法[15]；酒精度的測定采用蒸餾法結合酒精計法[15]；酸度的測定采用酸堿中和滴定法[15]；還原糖含量測定采用斐林試劑法[16]；淀粉含量測定采用酸水解結合斐林試劑法[16]。

2 結果與分析

2.1 不同處理對糟醅香氣成分的影響

酯類成分是濃香型白酒發酵糟醅中主要的微量香氣成分[17-18]。由表1可知，4種不同處理糟醅中酯類物質的種類和含量都存在一定差異，入窖糟發酵糟醅的酯類為13種，其他3種糟醅為14種。入窖糟醅＋黃水發酵糟醅中乙酸乙酯、乙酸丙酯、辛酸乙酯含量分別為其他3種發酵糟醅的2～3倍、2～6倍、2～3倍，說明黃水對乙酸乙酯、乙酸丙酯、辛酸乙酯的生成有促進作用；入窖糟醅＋黃水發酵糟醅中檢測出戊酸乙酯，其他3種處理均未檢測出該物質，說明黃水對戊酸乙酯的生成有明顯促進作用；入窖糟醅＋窖泥發酵糟醅中庚酸乙酯為其他3種發酵糟醅的2～4倍，表明窖泥能促進庚酸乙酯的生成。

表1 不同處理發酵糟醅揮發性風味物質的比較Table 1 Comparison of volatile flavor compounds in fermented Zaopei with different treatments

醇類物質是由葡萄糖和氨基酸降解產生，是酯類的前驅物質[19-20]。由表1可知，入窖糟醅和入窖糟醅＋黃水發酵糟醅可檢測出8種醇類，入窖糟醅＋窖泥發酵糟醅和入窖糟醅＋（窖泥＋黃水）（滅菌）發酵糟醅可以檢測到9種醇類。4種發酵糟醅中醇類物質大多數含量較相近，入窖糟醅＋黃水發酵糟醅中正丙醇、異丁醇含量為其他3種發酵糟醅的2～7倍、2～3倍，表明黃水有利于正丙醇和異丁醇的生成；入窖糟醅＋（窖泥＋黃水）（滅菌）的發酵糟醅中正丁醇含量為其他3種發酵糟醅的2～3倍，表明黃水和窖泥微生物能促進正丁醇的生成；入窖糟醅＋（窖泥＋黃水）（滅菌）的發酵糟醅中乙醇含量最低，說明黃水和窖泥化學成分對乙醇的生成有較大抑制作用；入窖糟發酵糟醅中未檢測出仲丁醇，表明入窖糟醅直接發酵不利于仲丁醇的生成。

酸類化合物作為酒體風味物質外，還是白酒中酯類生物合成的重要前體物質[21-22]。入窖糟發酵糟醅的檢測出酯類為6種，其他3種發酵糟醅為7種。入窖糟醅＋（窖泥＋黃水）（滅菌）發酵糟醅中檢測的異戊酸、辛酸含量分別為其他3種發酵糟醅的1～2倍、1～2倍，表明黃水和窖泥化學成分能促進異戊酸和辛酸的生成；入窖糟醅＋黃水發酵糟醅中檢測出的丁酸和己酸含量最低，表明黃水對丁酸和己酸的生成有抑制作用。

白酒中芳香族成分賦予了酒體優雅醇厚的風味特征[23-24]。由表1可知，入窖糟醅＋黃水發酵糟醅檢測出其他類物質6種，其他3種處理發酵糟醅檢測出5種。僅有入窖糟醅＋黃水發酵糟醅中檢測出雙乙酰的含量，說明黃水中的微生物和化學成分可能促進雙乙酰的生成。

醛酮類化合物對濃香型酒的香氣有一定的作用，但含量過高易造成酒體出現苦味[25]。由表1可知，入窖糟醅＋（窖泥＋黃水）（滅菌）發酵糟醅中檢測的糠醛含量是其他3種發酵糟醅的2～4倍，表明黃水和窖泥中化學物質能促進糠醛的生成；入窖糟醅＋黃水發酵糟醅中檢測的乙縮醛最低，表明黃水中的微生物和化學物質抑制乙縮醛的生成。

進一步由香氣成分聚類分析熱圖（圖1）可知，不同處理糟醅，除入窖糟醅＋黃水發酵糟醅外，其他3種發酵糟醅化合物信息表達相近，且與入窖糟醅＋黃水發酵糟醅香氣成分之間存在互補。在化合物聚類上，總體可分為兩類，第1類為醇類和酯類，第2類為酸類和其他物質類。

圖1 不同處理發酵糟醅香氣成分的聚類分析熱圖Fig.1 Cluster analysis heat map of aroma components in fermented Zaopei with different treatments

2.2 不同處理對發酵糟醅部分理化指標的影響

由表2可知，與入窖糟醅相比，3種不同處理方式的發酵糟醅水分和酸度都較高，其中入窖糟醅＋黃水的發酵糟醅水分含量最高，達到58.8%，酸度達到2.98 mmol/10 g，這可能與初始黃水滲透到糟醅以及黃水本身相關物質含量有關。4種不同處理糟醅中，入窖糟醅＋黃水和入窖糟醅＋窖泥發酵糟醅中淀粉含量較低，分別為8.95%、9.85%，可能與窖泥和黃水中豐富微生物相關。4種不同處理糟醅中還原糖含量差異較小，在0.98%～1.35%之間。入窖糟醅＋（窖泥＋黃水）（滅菌）發酵糟醅酒精度低于其他3種處理糟醅，最低達到2.9%vol。結果表明，添加黃水、窖泥更有利于糟醅發酵，可能與黃水、窖泥中含有豐富的微生物和化學物質有關。

表2 不同處理對發酵糟醅部分理化指標的影響Table 2 Effect of different treatments on some physical and chemical indicator of fermented Zaopei

3 結論

窖泥和黃水的微生物和化學成分對窖外發酵糟醅香味成分的種類和含量都有影響。4種不同處理發酵糟醅中，入窖糟發酵糟醅檢測的香味成分種類為32種，其余發酵糟醅可檢測香味成分為35種。與入窖糟發酵糟醅比較，添加窖泥的發酵糟醅中酯類、酸類物質含量較高；添加黃水的發酵糟醅中大多數酯類物質和醇類物質含量較高，而酸類物質含量較低；而添加（窖泥＋黃水）（滅菌）發酵糟醅中大酸類物質和其他類物質含量較高。

窖泥對糟醅中的己酸丁酯、辛酸、仲丁醇含量有明顯的促進作用，黃水對糟醅中的戊酸乙酯、乙酸丙酯、辛酸乙酯、辛酸、仲丁醇、正丙醇、異丁醇、雙乙酰有明顯的促進作用，而對苯甲酸乙酯、β-苯乙醇含量的生成有一定抑制作用。

不同處理方式對糟醅理化指標中酸度、還原糖、酒精度含量影響較小，添加黃水的發酵糟醅水分含量明顯高于其他3種糟醅，達到58.8%，而淀粉明顯低于其他3種糟醅，含量僅為8.95%。

總之，玻璃壇發酵糟醅中添加窖泥、黃水或（窖泥＋黃水）（滅菌）都能使糟醅中的物質種類和含量增加。因此，在窖外發酵過程中應該考慮窖泥、黃水的添加，可以通過中試試驗進一步驗證黃水和窖泥對發酵糟醅及酒質的影響。