醬香型白酒分層移位發(fā)酵工藝研究

王貴軍, 沈才洪, 張洪遠, 敖宗華, 趙 新, 盧中明,李長江, 曾 藺, 師遠均

高溫堆積過程是一個開放式的,自然網(wǎng)羅環(huán)境微生物進行生長繁殖、代謝的過程,也是在多種酶類共同作用下合成酒體香味前體物質(zhì)的重要過程.堆積過程中在糟醅堆積的不同部位溫度和微生物變化都不同[1-5].隨著堆積時間的延長,糟醅溫度表層溫度要遠大于堆心溫度,中層溫度介于兩者之間,當表層溫度達到50℃以上時,糟醅產(chǎn)出一層白色菌絲,且有明顯的酒香味,略有醬香,而堆心的糟醅聞香變化不明顯.堆積過程中糟醅微生物數(shù)量增長較快和幅度較大的是酵母菌和非芽孢桿菌,堆積結(jié)束時,堆心與表層的微生物數(shù)量差距較大[6-7].

堆積結(jié)束后,進入窖內(nèi)發(fā)酵是堆積發(fā)酵的后續(xù)工藝,通過厭氧發(fā)酵,最終形成醬香型白酒的不同輪次基酒的風(fēng)味特征.因此,根據(jù)堆積發(fā)酵后各層糟醅風(fēng)味特征,結(jié)合窖內(nèi)發(fā)酵,合理開發(fā)下窖方法,可使各層次酒風(fēng)格更好,也可進一步增強發(fā)酵產(chǎn)醬香,使相關(guān)層次酒醬香更好.本文針對堆積糟醅中各層風(fēng)格特點,分層下窖,增加窖內(nèi)各層次酒質(zhì)量等方面做了研究.

1 材料和方法

1.1 材料

四川糯紅高粱.

高溫大曲,瀘州懷玉制曲有限責任公司生產(chǎn).

1.2 試劑和儀器

試劑:10 g/L酚酞指示劑、0.1 mol/L NaOH標準滴定溶液、200 g/L氫氧化鈉溶液、10 g/L次甲基蘭指示劑、(1+4)鹽酸溶液、費林溶液.

儀器:實驗室常規(guī)儀器、窖池取樣器、窖池溫度計、HP 6890氣相色譜;FID檢測器;色譜柱為HPINNOWAX(30 m ×0.25 mm×0.25μm);乙酸正戊酯(內(nèi)標).

1.2.1 內(nèi)標與樣品溶液的制備

準確吸取2 mL乙酸正戊酯,用體積分數(shù)50%乙醇定容至100 mL,配制成體積分數(shù)2%的內(nèi)標溶液.吸取0.1 mL內(nèi)標溶液于10 mL白酒中,充分混勻.

1.2.2 氣相色譜條件

載氣及流速分別為高純氮氣(純度為99.999%),流速1.3 mL/min;氣化室溫度250℃;進樣量1μL;分流比50∶1;吹尾為40 mL/min.

程序升溫:起始柱溫40℃保持5 min,以6℃/min升至52℃,再以12℃/min升至130℃,再以25℃/min升至240℃,保持10 min.

定性與定量:樣品被氣化后,隨同載氣進入色譜柱,利用被測定的各組分在氣液兩相中具有不同的分配系數(shù),在柱內(nèi)形成遷移速度的差異而得到分離.分離后的組分先后流出色譜柱,進入氫火焰離子化檢測器,根據(jù)色譜圖上各組分峰的保留值與標樣相對照進行定性,利用峰面積,以內(nèi)標法定量.

1.3 實驗方法

1.3.1 下窖方式

堆積糟醅頂溫＞50℃時,＞45℃的糟醅為外層,厚度為25～35 cm;45～38℃的糟醅為中層,厚度為30～40 cm;38～32℃的糟醅為內(nèi)層,因而分為A、B、C類,與窖池產(chǎn)生酒體不同風(fēng)格的上、中、下部分進行組合下窖,形成如下下窖組合:

組合一:糟醅分為A、B、C類別對應(yīng)窖池的上、中、下層部分進行下窖.

組合二:糟醅分為A、B、C類別對應(yīng)窖池的下、中、上層部分進行下窖.

組合三:糟醅分為A、B、C類別對應(yīng)窖池的上、下、中層部分進行下窖.

組合四:糟醅分為A、B、C類別對應(yīng)窖池的下、上、中層部分進行下窖.

組合五:糟醅分為A、B、C類別對應(yīng)窖池的中、上、下層部分進行下窖.

組合六:糟醅分為A、B、C類別對應(yīng)窖池的中、下、上層部分進行下窖.

1.3.2 取樣方法

用窖池取樣器取樣.堆子取樣,按堆的外層、中層、堆心取樣,取堆積糟醅外層厚度為25～35 cm,糟醅中層厚度為30～40 cm,其余糟醅為堆心.每樣區(qū)分4個方向取樣,進行混合所得.窖池取樣,按窖池上、中、下層進行取樣,對前(距離窖池前邊沿20～30 cm)、中(窖池中間)、后(距離窖池后邊沿20～30 cm)取樣,然后進行混合所得.

1.3.3 分析方法

1.3.3.1 堆積和窖池糟醅溫度測定及糟醅感官變化情況

對實驗糟醅堆積過程和入池后發(fā)酵進行測溫.堆積糟醅測溫,收堆完畢后開始測溫,每隔一段時間測定糟醅溫度.按照堆積糟醅的外層、中層、堆心分別測定溫度,同一深度,分4個不同方向測溫,得其平均值為所測溫度.窖池測溫,按窖池上、中、下層進行測溫,分前、中、后測溫后得其平均值.

1.3.3.2 堆積和窖池糟醅理化指標變化情況

按照1.3.2取樣方法,每隔一段時間定時取樣,分別測定堆積糟醅和窖池的酸度、淀粉、還原糖、水分等理化指標.

1.3.3.3 出酒數(shù)量和質(zhì)量的測定與評定

采取分段取酒的方式,按60°的體積分數(shù)計,分上、中、層進行統(tǒng)計.取各層酒樣由瀘州老窖有限責任公司國家級品酒師進行品評.

2 結(jié)果與分析

2.1 堆積糟醅溫度和感官變化情況

實驗在醬香型白酒生產(chǎn)工藝中的產(chǎn)酒質(zhì)量較好的第4輪次中進行,對堆積糟醅的外層、中層、堆心每隔24 h分別測定溫度,并對糟醅做感官鑒定.其糟醅感官鑒定結(jié)果見表1,溫度變化情況見圖1.

表1 第4輪次堆積糟醅各層感官指標隨時間的變化趨勢Tab.1 Accumulation of the fourth round grains of sensory index layers trends over time

圖1 第4輪次糟醅堆積溫度隨時間的變化趨勢Fig.1 Accumulation of the fourth round grains trend of temperature with time

從圖1可以看出糟醅在堆積的過程中,堆積糟醅的表層、中層、堆心在堆積過程中升溫幅度差異較大,表層的溫度最高,可以達到50℃,這與表層含氧量相對較高,微生物繁殖較完善有關(guān)系.與表層差異最大的是堆心,形成明顯的對比,這一點從表1堆積糟醅的感官鑒定也得到了證實,當堆積到4天的時候,表層糟醅具有濃郁的酒香并伴有醬香味,而堆心變化不明顯,幾乎聞不到表層所具有的香氣.堆積糟醅表層、中層、堆心的差異性如此大,主要原因可能是與表層跟空氣直接接觸,網(wǎng)絡(luò)了較多的空氣中的微生物,且表層含氧較高,因而適合微生物大量繁殖,產(chǎn)生大量熱量,固升溫較高,且糟醅感官也發(fā)生了變化,最明顯的就是表層霉菌長出的一層白色菌絲.

2.2 堆積過程糟醅理化測定

每隔24 h,按照1.3.2取樣方式取樣,對糟醅的水分、淀粉、還原糖、酸度等進行測定,數(shù)據(jù)見表2.

表2 堆積糟醅理化指標隨時間變化趨勢Tab.2 Accumulation of physical and chemical indicators of grains trends over time

從表2數(shù)據(jù)分析得知,堆積糟醅在堆積過程中表層、中層、堆心的理化數(shù)據(jù)有一定的差異.從總體上看堆積糟醅的水分和淀粉呈遞減的趨勢,而還原糖是呈遞增的趨勢.從分層看,水分、淀粉、酸度、還原糖變化幅度最大的是糟醅表層,變化最小的是糟醅堆心,表明糟醅在堆積過程中,堆積糟醅具有明顯的分層現(xiàn)象.堆積過程是一個開放式的,網(wǎng)羅環(huán)境微生物進行生長繁殖代謝的過程,且堆積糟醅各層微生物數(shù)量與新陳代謝程度具有一定的差異.

2.3 分層移位發(fā)酵工藝

堆積結(jié)束后,進入窖內(nèi)發(fā)酵是堆積發(fā)酵的后續(xù)工藝.傳統(tǒng)工藝是在堆積之后將糟醅進行混合,然后將混合好的糟醅直接下窖池進行發(fā)酵.本文通過糟醅在堆積過程中,不同部位升溫不同而使各層糟醅具有不同風(fēng)格,將堆積糟醅分為A、B、C類.采用A、B、C類糟醅分別與窖內(nèi)上、中、下三層進行組合分層下池發(fā)酵,形成多種組合下窖方式,其中以組合一和組合二研究為典型.

2.3.1 窖內(nèi)溫度變化情況

糟醅下窖后,每隔一段時間按窖池上、中、下層進行測溫,分前,中、后測溫后得其平均值.以組合一、組合二為例結(jié)果如圖2、圖3.

圖2 組合一下窖后各層糟醅溫度隨時間的變化趨勢Fig.2 After combination of layers of grains about pit temperature trends over time

圖3 組合二下窖后各層糟醅溫度隨時間的變化趨勢Fig.3 After the second combination of layers of grains about pit temperature trends over time

從圖2和圖3可以得出,組合一和組合二下窖后其溫度總體表現(xiàn)為前緩,中挺,后緩落.窖池各層溫度變化有一定的差異,上層起始溫度較高,升溫幅度較小,下層起始溫度低,升溫幅度較大.封窖6～8 d將升至最高溫度,之后開始緩慢下降.組合一和組合二前6～8 d溫度變化差異較大,組合一下層溫度一直都較低,組合二下層溫度先低后高再低.這與組合一和組合二下窖方式有關(guān).

2.3.2 窖內(nèi)糟醅理化變化情況

每隔一段時間,按照1.3.2取樣方式取樣,對窖內(nèi)糟醅的水分、淀粉、還原糖、酸度等進行測定,其數(shù)據(jù)以組合一、組合二為例,見表3、表4.

表3 組合一窖池發(fā)酵糟醅理化指標隨時間變化趨勢Tab.3 The first combination of fermented grains pits physicochemical trends over time

表4 組合二窖池發(fā)酵糟醅理化指標隨時間變化趨勢Tab.4 The second combination of fermented grains pits physicochemical trends over time

從表3和表4可以看出淀粉在4～6 d變化較大,各層相近.還原糖也是在發(fā)酵4～6 d變化較大,而酸度在發(fā)酵后期變化較大.組合一和組合二由于下窖方式不同,因而從其理化數(shù)據(jù)上看,入窖時各層理化數(shù)據(jù)有些不同,但經(jīng)過一個發(fā)酵期都趨于相同.

分析原因:窖池密封后,霉菌利用糟醅顆粒間形成的縫隙所蘊藏的稀薄空氣進行有氧呼吸,而淀粉酶將可溶性淀粉轉(zhuǎn)化生成葡萄糖.而在有氧的條件下,大量的酵母菌進行菌體繁殖,當霉菌等微生物把窖內(nèi)氧氣消耗完了以后,整個窖池呈無氧狀態(tài),此時酵母菌進行酒精發(fā)酵.因此還原糖逐漸升高,第4 d的時候達到了最高糖分.在發(fā)酵10～20 d期間,酸度、淀粉變化不大.糖化所產(chǎn)生的葡萄糖與酵母菌維持生命所需的葡萄糖基本平衡,發(fā)酵作用已基本停止,酵母菌逐漸衰老死亡,細菌和其它微生物生長占優(yōu)勢.在20～30 d里,此時酵母菌已失去活力,主要是細菌作用進行產(chǎn)酸,以及發(fā)酵糟中醇類與有機酸發(fā)生酯化作用,酸度逐漸上升.這也是發(fā)酵過程中的生香階段,微生物細胞中所含酯化酶的催化作用而使酯類物質(zhì)生成,能促進成品酒產(chǎn)生較多的風(fēng)味物質(zhì).而各層中微生物數(shù)量不同且發(fā)酵空間不同,因而各層之間理化數(shù)據(jù)有所不同,從而進一步形成了各層不同的酒體風(fēng)格.

2.3.3 出酒情況

經(jīng)過30 d的發(fā)酵出窖蒸酒,流酒溫度為35～40℃,氣壓為0.05～0.2 MPa,由多名專業(yè)品酒師進行品嘗結(jié)果如表5和表6(以組合一與組合二為例).

表5 組合一分層移位發(fā)酵酒品嘗結(jié)果Tab.5 The first combination of results of liquor samples scores evaluation

表6 組合二分層移位發(fā)酵酒品嘗結(jié)果Tab.6 The second combination of results of liquor samples scores evaluation

從表5可以看出組合一上層酒醬香較突出,且略帶焦香味,下層酒窖底香較突出.從表6可以看出組合二中層酒帶醬香味,下層酒有窖底香、醬香、略帶焦香味.總體上組合一和組合二提高醬香型白酒基酒質(zhì)量,生產(chǎn)的基酒不僅突出了各層的酒體風(fēng)格即上層酒醬味更加突出,中層酒醇甜更加突出,下層酒窖香味更加突出,而且使中層酒和下層酒都具有了較好的醬香.

2.3.4 分層移位發(fā)酵色譜分析

醬香型白酒的香味成分比較復(fù)雜,種類繁多且主體香成分不明確,通過色譜分析半成品酒的色譜成分,能夠?qū)?%～2%的微量香味成分進行單一組分分離,得到各組分的準確含量,可以得出各香味成分之間的量比關(guān)系[8-10].對分層移位發(fā)酵所得酒進行色譜骨架分析,見表7.

從表7可以看出單體酸以乙酸、乳酸的含量最高.酯類中以乙酸乙酯、乳酸乙酯的含量最高.醇類以正丙醇的含量最高,其中糠醛的含量也較高.符合醬香型白酒3,4,5輪次酒體色譜特點.其中組合一中乙酸乙酯、正丙醇從上層到下層呈現(xiàn)遞減趨勢,而乳酸乙酯正好相反.組合二中乙酸乙酯、正丙醇從上層到下層呈現(xiàn)遞增趨勢,與組合一正好相反,而乳酸乙酯與組合一相同,呈遞增趨勢.這與不同組合的下窖方式有關(guān),也與入池發(fā)酵特定的空間環(huán)境有關(guān).不同窖池發(fā)酵各層所得酒形成的酒體風(fēng)格卻趨于相同,后續(xù)窖池發(fā)酵對酒體風(fēng)格的形成具有重要的意義.

3 結(jié) 論

1)高溫堆積過程是一個開放式的,自然網(wǎng)羅環(huán)境微生物進行生長繁殖代謝的過程,也是在多種酶類共同作用下合成酒體香味前體物質(zhì)的重要過程.堆積過程中在糟醅堆子的不同部位溫度、微生物種類和數(shù)量都不相同.因而可以利用堆積糟醅自身特點進行工藝創(chuàng)新.

2)利用堆積糟醅自身特點將堆積糟醅分為A、B、C類.采用A、B、C類糟醅分別與窖內(nèi)上、中、下三層進行組合分層下池發(fā)酵,形成多種組合下窖方式.其中組合一和組合二的效果都較好.

3)不同窖池發(fā)酵各層所得酒形成的酒體風(fēng)格卻趨于相同,其特定的空間對微生物之間優(yōu)勝劣汰的選擇起決定作用,并最終形成其各層的酒體風(fēng)格,因而后續(xù)窖池發(fā)酵對酒體風(fēng)格的形成具有重要的意義,故謂之“三次制曲”.

表7 分層移位發(fā)酵酒色譜骨架分析Tab.7 Frame shift of fermented wine layered chromatography--g/L

[1] 沈怡方.白酒生產(chǎn)技術(shù)大全[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,1998:10--366.

[2] 李大和.白酒釀造工藝教程[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2006:105--114.

[3] 周恒剛.白酒生產(chǎn)與環(huán)境[J].釀酒科技,2004(3):119 120.

[4] 周恒剛.醬香型白酒生產(chǎn)工藝的堆積[J].釀酒科技,1999(1):15--17.

[5] 熊子書.中國三大香型白酒的研究(二)醬香·茅臺篇[J].釀酒科技,2005(4):25--27.

[6] 江鵬,蔣紅會,王和玉,等.醬香型白酒堆積發(fā)酵過程中“腰線”的形成機理[J].釀酒科技,2004,126(6):43 44.

[7] 唐玉明,任道群,姚萬春,等.醬香型酒糟醅堆積過程溫度和微生物區(qū)系變化及其規(guī)律性[J].釀酒科技,2007(5):54--58.

[8] 崔利.形成醬香型酒風(fēng)格質(zhì)量的關(guān)鍵工藝是“四高兩長,一大一多”[J].釀酒,2007,155(5):54--56.

[9] 吳天祥,鄭巖,湯慶莉.醬香型白酒GC指紋圖譜的研究[J].釀酒科技,2008(10):30--36.

[10] 楊大金,蔣英麗,陳小林,等.醬香單次酒風(fēng)格質(zhì)量、香味組分特點與作用及工藝對其影響[J].釀酒科技,2004(4):35--37.