有機(jī)酸對(duì)濃香型白酒品質(zhì)及其釀造過程影響的研究進(jìn)展

張　方，張宿義，蘇占元，黃　婷，丁海龍，王　超，李德林，楊　艷，羅　杰（.四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院，四川自貢6000；2.瀘州老窖股份有限公司，四川瀘州66000；.國(guó)家固態(tài)釀造工程技術(shù)研究中心，四川瀘州66000；.瀘州龍泉窖酒業(yè)有限公司，四川瀘州66606）

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有機(jī)酸對(duì)濃香型白酒品質(zhì)及其釀造過程影響的研究進(jìn)展

張方1，張宿義2，3，4，蘇占元1，黃婷1，丁海龍3，王超1，李德林4，楊艷4，羅杰4
（1.四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院，四川自貢643000；2.瀘州老窖股份有限公司，四川瀘州646000；3.國(guó)家固態(tài)釀造工程技術(shù)研究中心，四川瀘州646000；4.瀘州龍泉窖酒業(yè)有限公司，四川瀘州646606）

摘要：有機(jī)酸是影響濃香型白酒發(fā)酵的一個(gè)重要因素，它貫穿于整個(gè)白酒發(fā)酵生產(chǎn)、基酒的貯存老熟和成品酒的勾調(diào)過程。主要對(duì)濃香型白酒中有機(jī)酸的種類和作用、白酒發(fā)酵過程中主要有機(jī)酸的形成途徑、有機(jī)酸的檢測(cè)方法以及有機(jī)酸的宏觀調(diào)控對(duì)白酒發(fā)酵生產(chǎn)和基酒酒質(zhì)的影響進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：有機(jī)酸；濃香型白酒；調(diào)控

優(yōu)先數(shù)字出版時(shí)間：2015-11-04；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20151104.1010.005.html。

中國(guó)白酒經(jīng)過幾千年的發(fā)展，在不同的地域內(nèi)形成了不同生產(chǎn)工藝的各種風(fēng)格的香型白酒。其中以谷物為原料進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵的蒸餾白酒一直是中國(guó)白酒的主流產(chǎn)品，瀘型酒更是其中一個(gè)卓越的典范。濃香型白酒多采用泥窖固態(tài)發(fā)酵，續(xù)糟配料等工藝手段進(jìn)行生產(chǎn)[1]。

濃香型白酒在整個(gè)發(fā)酵過程中都與微生物的生長(zhǎng)代謝緊密相關(guān)，這些微生物大多來自于空氣、地面、工具、原料（糠殼、高粱、小麥粉等）及窖泥等，在窖池這個(gè)天然的生化反應(yīng)器中進(jìn)行著復(fù)雜多樣的物質(zhì)能量代謝變化，生成了醇、醛、酸、酯等多種香味物質(zhì)，進(jìn)而形成了白酒特有的風(fēng)味特征[2]。

在濃香型白酒的眾多香味成分之中，有機(jī)酸不僅是形成濃香型白酒香味成分的前驅(qū)物質(zhì)，而且酸本身也是白酒中重要的氣味物質(zhì)，其中主要有甲酸、乙酸、乳酸、己酸、丁酸、戊酸、琥珀酸等數(shù)十種，其來源不一，但都是微生物發(fā)酵或者醇類氧化生成的。

1濃香型白酒中有機(jī)酸的種類及其作用

1.1濃香型白酒中有機(jī)酸的種類

在近20年我國(guó)對(duì)白酒中微量成分研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)濃度將白酒中的有機(jī)酸混合物分為3類，第一類濃度在大于或等于10 mg/100 mL范圍內(nèi)，有乙酸、己酸、乳酸、丁酸4種；第二類為濃度在0.1～4.0 mg/100 mL范圍內(nèi)，有甲酸、戊酸、棕櫚酸、亞油酸、油酸、辛酸等；第三類為濃度一般在1 mg/L以下，有壬酸、癸酸、肉桂酸、肉豆蔻酸等十八酸。白酒中的有機(jī)酸又根據(jù)沸點(diǎn)的不同分為兩類：可揮發(fā)性酸和不可揮發(fā)性酸。其中乙酸、丙酸、異丁酸、異戊酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸等20多種有機(jī)酸為可揮發(fā)性酸；而白酒中的乳酸、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、琥珀酸等為不可揮發(fā)性酸。前者多為短鏈脂肪酸，后者多為長(zhǎng)鏈脂肪酸。兩者除了在白酒中所占比例不同，化學(xué)結(jié)構(gòu)以及它們本身的刺激性和香氣也不同。

濃香型白酒的有機(jī)酸種類中，低碳數(shù)（C＜5）脂肪酸和乳酸含量高，乳酸含量占白酒中有機(jī)酸總量的20 %以上，是其一大特點(diǎn)。乳酸酸味柔和濃醇并有澀味。己酸在濃香型（以己酸為主體香）中占總酸1/3，它是濃香型白酒主體香味的前驅(qū)物質(zhì)，除這2種有機(jī)酸外，含量較高的酸是乙酸和丁酸[3]。

1.2有機(jī)酸在濃香型白酒中的作用及其與白酒品質(zhì)的關(guān)系

1.2.1有機(jī)酸在濃香型白酒中的作用

白酒中有機(jī)酸大多來自于釀造過程，由酵母等微生物的一系列生化反應(yīng)產(chǎn)生。在白酒中適口的酸味能促進(jìn)酒體的豐滿，酸同時(shí)也是酒中醛類香味的穩(wěn)定劑[4]。

1.2.1.1有機(jī)酸對(duì)濃香型白酒風(fēng)味的影響

酸類是白酒中呈味物質(zhì)也是形成酯類的前體物質(zhì)，它可以構(gòu)成其他香味物質(zhì)，其對(duì)白酒風(fēng)味的重要性僅次于酯類。適量的有機(jī)酸可使酒體豐滿、醇厚，回味悠長(zhǎng)。有機(jī)酸含量的多少，因酒的等級(jí)、香型和批次等不同而各異，同時(shí)，因其刺激閾值的不同，香氣和口味也不同。白酒中的酸對(duì)風(fēng)味主要有2種作用：一個(gè)是甲酸、乙酸等揮發(fā)性酸對(duì)主體香氣烘托和緩沖作用；另一個(gè)是以乳酸為主的非揮發(fā)性酸，其香氣柔和能矯正和穩(wěn)定酒的香氣，同時(shí)還能減輕白酒的苦澀味和糙辣感，從而使酒質(zhì)濃厚并帶有回甜味。有機(jī)酸含量偏低可能造成酒發(fā)苦，邪雜味露頭，酒不凈等；有機(jī)酸含量過多則壓香，酒味粗糙，放香差，聞香不正，發(fā)酸發(fā)澀等。

1.2.1.2有機(jī)酸在濃香型白酒中的協(xié)調(diào)作用

酸與白酒中的一些物質(zhì)可以相互作用，對(duì)某些物質(zhì)起到驅(qū)趕或者抑制作用，并且酸還能與堿性物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。有機(jī)酸在白酒勾兌過程中對(duì)各類物質(zhì)之間的融合程度和改變香氣的復(fù)合性都起到了一定的協(xié)調(diào)作用。在品質(zhì)相同的基酒中，當(dāng)總酯含量相當(dāng)時(shí)，酸量過高時(shí)會(huì)造成其他物質(zhì)的放香程度在原有的基礎(chǔ)上降低，這會(huì)導(dǎo)致酒質(zhì)粗糙，放香差，聞香不正等；酸含量過低時(shí)，一般會(huì)導(dǎo)致酯香氣復(fù)合程度不高，酒發(fā)苦，邪雜味露頭等。所以，有機(jī)酸作為白酒中一個(gè)重要的協(xié)調(diào)成分，它在新型白酒勾調(diào)中起著重要的作用。

1.2.1.3有機(jī)酸對(duì)濃香型白酒口感的影響

酸對(duì)味覺有極強(qiáng)的作用力，以分子和離子2種狀態(tài)作用味覺，酸都有刺激性和腐蝕性。白酒屬酸性飲料，pH在3.0～3.8之間，大多數(shù)白酒最佳飲用口感在pH3.2～3.5之間，它的酸味主要來自有機(jī)酸，呈爽口酸味。酸在白酒中的濃度很低，不會(huì)對(duì)口腔和舌等造成傷害，但其刺激作用仍然明顯存在，因此，勾調(diào)時(shí)要恰如其分的掌握用酸，且?guī)追N主要酸的比例要協(xié)調(diào)。酸的極性最強(qiáng)，沸點(diǎn)高，熱容大。

1.2.1.4有機(jī)酸的其他作用

有機(jī)酸類化合物是新酒老熟的催化劑，它的組成情況和含量多少影響著酒的老熟能力。同時(shí)，有機(jī)酸是重要的味感物質(zhì)，它可延長(zhǎng)酒的后味，使得白酒口感豐滿，豐富而不單一。其次，當(dāng)酸量適度，比例協(xié)調(diào)時(shí)可使酒出現(xiàn)回甜味并消除糙辣感，增強(qiáng)白酒的醇厚感，又可減輕中、低度白酒的水味。最后，有機(jī)酸對(duì)人體健康也是有益的。根據(jù)有關(guān)資料表明，乙酸、丙酸和丁酸這3種有機(jī)酸是人體消化過程中最重要的3種短鏈脂肪酸，其在維持結(jié)腸正常生理方面起到非常重要的作用，并且也是結(jié)腸中發(fā)酵產(chǎn)生的重要產(chǎn)物，在抑制腸道中的致病菌（大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等）方面有著重要貢獻(xiàn)[5-8]。

白酒中各種有機(jī)酸的含量多少和適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系，是構(gòu)成不同類型白酒的重要組成部分，也是判別酒質(zhì)優(yōu)劣的因素之一。有機(jī)酸的總量在濃香型白酒微量成分中處于第二位，占成分總量的14 %～16 %。濃香型白酒有機(jī)酸中，乙酸、己酸、乳酸、丁酸的含量最高，其總和占總酸的90 %以上。其中，己酸與乙酸的比例在1∶(1.1～1.5)左右；己酸與丁酸的比例在1∶（0.3～0.5）之間；己酸與乳酸的比例一般在1∶（1～0.5）之間，濃度高低的順序?yàn)橐宜幔炯核幔救樗幔径∷?。例如，濃香型中的瀘州特曲，酸含量在200 mg/100 mL上下，構(gòu)成總酸的主要成分為己酸、丁酸、乙酸、乳酸，它們之和為196.9 mg/mL，占總酸的94 %，其特點(diǎn)是己酸的含量居各香型白酒之冠，占總酸含量的39.52 %，其次為乙酸和乳酸。

結(jié)合感官品評(píng)發(fā)現(xiàn)，己酸含量高的酒質(zhì)好，在特曲、頭曲、二曲、三曲中己酸的含量顯著減少[9]。在一定范圍內(nèi)，酸含量高的酒質(zhì)好，反之，酒質(zhì)差。除了己酸、乙酸、乳酸，丁酸在白酒總酸中也占有一定的數(shù)量，是白酒中重要的有機(jī)酸，但它們?cè)诓煌焚|(zhì)的白酒中有著明顯的區(qū)別，并與酯類的含量相適應(yīng)。在濃香型白酒中的有機(jī)酸與相應(yīng)的酯互相襯托、協(xié)調(diào)。由此可見，酒質(zhì)的好壞與有機(jī)酸的總量和比例有著密切的聯(lián)系。

2濃香型白酒釀造過程中有機(jī)酸的生成途徑

濃香型白酒中有機(jī)酸大部分來源于釀酒過程中的大曲、酒醅、窖泥等。瀘型酒多采用中溫大曲，作為含有大量發(fā)酵的活微生物或酶類的糖化發(fā)酵劑，它將大量微生物（霉菌、酵母菌、細(xì)菌）一起帶入到酒醅中，這些微生物利用麥曲和糧食中的糖分、蛋白質(zhì)等在其生長(zhǎng)繁殖過程中產(chǎn)生大量有機(jī)酸和氨基酸類副產(chǎn)物。其中的部分成分在白酒發(fā)酵過程中被分解合成為白酒中的呈香呈味物質(zhì)，經(jīng)過常壓蒸餾后進(jìn)入白酒中，從而形成白酒主體香味成分的前驅(qū)物質(zhì)。白酒中的有機(jī)酸在發(fā)酵過程中雖是糖的不完全氧化物，但糖并不是形成有機(jī)酸的唯一原始物質(zhì)，因?yàn)槠渌翘腔衔镆材苄纬捎袡C(jī)酸。

乙酸，又名醋酸，它是酒精發(fā)酵過程中不可避免的產(chǎn)物。乙酸的生成途徑主要有3個(gè)：第一，在醋酸菌代謝中，由酒精氧化生成醋酸和水，有些酵母也有產(chǎn)酸能力但遠(yuǎn)不及醋酸菌；第二，發(fā)酵過程中，在酒精產(chǎn)生的同時(shí)伴隨著乙酸和甘油的產(chǎn)生；第三，糖經(jīng)過發(fā)酵變成乙醛，乙醛再經(jīng)歧化作用和離子重排反應(yīng)生成乙酸。酒精和乙酸在白酒釀造過程中幾乎是同時(shí)出現(xiàn)，當(dāng)糖類物質(zhì)發(fā)酵到一半時(shí)，乙酸的含量最高；在發(fā)酵后期，酒精較多時(shí)乙酸含量較少。

乳酸的發(fā)酵類型有2種：一種是發(fā)酵產(chǎn)物中只有乳酸的同型乳酸發(fā)酵；另一種是發(fā)酵產(chǎn)物中除乳酸外同時(shí)還有乙酸、酒精、CO2、H2的異型乳酸發(fā)酵。這些乳酸菌利用糖經(jīng)糖酵解途徑生成丙酮酸，丙酮酸在乳酸脫氫酶催化下還原而生成乳酸。目前，白酒中普遍存在乳酸及其酯類過剩而影響酒質(zhì)的情況。

丁酸又名鉻酸，是由丁酸菌或異型乳酸菌發(fā)酵作用生成的。其生成的途徑有3種：第一，丁酸菌將葡萄糖或含氮物質(zhì)發(fā)酵變成丁酸；第二，由乙酸及乙醇經(jīng)丁酸菌作用，生成丁酸和水；第三，由乳酸發(fā)酵生成丁酸必須有乙酸，但有的菌不需要乙酸而直接從乳酸發(fā)酵生成乙酸，再由乙酸加氫后生成丁酸。

己酸菌使酒精和醋酸生成丁酸，丁酸再與酒精結(jié)合而生成己酸。在白酒發(fā)酵過程中，以淀粉質(zhì)為原料，在淀粉酶的作用下，先將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖，再由葡萄糖發(fā)酵生成己酸、乙酸等[10]。

MSCT對(duì)狹窄度≥70%、50%～70%者診斷的敏感度、準(zhǔn)確度、特異度、陽性預(yù)測(cè)值等較狹窄度＜50%者均顯著較高，且P＜0.05。見表2。

3白酒中有機(jī)酸的檢測(cè)方法

白酒中有機(jī)酸的含量對(duì)白酒的香氣和風(fēng)味有著重要的影響，故有機(jī)酸的測(cè)定對(duì)白酒的生產(chǎn)發(fā)展極為重要。有機(jī)酸過去一般采用氣相色譜法，由于有機(jī)酸的穩(wěn)定性、吸附性和強(qiáng)極性，多種檢測(cè)方法如高效液相色譜法、離子色譜法、電泳法等技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于有機(jī)酸的測(cè)定中。

3.1氣相色譜法

氣相色譜是由惰性氣體將氣化后的樣品帶入加熱的色譜柱，并攜帶分子滲透通過固定相，達(dá)到分離的目的[11-15]。余劍霞[16]利用芐基溴對(duì)白酒中的有機(jī)酸進(jìn)行酯化處理，以2-乙基丁酸為內(nèi)標(biāo)，應(yīng)用氣相色譜檢測(cè)了白酒中甲酸、乙酸、丁酸、乳酸及己酸等有機(jī)酸的含量。

氣相色譜法主要適用于揮發(fā)性酸，但隨著碳鏈的增長(zhǎng)，有機(jī)酸的極性逐漸降低，導(dǎo)致檢出限降低而使結(jié)果不穩(wěn)定。

3.2高效液相色譜法

高效液相色譜法（HPLC）是在經(jīng)典液相色譜法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型分離分析技術(shù)。利用高效液相法分析有機(jī)酸，簡(jiǎn)單快速、靈敏度高、適用范圍廣泛[17-20]。但該方法對(duì)樣品的要求比較高，易受溫度和pH值的影響。如舒代蘭等[21]利用高效液相色譜法分離出濃香型白酒糟醅中的草酸、檸檬酸、己酸、乳酸等10種有機(jī)酸。

3.3毛細(xì)管電泳法

毛細(xì)管電泳（CE）技術(shù)是近十幾年來發(fā)展起來的一種分析技術(shù)，兼有普通電泳和色譜的雙重優(yōu)點(diǎn)。毛細(xì)管電泳法分析有機(jī)酸操作簡(jiǎn)單，用樣量少，時(shí)間短，受其他非離子組分干擾少，定量較準(zhǔn)確[22-23]。如唐美華等[24]運(yùn)用毛細(xì)管區(qū)帶電泳模式，直接測(cè)定了葡萄酒中酒石酸、蘋果酸、甲酸、乙酸等8種有機(jī)酸。

3.4離子色譜法

離子色譜分析法自問世以來改變了過去采用經(jīng)典化學(xué)分析方法測(cè)定無機(jī)和有機(jī)陰離子的狀況，實(shí)現(xiàn)了快速測(cè)定多種離子的目的[25-26]。如潘丙珍等[27]運(yùn)用離子色譜法/電導(dǎo)檢測(cè)法測(cè)定出不同酒類中的11種有機(jī)酸，且具有良好的線性、準(zhǔn)確度及精密度。

4有機(jī)酸在生產(chǎn)上的宏觀調(diào)控

4.1大曲酸度的控制

大曲在濃香型白酒釀造中作用十分重要，素有“曲之酒骨”之說。做好曲坯頂溫的控制工作與成品曲的存放工作，對(duì)于減少酒醅中乳酸的生成有著顯著效果[28]。根據(jù)近幾年的研究，從大曲中獲得的降乳菌可將乳酸轉(zhuǎn)化為異丁酸、己酸、異戊酸和酒精。新型強(qiáng)化曲中接入了適量的降乳菌來增加曲中有益微生物的數(shù)量，以此來降低乳酸[29]。在曲塊出房后貯存3～6個(gè)月，生酸菌在比較干燥的條件下大量死亡，酸度會(huì)逐漸降低。陳曲香味好，生酸菌較少，釀造效果更佳，酒質(zhì)也會(huì)更加醇和。

4.2入窖酸度的控制

濃香型白酒（瀘型酒）有“千年老窖，萬年糟”之說，這說明糟醅質(zhì)量對(duì)濃香型白酒釀造具有重大作用[31]。而入窖酸度更直接影響到酒醅發(fā)酵以及所產(chǎn)酒質(zhì)的好壞。不同季節(jié)的入窖酸度不同，其適宜范圍：1.6～2.2之間[32]。酸度過大會(huì)使雜菌大量繁殖，酵母菌過早衰亡，升溫快而使發(fā)酵不能正常進(jìn)行，從而影響糖轉(zhuǎn)化成酒精和二氧化碳，最終會(huì)造成糧耗高、出酒率低和酒質(zhì)差的現(xiàn)象；酸度過小會(huì)造成水分過高，淀粉利用率不高，所產(chǎn)酒質(zhì)香味寡淡。在生產(chǎn)中，常采用低溫入窖，加強(qiáng)滴窖，勤舀黃水，串香降酸等方法來對(duì)有機(jī)酸進(jìn)行宏觀調(diào)控。

5　結(jié)語

濃香型白酒中的有機(jī)酸雖然對(duì)香味的直接貢獻(xiàn)較小，但是它在濃香型白酒中的主要貢獻(xiàn)是呈味作用和作為酯的前驅(qū)物質(zhì)及穩(wěn)定劑作用。本文主要對(duì)濃香型白酒及其釀造過程中的有機(jī)酸進(jìn)行了系統(tǒng)的歸納和總結(jié)，至于發(fā)酵過程中大量有機(jī)酸的代謝途徑及其相關(guān)代謝酶類還需深入的研究。同時(shí)，在白酒的勾兌嘗評(píng)中，也同樣存在著對(duì)酸控制的問題，尤其是有機(jī)酸對(duì)濃香型白酒風(fēng)味的影響機(jī)理尚不明確。因此，可以嘗試通過建立發(fā)酵過程中有機(jī)酸變化的數(shù)學(xué)模型，通過控制有機(jī)酸的含量和比例來指導(dǎo)生產(chǎn)，并進(jìn)一步改善濃香型白酒的品質(zhì)。因此，研究濃香型白酒及其釀造過程中的有機(jī)酸在理論和實(shí)踐上都有著重大意義。

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Research Progress in the Effects of Organic Acids on the Quality of Nongxiang Baijiu and Its Production Process

ZHANG Fang1, ZHAN G Suyi2,3,4, SU Zhanyuan1, HUANG Ting1, DING Hailong3, WANG Chao1, LI Delin4, YANG Yan4and LUO Jie4
（1.College of Bioengineering, Sichuan University of Science and Engineering, Zigong, Sichuan 643000; 2.Luzhou Laojiao Co. Ltd., Luzhou, Sichuan 646000; 3. National Engineering Technology Research Center of Solid-state Brewing, Luzhou, Sichuan 646000; 4.Luzhou Longquanjiao Distillery Co.Ltd., Luzhou, Sichuan 646606, China）

Abstract:Organic acids are one of the most important factors influencing the fermentation of Nongxiang Baijiu. It passes through the entire fermentation process, base liquor storage & aging and the blending of product liquor. In this paper, the varieties and the roles of organic acids in Nongxiang Baijiu, the formation pathway of main organic acids in liquor fermentation process, the detection of organic acids, and the effects of macro-control of organic acids on liquor production and base liquor quality were introduced in details.

Key words:organic acids; Nongxiang Baijiu; regulation

通訊作者：張宿義（1971-），男，博士，碩士生導(dǎo)師，國(guó)家級(jí)白酒評(píng)委，中國(guó)釀酒大師，享受國(guó)務(wù)院特殊津貼專家，發(fā)表論文100余篇，獲授權(quán)專利78項(xiàng)。

作者簡(jiǎn)介：張方（1988-），女，碩士研究生，研究方向：釀酒生物技術(shù)。

收稿日期：2015-09-18

基金項(xiàng)目：四川省科技支撐項(xiàng)目《基于風(fēng)味指紋圖譜的微生物強(qiáng)化共培技術(shù)研究及應(yīng)用》（項(xiàng)目編號(hào)2014SZ0129）。

DOI：10.13746/j.njkj.2015381

中圖分類號(hào)：TS262.3；TS261.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-9286（2016）01-0094-04