小曲酒新工藝澳洲高粱發(fā)酵酒醅秋季雜醇油升高原因的研究

李長軍，楊生智，曹亞龍，姚賢澤，程 祥，萬賢平

(勁牌有限公司，湖北大冶435100)

小曲酒新工藝就是采用機械化、自動化的生產(chǎn)模式實現(xiàn)了原酒高效穩(wěn)定的批量生產(chǎn)，相對于所有工序都是靠人工控制的傳統(tǒng)工藝，其特點為工藝物料全程不沾地，不與人接觸，配糟、谷殼用量少，原酒的出酒率和優(yōu)級率都有了大幅提升。新工藝產(chǎn)酒雖然在甲醇、正丙醇、雜醇油等缺陷成分含量上均低于傳統(tǒng)工藝酒，但是對于雜醇油含量，由于其自身的理化性質(zhì)以及生成因素的復雜性，在生產(chǎn)過程中仍然難以控制。

雜醇油是指乙醇以外的具有3個碳鏈的一元醇類，這些醇類包括正丙醇、異丁醇、正丁醇、仲丁醇、戊醇、異戊醇、活性戊醇、正己醇、β-苯乙醇等，是白酒中的一類高沸點微量物質(zhì)，對人體有毒害作用，能使神經(jīng)系統(tǒng)充血，使人感覺頭痛，其毒性隨分子量增大而加劇。雜醇油在人體內(nèi)的氧化速度比乙醇慢，在人體內(nèi)停留時間長，而且雜醇油也是造成白酒苦味、澀味、出現(xiàn)白色渾濁的原因之一[1]。

與傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)白酒一樣，小曲酒新工藝澳洲高粱發(fā)酵工藝也存在雜醇油含量過高的問題，特別是受夏季高溫影響，秋季生產(chǎn)發(fā)酵酒醅雜醇油含量升高尤為嚴重，而且不同生產(chǎn)工藝，雜醇油生成規(guī)律與原因也各不相同，因此開展本實驗，研究小曲酒新工藝澳洲高粱發(fā)酵酒醅秋季雜醇油升高的原因，為小曲新工藝度夏生產(chǎn)控制雜醇油含量提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑和儀器

實驗材料：九江港進口澳洲高粱（粳高粱）、國產(chǎn)谷殼、山泉水。

設(shè)備：毛鋪健康酒業(yè)有限公司楓林酒廠車間生產(chǎn)設(shè)備。

1.2 實驗方法

根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，夏季過后各車間每年10月份前后發(fā)酵酒醅雜醇油含量開始上升。雜醇油主要是在發(fā)酵前期隨著酵母的大量增殖而產(chǎn)生[2]。所以7月份開始對五車間從發(fā)酵第1天到發(fā)酵第7天取同批次酒醅樣跟蹤檢測，檢測酒醅中的水分、還原糖、酸度、氨基酸態(tài)氮、酵母數(shù)，檢測方法如下。

水分檢測：首先用電子分析天平稱干燥的稱量瓶重量m1，將電子分析天平置零后，向稱量瓶中加入酒醅樣品約20 g（20～20.5 g），重量記為m2，然后將稱量瓶置于電熱恒溫鼓風干燥箱，135℃干燥105 min至恒重，重量記為m3，根據(jù)以下公式計算酒醅樣水分。

酸度檢測：準確稱取酒醅樣品20 g于潔凈的250 mL燒杯中，加入200 mL純凈水浸泡15 min，每隔5 min攪拌1次，然后吸取上清液10 mL于150 mL三角瓶中，加入2～3滴酚酞指示劑，用0.1 mol/L NaOH溶液滴定，酸度計算公式如下。

式中：W——酸度（以乳酸計）含量，g/100 g或%；

c——標準氫氧化鈉溶液的濃度，mol/mL；

v——滴定消耗標準氫氧化鈉溶液體積，mL；

k——換算為乳酸的系數(shù)，即1 mol氫氧化鈉相當于乳酸的質(zhì)量；

m——酒醅樣重量，g；

v1——滴定吸取的樣液體積，mL；

v2——浸泡樣品純凈水體積，mL。

還原糖檢測：準確稱取25 g酒醅樣于250 mL三角瓶中，加入250 mL純凈水浸泡30 min，每隔10 min攪拌1次，準確吸取1 mL上清液于150 mL三角瓶中，加入5 mL斐林試劑甲液和5 mL斐林試劑乙液，在電爐上加熱沸騰10 s后，用1 g/L標準葡萄糖溶液滴定至溶液呈無色或淺黃色，記錄消耗體積。同樣方法準確吸取1 mL水做空白滴定，記錄消耗標準葡萄糖溶液體積。酒醅還原糖計算公式如下。

式中：W——還原糖(以葡萄糖計)含量；

v0——空白試驗葡萄糖標準溶液的消耗量，mL；

v1——試樣測定量葡萄糖標準溶液的消耗量，mL；

c——標準葡萄糖溶液的質(zhì)量濃度，g/L；

25——稱取酒醅的質(zhì)量，g；

250——酒醅浸出液的體積，mL；

v——所取酒醅浸出液的體積，mL。

絕干氨基酸態(tài)氮檢測：準確稱取樣品20 g于200 mL燒杯中，加入60 mL純凈水浸泡30 min，每隔15 min攪拌1次。然后將樣品定容到100 mL后過濾得澄清溶液。準確吸取過濾后的澄清溶液20 mL于100 mL燒杯中，用0.05 mol/L的NaOH溶液滴定至pH8.20，然后加入10 mL甲醛溶液，再用0.05 mol/L的NaOH溶液滴定至pH9.20，記錄消耗標準溶液體積。空白加20 mL純凈水于100 mL燒杯中按同樣方法滴定，記錄消耗標準溶液體積。酒醅氨基酸態(tài)氮計算公式如下：

式中：W——絕干氨基酸態(tài)氮含量，g/100 g或%；

w——氨基酸態(tài)氮含量，g/100 g或%；

w0——酒醅水分，%；

v0——對照消耗標準溶液體積，mL；

v1——樣液消耗標準溶液體積，mL；

c——NaOH溶液濃度，mol/L。

酵母數(shù)檢測：稱取10 g樣品于裝有100 mL無菌水的250 mL三角瓶中，于30℃，150 r/min恒溫搖床中振蕩15 min，準確吸取1 mL菌液于裝有9 mL無菌水的試管中稀釋105倍，然后準確吸取1 mL稀釋菌液于3 M霉菌酵母菌測試片中心，用配套壓板壓好后置于30℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h后統(tǒng)計菌落數(shù)。酵母數(shù)等于菌落數(shù)×106個/g。

GC分析條件：氣相色譜儀：Focus 8890，色譜柱：INNOWax 30 m×0.53 mm×1μm。升溫順序為：40℃保持5 min，以6℃/min升至70℃，以10℃/min升至220℃，保持5 min。進樣口溫度250℃，檢測器溫度280℃。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜醇油含量變化（表1、圖1）

表1 度夏前后五車間酒醅中雜醇油含量變化

圖1 度夏前后五車間酒醅中雜醇油含量變化

本次檢測主要關(guān)注度夏前后原酒雜醇油含量的變化，由表1和圖1可看出，隨著度夏生產(chǎn)時間的延長，續(xù)糟生產(chǎn)排數(shù)的增加，不同排次發(fā)酵酒醅原酒雜醇油升高明顯，從第2排到第7排持續(xù)升高。

2.2 度夏生產(chǎn)酒醅中各成分變化差異對比

2.2.1 水分（圖2）

圖2 五車間酒醅水分變化

由圖2可以看出，隨著度夏生產(chǎn)時間的延長，續(xù)糟生產(chǎn)排數(shù)的增加，不同排次發(fā)酵酒醅水分是逐漸升高的，特別是入池醅水分也有較為明顯的升高。水分是營養(yǎng)物質(zhì)傳輸?shù)拿浇?，較高的入池醅水分會導致酒醅中酵母代謝更旺盛，生長繁殖速率更快。

2.2.2 還原糖含量（圖3）

圖3 五車間酒醅還原糖含量變化

由圖3可以看出，隨著度夏生產(chǎn)時間的延長，續(xù)糟生產(chǎn)排數(shù)的增加，不同排次酒醅還原糖含量下降速度逐漸變快，說明度夏生產(chǎn)期間發(fā)酵前期微生物生產(chǎn)繁殖快，代謝旺盛，消耗還原糖速率比夏季生產(chǎn)前快，原因可能是入池水分較高，夏季的高氣溫使入池溫度和發(fā)酵溫度偏高。

2.2.3 酸度（圖4）

圖4 五車間酒醅酸度變化

由圖4可以看出，隨著度夏生產(chǎn)時間的延長，續(xù)糟生產(chǎn)排數(shù)的增加，不同排次發(fā)酵酒醅酸度是有所下降的。較低的酸度適合酵母的生長繁殖，進一步加快了酒醅中酵母代謝速率和生長繁殖速率。度夏后酸度下降很有可能是夏季高溫導致環(huán)境和酒醅中乳酸菌含量下降而引起。

2.2.4 絕干氨基酸態(tài)氮含量（圖5）

圖5 五車間酒醅絕干氨基酸態(tài)氮含量變化

由圖5可以看出，隨著度夏生產(chǎn)時間的延長，續(xù)糟生產(chǎn)排數(shù)的增加，不同排次酒醅中的絕干氨基酸態(tài)氮含量是逐漸降低的，特別是夏季生產(chǎn)后期，酒醅絕干氨基酸態(tài)氮含量基本降為夏季生產(chǎn)前一半，說明夏季生產(chǎn)期間微生物對酒醅中的氨基酸存在持續(xù)的過度消耗。

2.2.5 酵母數(shù)變化（圖6）

由圖6可以看出，隨著度夏生產(chǎn)時間的延長，續(xù)糟生產(chǎn)排數(shù)的增加，不同排次酵母數(shù)增長速度變快，酵母增殖時間延長，最大酵母數(shù)長期處于較高的水平（＞108個/g），說明夏季生產(chǎn)期間生產(chǎn)條件過于適合酵母的生長繁殖。

圖6 五車間酒醅酵母數(shù)變化

2.3 秋季雜醇油含量升高原因分析

小曲酒新工藝澳洲高粱發(fā)酵酒醅秋季雜醇油升高并不是一個單因素影響的結(jié)果，而是多個因素相互影響、綜合效應(yīng)導致的。

釀酒酵母酒精發(fā)酵過程中，高級醇形成主要有兩條途徑，一種是酵母以糖為基質(zhì)的合成代謝途徑，即Harrsi途徑。另一種是以氨基酸為基質(zhì)的分解代謝途徑，又稱Ehrlich代謝途徑。酵母在正常發(fā)酵時，75%的高級醇代謝來自Harrsi途徑，只有25%的高級醇代謝來自Ehrlich途徑[3]。在釀酒酵母線粒體中能催化α-酮異戊酸合成纈氨酸、催化α-酮-3-甲基戊酸合成異亮氨酸，細胞質(zhì)中能催化α-酮異己酸合成亮氨酸，而這3種α-酮酸又可催化生成相應(yīng)的高級醇，即異丁醇、活性戊醇和異戊醇[3]。

由圖2至圖6分析度夏生產(chǎn)酒醅中各成分變化差異對比可知，隨著度夏生產(chǎn)時間的延長，續(xù)糟生產(chǎn)排數(shù)的增加，酒醅中酵母數(shù)生長增殖速度變快，最大酵母數(shù)增大，酵母生長繁殖速度過快，導致酒醅中氨基酸態(tài)氮消耗過快，使酒醅中氨基酸濃度降低，加劇酵母以糖為基質(zhì)的合成代謝途徑合成氨基酸；而且長期較高水平的酵母數(shù)逐排過度消耗配糟中氨基酸，使配糟中氨基酸態(tài)氮逐排降低，導致下一排發(fā)酵酒醅發(fā)酵前期酵母生長繁殖所需氨基酸不足，進一步加劇了酵母以糖為基質(zhì)的合成代謝途徑合成氨基酸。而酵母通過以糖為基質(zhì)的合成代謝途徑合成氨基酸，使合成氨基酸的前體物質(zhì)α-酮酸含量升高，而α-酮酸同樣比較容易生成相應(yīng)的高級醇，從而也會導致雜醇油含量的升高。

3 結(jié)論

隨著度夏生產(chǎn)時間的延長，續(xù)糟生產(chǎn)排數(shù)的增加，夏季氣溫升高，發(fā)酵酒醅水分的升高和酸度的下降都利于酵母的生長繁殖，使夏季生產(chǎn)期間發(fā)酵酒醅酵母生長繁殖速度過快，生長繁殖時間延長，最大酵母數(shù)長期處于較高水平。過快的酵母生長繁殖速度和長期較高水平酵母數(shù)逐排過度消耗配糟中氨基酸，導致配糟中氨基酸態(tài)氮逐排降低，使秋季生產(chǎn)時發(fā)酵酒醅中發(fā)酵前期的酵母生長繁殖所需的氨基酸不足，加劇了酵母以糖為基質(zhì)的合成代謝途徑合成氨基酸，從而導致秋季生產(chǎn)酒醅中雜醇油含量的升高。