濃香型酒曲貯存時(shí)間對(duì)白酒發(fā)酵的影響

□ 石永凌 唐勝春 方 輝 四川劍南春集團(tuán)有限責(zé)任公司

制曲是白酒釀造工藝中的重要環(huán)節(jié)。無論是傳統(tǒng)工藝發(fā)酵還是新工藝白酒生產(chǎn)，酒曲的質(zhì)量都直接決定著發(fā)酵的好壞以及產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣。隨著現(xiàn)代檢測(cè)設(shè)備的發(fā)展和檢測(cè)手段的多樣化，以及白酒釀造工藝水平的不斷提高，對(duì)制曲工藝也提出了新的要求。目前行業(yè)內(nèi)濃香型大曲的檢測(cè)方法和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)還是具有一定的通用性，方法上分別通過感官辨別成品曲斷面情況、菌絲分布形狀、曲磚色澤香味，理化指標(biāo)上分別通過曲磚水分、酸度、糖化力、液化力、發(fā)酵力酯化力等性能指標(biāo)的檢測(cè)來對(duì)酒曲的質(zhì)量進(jìn)行綜合判定。從多年實(shí)際生產(chǎn)情況來看，目前這種傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)與理化數(shù)據(jù)結(jié)合的辨別方法雖然已比較成熟，能夠滿足現(xiàn)階段釀酒生產(chǎn)對(duì)成品酒曲質(zhì)量檢測(cè)的基本需要。但仍擺脫不了傳統(tǒng)釀造白酒質(zhì)量不夠穩(wěn)定、生產(chǎn)工藝調(diào)整難度較大的情況。因此，要相對(duì)穩(wěn)定的釀造出玉液瓊漿，單從現(xiàn)行的釀造工藝上講，還需要進(jìn)一步完善制曲工藝條件[1-3]。

俗話說“糟為酒體，曲為酒骨”，可見酒曲在白酒釀造中的重要作用。談到酒曲就離不開制曲工藝，什么才是完善的制曲工藝？怎樣才能生產(chǎn)出“優(yōu)質(zhì)酒曲”？對(duì)于這些問題，行業(yè)內(nèi)已做過大量的研究報(bào)道。但具體存放多久的酒曲更有利于現(xiàn)代釀酒生產(chǎn)的使用？不同存放時(shí)間的酒曲對(duì)白酒發(fā)酵有哪些影響？對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味質(zhì)量又有哪些影響？很多新老工藝員僅知道新曲入庫(kù)后，必須要存放一段時(shí)間后才能使用，但往往缺乏系統(tǒng)性研究[2-3]。

本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)模擬發(fā)酵程度和代謝產(chǎn)物的研究，逆向分析酒曲貯存時(shí)間對(duì)白酒生產(chǎn)發(fā)酵的影響，以及產(chǎn)品風(fēng)格特征的變化規(guī)律。為何要通過模擬生產(chǎn)發(fā)酵進(jìn)行逆向研究？因?yàn)闈庀阈途魄趶?fù)雜的窖池環(huán)境中，影響因素較多，其發(fā)酵過程又相對(duì)緩慢，發(fā)酵周期長(zhǎng)也是其特點(diǎn)之一。過去大量研究結(jié)果表明，單一對(duì)濃香型大曲進(jìn)行研究，往往不具備生產(chǎn)實(shí)用性[4-7]。再則雖同為濃香型白酒生產(chǎn)企業(yè)，但由于原料配比、制曲工藝、白酒發(fā)酵工藝與產(chǎn)品風(fēng)格特征等條件仍存在著差異，使得各白酒企業(yè)對(duì)成品曲的使用標(biāo)準(zhǔn)略有不同[8]。因此，通過發(fā)酵結(jié)果進(jìn)行逆向研究，可以客觀的反映不同貯存時(shí)間的濃香型酒曲在對(duì)整個(gè)發(fā)酵過程中的影響。該研究方法具有一定的通用性和參考價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料

優(yōu)質(zhì)濃香型酒糟、同批次生產(chǎn)不同貯存時(shí)間的優(yōu)質(zhì)濃香型大曲?；旌霞Z（即大米、糯米、玉米、高粱和小麥）。

1.2 試劑

稀硫酸（1 mol/L），氫氧化鈉溶液（1 mol/L），氫氧化鈉溶液（0.1mol/L），無水乙醇（AR）。

1.3 主要儀器

超低溫冷凍箱；7890型氣相色譜儀；液相色譜儀；高精密度密度計(jì)（測(cè)量酒精度）；高壓滅菌鍋；生化培養(yǎng)箱；近紅外分光光度計(jì)；無菌室（凈化級(jí)別一萬級(jí)）；高精度電子天平；2 500 mL發(fā)酵瓶；發(fā)酵栓；溫度計(jì)；可循環(huán)冷凝水系統(tǒng)；1 000 mL電熱套；1 000 mL長(zhǎng)頸蒸餾燒瓶；紗布；長(zhǎng)頸玻沙漏斗（直徑60 mm）；橡皮塞若干以及玻璃彎管。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 超低溫冷凍狀態(tài)下酒曲樣品的性能測(cè)試

取同一批酒曲樣品分12份，每份3個(gè)平行樣，抽真空放入-80 ℃超低溫冷凍箱中保存。每月拿出1份進(jìn)行曲藥理化性能測(cè)試和微生物數(shù)量測(cè)試。

1.4.2 自然老熟酒曲樣品的性能測(cè)試

取同批酒曲樣品分12份，采用傳統(tǒng)自然老熟方法貯存，每月取出一份，每份3個(gè)平行樣，做曲藥理化性能指標(biāo)和微生物數(shù)量測(cè)試。

1.4.3 實(shí)驗(yàn)用酒曲樣品的采集與保存

采集同一批次優(yōu)質(zhì)成品大曲，進(jìn)行常溫保存，從第一月開始，每月分別取其中一份抽真空-80 ℃低溫保存，其余酒曲仍留在原有曲房常溫貯存。先后12個(gè)月共取12個(gè)樣品，備用。

1.4.4 模擬生產(chǎn)發(fā)酵實(shí)驗(yàn)

發(fā)酵瓶用高壓濕熱滅菌鍋121 ℃下，滅菌15 min。發(fā)酵栓用75%的酒精浸泡2 h。風(fēng)干，冷卻備用。將發(fā)酵原料（發(fā)酵母糟分別和12份酒曲樣品混合）裝入發(fā)酵瓶中。裝瓶時(shí)，需根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求調(diào)整發(fā)酵原料松緊程度，要求每個(gè)樣品除酒曲不同外，其他條件完全一致。用發(fā)酵栓將發(fā)酵瓶封口，插入溫度計(jì)，并在發(fā)酵栓中添加2 mL濃H2SO4，隔絕空氣。用石蠟將發(fā)酵栓再次密封。最后，將整個(gè)發(fā)酵裝置放入生化培養(yǎng)箱中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求控溫培養(yǎng)。

1.4.5 實(shí)驗(yàn)室蒸餾

將實(shí)驗(yàn)所需的玻璃儀器用稀硫酸浸泡，然后再用氫氧化鈉溶液浸泡，最后用純凈水洗凈，并烘干；向1 000 mL蒸餾燒瓶中加入500 mL純凈水和若干沸石，放入電熱套中。準(zhǔn)確稱取300 g發(fā)酵后的酒糟，混勻后均勻放入長(zhǎng)頸玻沙漏斗中；然后將1 000 mL電熱套、1 000 mL長(zhǎng)頸蒸餾燒瓶、長(zhǎng)頸玻沙漏斗（直徑60 mm）、玻璃彎管、冷凝管（24 mm標(biāo)口）、橡皮塞與可控溫冷凝水循環(huán)系統(tǒng)接上；打開電熱套蒸餾，開始時(shí)調(diào)節(jié)電熱套電壓為220 V，當(dāng)蒸餾燒瓶中純凈水開始沸騰并出現(xiàn)水蒸氣后，調(diào)整電熱套電壓為100 V；打開冷凝水循環(huán)開關(guān)，調(diào)節(jié)循環(huán)冷凝水溫度為15 ℃，進(jìn)行接酒。用50 mL量筒接50 mL酒樣后停止蒸餾，對(duì)餾出酒樣通過添加無水乙醇提高酒度進(jìn)行色譜分析。

1.4.6 測(cè)定方法

對(duì)蒸餾樣品進(jìn)行氣相色譜分析：Agilent6890GC，色譜柱為HPINNOWAX，檢測(cè)器溫度280 ℃,進(jìn)樣口溫度260 ℃，分流比為20∶1，程序升溫條件為40 ℃保持8 min,再以5 ℃/min的速度升至100 ℃，再以15 ℃/min的速度升至220 ℃，保持8 min；糟醅樣品通過近紅外分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定；酒精度通過精密密度計(jì)進(jìn)行檢測(cè)。

2 結(jié)果與分析

2.1 超低溫冷凍保存酒曲和自然貯存酒曲的性能測(cè)試

2.1.1 低溫干燥條件下貯存酒曲的理化性能指標(biāo)和微生物數(shù)量

低溫干燥條件下貯存酒曲在各個(gè)月份的理化性能指標(biāo)和微生物數(shù)量見表1、圖1。

如表1和圖1所示，在低溫干燥環(huán)境下的酒曲，各種理化性能變化不大，微生物數(shù)量也無明顯的變化。

2.1.2 自然條件下貯存酒曲的理化性能指標(biāo)和微生物數(shù)量

自然條件下貯存酒曲的理化性能指標(biāo)和微生物數(shù)量見表2、圖2。

如表2和圖2所示，在曲房自然條件下貯存酒曲的各種理化性能和微生物數(shù)量，相對(duì)低溫干燥密閉貯存條件下的變化比較明顯。自然條件下貯存的酒曲，除水分、酸度會(huì)隨著空氣濕度、溫度、細(xì)菌總數(shù)等因素的變化而波動(dòng)外，其他各種理化性能指標(biāo)和微生物數(shù)量，都會(huì)隨著酒曲貯存時(shí)間的增加而降低。其中霉菌的數(shù)量會(huì)在4個(gè)月后大量減少，細(xì)菌總數(shù)在5、6個(gè)月后也會(huì)明顯減少。酵母數(shù)在成品酒曲相對(duì)干燥的條件下略有降低，但總體趨于平穩(wěn)。

表1 低溫干燥狀態(tài)下酒曲各月份的理化性能指標(biāo)

圖1 低溫干燥狀態(tài)下酒曲微生物數(shù)量變化曲線

表2 自然條件下貯存酒曲各月份的理化性能指標(biāo)

圖2 自然條件下貯存酒曲微生物數(shù)量的變化曲線

2.1.3 酒曲同一性選擇

由以上數(shù)據(jù)并根據(jù)實(shí)驗(yàn)同一性，想要采用不同貯存時(shí)間的同一酒曲，使用同一糟賠，又要同期發(fā)酵是不可能實(shí)現(xiàn)的。如果采用分批發(fā)酵的方法，由于間隔周期太長(zhǎng)，發(fā)酵母糟的同一性又無法保障。但直接采用不同批次酒曲進(jìn)行同期生產(chǎn)試驗(yàn)，往往導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不具備參考價(jià)值。因此，從以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，采用低溫冷凍干燥貯存方法可保證曲藥性能在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定，從而達(dá)到后續(xù)模擬生產(chǎn)發(fā)酵實(shí)驗(yàn)的同一性要求。

2.2 模擬生產(chǎn)發(fā)酵實(shí)驗(yàn)

模擬生產(chǎn)環(huán)境，分別采用不同貯存時(shí)間的酒曲進(jìn)行同期發(fā)酵、蒸餾，并對(duì)蒸餾酒樣中微量香味成分進(jìn)行分析對(duì)比。由于微量香味物質(zhì)種類繁多，以濃香型白酒中主要幾種香味物質(zhì)的變化為例，如表3。

表3 采用不同貯存時(shí)間酒曲發(fā)酵生成的微量香味成分

2.2.1 出酒率的變化規(guī)律

如圖3所示，發(fā)酵母糟中的酒精含量，會(huì)隨著酒曲貯存時(shí)間的不同而改變。酒曲貯存時(shí)間在2個(gè)月以上時(shí)，出酒率增加到最大值。酒曲貯存時(shí)間在7個(gè)月以上時(shí)，出酒率明顯下降，但穩(wěn)定在一個(gè)固定區(qū)間內(nèi)。

2.2.2 微量香味物質(zhì)的變化情況

使用不同貯存時(shí)間酒曲發(fā)酵的酒中，主要酯類物質(zhì)含量變化如圖4所示。酸類物質(zhì)變化趨勢(shì)如圖5所示，醇類物質(zhì)變化趨勢(shì)見圖6，醛、酮類物質(zhì)含量變化見圖7。

如圖4所示，幾種主要酯類物質(zhì)的含量整體上會(huì)隨酒曲貯存時(shí)間的增加而減少，其中乙酸乙酯的含量下降最快，前8個(gè)月下降最為明顯，9個(gè)月以后穩(wěn)定在一個(gè)固定區(qū)間。己酸乙酯的含量在酒曲貯存前3個(gè)月有上升趨勢(shì)，3、4個(gè)月含量最高，后期緩慢降低。而乳酸乙酯和丁酸乙酯的下降較為緩慢。

如圖5所示，乙酸的含量會(huì)隨酒曲貯存時(shí)間的增加而降低，前7個(gè)月降低幅度較大，8、9個(gè)月后相對(duì)穩(wěn)定。而己酸和丁酸會(huì)隨酒曲貯存時(shí)間的增加而略微升高。

醇類物質(zhì)的變化規(guī)律如圖6，除正丙醇會(huì)隨酒曲貯存時(shí)間先升高后降低外，異丁醇和異戊醇含量變化規(guī)律并不明顯。

如圖7所示，醛、酮類物質(zhì)含量隨酒曲貯存時(shí)間的改變變化較大。特別是乙縮醛和3-羥基-2-丁酮的含量在3，4個(gè)月后大量下降，7個(gè)月后相對(duì)穩(wěn)定。乙醛含量3個(gè)月前略微升高，4，5個(gè)月后又略微降低。而其他酮類物質(zhì)呈現(xiàn)略微上升趨勢(shì)。

圖3 不同貯存時(shí)間酒曲發(fā)酵的酒精含量變化趨勢(shì)

圖4 使用不同貯存時(shí)間酒曲發(fā)酵的幾種主要酯類物質(zhì)含量變化

圖5 使用不同貯存時(shí)間酒曲發(fā)酵幾種主要酸類物質(zhì)含量變化

圖6 使用不同貯存時(shí)間酒曲發(fā)酵幾種主要醇類物質(zhì)含量變化

圖7 使用不同貯存時(shí)間酒曲發(fā)酵幾種主要醛、酮類物質(zhì)含量變化

3 結(jié)論

通過模擬發(fā)酵實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，酒曲的貯存時(shí)間主要影響酒曲中各種群微生物的含量和比例，以及各種釀酒功能性酶的活性。

從各種微生物含量上看，在相對(duì)干燥的自然貯存過程中，酒曲中各種微生物含量均會(huì)隨貯存時(shí)間的增加而減少。其中細(xì)菌和霉菌的變化較大，前6、7個(gè)月會(huì)大量減少，而7、8個(gè)月后數(shù)量下降相對(duì)緩慢。酵母數(shù)量在成曲入庫(kù)后變化較小。

單從模擬發(fā)酵結(jié)果上看，各種群微生物含量比例的改變，直接影響出酒率和酒體的風(fēng)格特征。使用貯存時(shí)間在3個(gè)月內(nèi)的酒曲，因醋酸菌含量較高，不僅發(fā)酵初期升溫較快，對(duì)酵母和霉菌的增殖具有抑制作用，導(dǎo)致白酒發(fā)酵不正常，出酒率較低，而且發(fā)酵初期代謝產(chǎn)物中乙酸含量較高，使得酒體中乙酸乙酯的含量大量增加，醛、酮類物質(zhì)含量也高，嚴(yán)重影響高品質(zhì)白酒的生產(chǎn)。使用貯存期在8個(gè)月以上的酒曲，由于釀酒功能性酶的活性逐漸減弱，出酒率和酯化能力也逐漸降低。同時(shí)貯存時(shí)間較長(zhǎng)，帶來的酒曲損耗也將增大，資金回收周期也相應(yīng)的增加。在此特別需要注意的是，對(duì)模擬發(fā)酵結(jié)果的分析，僅代表的是一種研究方法和變化規(guī)律。因各白酒企業(yè)自身的工藝特點(diǎn)、貯存室條件、氣候條件、季節(jié)變化和產(chǎn)品質(zhì)量要求很難完全一致。在選擇合適的酒曲貯存期時(shí)，不應(yīng)固定在單一的數(shù)字上。例如，春季和夏季生產(chǎn)的酒曲，由于季節(jié)變化，在相同的貯存時(shí)間內(nèi)，其各種群微生物含量和比例是不同的。又例如，機(jī)械制曲與人工制曲，盡管用相同的原料進(jìn)行同批次發(fā)酵，成曲中各種群微生物含量和比例也可能不同。因此，建立酒曲微生物指標(biāo)，并根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要科學(xué)選擇貯存時(shí)間，才是降低諸多客觀因素對(duì)生產(chǎn)發(fā)酵的影響最行之有效的辦法。

從產(chǎn)品質(zhì)量要求上看，使用不同貯存時(shí)間的酒曲發(fā)酵，不僅可以從工藝上對(duì)發(fā)酵過程進(jìn)行調(diào)整，還能從發(fā)酵源頭對(duì)產(chǎn)品中各種香味成分的比例進(jìn)行控制。根據(jù)各種性能指標(biāo)和微生物指標(biāo)，可單獨(dú)使用達(dá)到生產(chǎn)使用標(biāo)準(zhǔn)的酒曲；也可將多批次不同貯存時(shí)間的酒曲按比例混合使用，從而實(shí)現(xiàn)除勾調(diào)以外，另一種可直接調(diào)整產(chǎn)品風(fēng)格特征的工藝手段，豐富了現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展對(duì)高品質(zhì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求。

4 討論

綜上所述并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行討論，對(duì)于采用“低溫入窖，緩慢發(fā)酵”方法的濃香型白酒的生產(chǎn)，目前大多數(shù)酒企在酒曲的用量上是否過量？從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，當(dāng)酒曲的基本性能在企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)時(shí)，酒曲中酵母含量的多少和釀酒功能性酶活力的高低，在白酒生產(chǎn)發(fā)酵過程中對(duì)出酒率和酯化力的影響是較小的。但從酒曲的基本性能上看，卻差異很大，因此本實(shí)驗(yàn)提出疑問，實(shí)際生產(chǎn)用曲量是否早已滿足生產(chǎn)發(fā)酵的要求。另一方面，從微生物含量變化的結(jié)果上看，是否可以簡(jiǎn)單的將酒曲的貯存過程，直接看作是功能性菌群自然純化的過程？就實(shí)際生產(chǎn)而言，對(duì)酒曲中各種微生物含量比例的控制，是否才是通過酒曲提升白酒優(yōu)質(zhì)品率的關(guān)鍵要素？因此，在現(xiàn)有酒曲標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)各企業(yè)制曲工藝特點(diǎn)，結(jié)合自身產(chǎn)品的風(fēng)格特征，建立適合自身白酒發(fā)酵的微生物指標(biāo)，可能會(huì)是最終確定酒曲貯存時(shí)間，完善酒曲質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的重要研究方向，為高品質(zhì)白酒釀造提供技術(shù)方法與質(zhì)量保障。