發(fā)酵溫度對(duì)濃香型白酒雜醇油含量的影響

潘玲玲，羅明有，王 媚，班世棟，邱樹毅，馮學(xué)愚*

（1.瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院郎酒學(xué)院，四川瀘州 646000；2.四川省宜賓市敘府酒業(yè)股份有限公司，四川宜賓 644000；3.四川省川酒集團(tuán)科技開發(fā)有限公司，四川成都 610000；4.貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院，貴州貴陽(yáng) 550025；5.成都師范學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，四川溫江 611130）

濃香型白酒采用開放式自然發(fā)酵，其過(guò)程極其復(fù)雜。穩(wěn)定和提高基酒質(zhì)量是面臨的質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。發(fā)酵溫度是影響濃香型白酒酒質(zhì)的重要影響因素之一[1-5]。賴登燡[6]認(rèn)為入窖溫度在濃香型白酒發(fā)酵生產(chǎn)諸多條件中起支配性作用，入窖溫度通過(guò)影響窖內(nèi)酵母、產(chǎn)酸細(xì)菌的繁殖，影響基礎(chǔ)酒質(zhì)量[7]，通過(guò)控制入窖溫度，有利于正常發(fā)酵和生酯[8]。唐現(xiàn)洪等[9-10]認(rèn)為采用入窖前高溫堆積發(fā)酵工藝，既豐富了微生物的種類和數(shù)量，又增加了微生物代謝產(chǎn)物的種類和含量，進(jìn)而增加了白酒中的香味成分。目前，通過(guò)控溫發(fā)酵來(lái)提高濃香型白酒的酒質(zhì)的研究較少，張超等[11]認(rèn)為發(fā)酵溫度對(duì)窖池內(nèi)酵母菌、兼性厭氧細(xì)菌等典型的微生物菌群有明顯的影響。許德富等[12]設(shè)計(jì)出窖池內(nèi)安裝換熱裝置的方法，但未見其實(shí)際應(yīng)用的相關(guān)報(bào)道。蒲嵐等[10]通過(guò)對(duì)窖池安裝換熱裝置，使?jié)庀阈桶拙浦械募核嵋阴ズ鸵宜嵋阴ズ刻岣?，乳酸乙酯含量減少，有利于提高基礎(chǔ)酒的質(zhì)量。

雜醇油是影響濃香型白酒酒質(zhì)的重要因素之一，其含量過(guò)高不僅對(duì)人體有害[13]，而且給酒的風(fēng)味帶來(lái)不好的影響，也是造成我國(guó)白酒出現(xiàn)白色渾濁的原因之一[14-15]。雜醇油的形成與發(fā)酵溫度有關(guān)，這在啤酒、果酒和液態(tài)白酒中都有所證實(shí)[16-18]。有資料顯示，降低入窖溫度可以改變傳統(tǒng)固態(tài)白酒發(fā)酵中雜醇油的含量[19-20]，但目前并未系統(tǒng)報(bào)道固態(tài)發(fā)酵過(guò)程中發(fā)酵溫度對(duì)濃香型白酒雜醇油含量的影響，而濃香型白酒又以泥窖為發(fā)酵容器，整個(gè)發(fā)酵過(guò)程很多環(huán)境因子不可控制，且不易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化等[21]。因此，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)自制固態(tài)發(fā)酵罐進(jìn)行濃香型白酒固態(tài)發(fā)酵，這樣既能節(jié)約用地、易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，又能人為控制發(fā)酵溫度等因子。在發(fā)酵過(guò)程中對(duì)發(fā)酵罐進(jìn)行溫度控制，監(jiān)測(cè)控溫罐和對(duì)照罐發(fā)酵過(guò)程糟醅中雜醇油含量變化及發(fā)酵結(jié)束后基酒中雜醇油含量變化，同時(shí)與對(duì)照窖池對(duì)比，以期提高基酒質(zhì)量。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

糟醅：取自四川省瀘州市某知名濃香型白酒企業(yè)；正丙醇、異丁醇、正丁醇、異戊醇等（均為色譜純）：鄭州譜析科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

7890A氣相色譜檢測(cè)儀：安捷倫科技（中國(guó)）有限公司；220 V/1 000 W萬(wàn)用電爐：昆明普康儀器儀表有限公司；2.4 m3發(fā)酵罐：瀘州成邦機(jī)械工程有限公司。

1.3 方法

1.3.1 控溫方法

第一輪控溫發(fā)酵方法：發(fā)酵第42天，啟動(dòng)溫控加熱器，在數(shù)顯溫度控制器面板上設(shè)置需要的溫度40 ℃，溫差為2 ℃，再打開注水泵，將38～40 ℃的水注入罐體夾層，晝夜控溫；發(fā)酵第58天關(guān)閉水泵和加熱器即可。

第二輪控溫發(fā)酵方法：發(fā)酵罐1從發(fā)酵第7天開始控溫，除去在輸送熱循環(huán)水管道中的一些熱散失，在罐體夾層中的熱循環(huán)水溫度在35～37 ℃；在發(fā)酵第16天向發(fā)酵罐2通入與發(fā)酵罐1相同溫度的熱循環(huán)水。發(fā)酵第32天對(duì)發(fā)酵罐2停止通入循環(huán)熱水，發(fā)酵第44天停止對(duì)發(fā)酵罐1通入循環(huán)熱水。

1.3.2 入窖方式及時(shí)間

同一批次固態(tài)發(fā)酵罐和窖池的入窖糟源相同，發(fā)酵罐入罐糟醅質(zhì)量均為一甑，并由同一班組按照正常工藝入窖發(fā)酵。第一批次發(fā)酵糟為儲(chǔ)備糟，在發(fā)酵第34天按照正常工序翻窖，加酒（主要作用生香）91 kg，加曲15 kg，發(fā)酵時(shí)間為75 d；第二批次發(fā)酵糟為糧食糟，按正常工藝發(fā)酵49 d。

1.3.3 糟醅取樣方法

第一批次發(fā)酵實(shí)驗(yàn)糟醅取樣：分別取發(fā)酵罐的中層糟，發(fā)酵第0、7、12、17、22、27、32、34天取樣，之后則每5 d取一次。

第二批次發(fā)酵實(shí)驗(yàn)糟醅取樣：取發(fā)酵罐1、發(fā)酵罐2和窖池的中層糟醅，每7 d取一次。

1.3.4 測(cè)定方法

溫度監(jiān)測(cè)：每天的固定時(shí)間（9：00）直接讀取插入發(fā)酵罐中央中部的數(shù)顯溫度計(jì)上的溫度，記錄糟醅中央中部的溫度變化情況。

樣品測(cè)定：將100 g糟醅置于500 mL蒸餾瓶中，加入250 mL蒸餾水，于電爐上加熱蒸餾，冷凝回收100 mL。將預(yù)處理的樣品，用氣相色譜檢測(cè)，檢測(cè)條件為：高純氮?dú)?，毛?xì)管柱DM-WAX（30 m×0.25 mm×0.25 μm），進(jìn)樣口溫度250 ℃，檢測(cè)器溫度250 ℃，進(jìn)樣體積1 μL，載氣流速：高純氮?dú)猓?9.999%）1.5 mL/min，分流比40∶1，柱溫程序：35 ℃保持5 min，以5 ℃/min升溫至100 ℃，不保持，以10 ℃/min升溫至210 ℃，保持10 min。

2 結(jié)果與分析

2.1 控溫發(fā)酵對(duì)發(fā)酵罐中雜醇油含量的影響

2.1.1 糟醅溫度變化情況

為探討發(fā)酵罐控溫工藝是否可行，先開展了兩個(gè)發(fā)酵罐的對(duì)照實(shí)驗(yàn)，兩輪控溫發(fā)酵過(guò)程溫度變化結(jié)果見圖1。

圖1 第一輪（a）、第二輪（b）控溫發(fā)酵過(guò)程中糟醅溫度變化Fig.1 Change of temperature in the fermented grains during the first(a) and second (b) rounds of temperature-controlled fermentation

由圖1（a）可知，在發(fā)酵前20 d，兩個(gè)發(fā)酵罐中糟醅溫度呈現(xiàn)先上升再下降的變化趨勢(shì)；隨著翻窖工藝的進(jìn)行，從發(fā)酵第34天兩個(gè)發(fā)酵罐糟醅溫度緩慢上升，發(fā)酵中后期，控溫罐糟醅溫度明顯高于未控溫罐，控溫罐糟醅的頂溫提至35 ℃，而未控溫罐頂溫只有32.4 ℃，且控溫罐“中挺”時(shí)間較長(zhǎng)，為13 d，未控溫罐受室溫影響較大；在發(fā)酵第58天，溫度逐漸下降，但控溫罐糟醅溫度比未控溫罐糟醅溫度下降更緩。由此可見，發(fā)酵罐實(shí)行控溫工藝可以滿足生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的“前緩，中挺，后緩落”的溫度變化趨勢(shì)。

由圖1（b）可知，發(fā)酵罐1、發(fā)酵罐2與窖池糟醅中的溫度變化基本符合“前緩、中挺、后緩落”的規(guī)律。發(fā)酵罐1糟醅中的溫度從發(fā)酵第7天后緩慢上升逐漸超過(guò)發(fā)酵罐2；發(fā)酵前10天發(fā)酵罐1、發(fā)酵罐2及窖池升溫幅度較大，這可能與發(fā)酵前期酵母菌大量繁殖代謝，產(chǎn)生的熱量使糟醅迅速升溫有關(guān)；發(fā)酵第10天發(fā)酵罐1和發(fā)酵罐2達(dá)到頂溫，而窖池在發(fā)酵第27天才達(dá)到頂溫，這與窖池容納較多的入窖糟使窖池持續(xù)升溫有關(guān)。發(fā)酵罐1和發(fā)酵罐2較窖池提前進(jìn)入中挺階段；發(fā)酵第32天停止對(duì)發(fā)酵罐2控溫。控溫期間雖然室溫有波動(dòng)變化，但發(fā)酵罐1和發(fā)酵罐2受室溫影響較小。兩個(gè)控溫發(fā)酵罐糟醅中的溫度比窖池低，但延長(zhǎng)中挺時(shí)間的目的達(dá)到了。窖池從發(fā)酵第32天溫度開始緩慢下降，發(fā)酵第44天停止了對(duì)發(fā)酵罐1的控溫，受室溫影響發(fā)酵罐1后期糟醅溫度急劇下降，而發(fā)酵罐2糟醅溫度下降較緩。

總之，這排糧食糟由于控溫時(shí)間的差異，兩個(gè)發(fā)酵罐糟醅形成了2 ℃以上溫差；發(fā)酵前期溫度上升幅度大小為發(fā)酵罐1＞發(fā)酵罐2＞窖池；與窖池相比，發(fā)酵罐的中挺時(shí)間延長(zhǎng)，為15 d；發(fā)酵罐1頂溫為31.1 ℃，發(fā)酵罐2頂溫為29.7 ℃，窖池的頂溫為34.9 ℃；發(fā)酵后期溫度下降幅度大小為發(fā)酵罐1＞發(fā)酵罐2＞窖池。

2.1.2 控溫發(fā)酵對(duì)雜醇油含量的影響

圖2 第一輪（a）、第二輪（b）發(fā)酵過(guò)程中糟醅主要雜醇油含量變化Fig.2 Changes of main fusel oil contents in the fermented grains during the first (a) and second (b) rounds of fermentation

由圖2（a），第一輪發(fā)酵控溫罐和未控溫罐糟醅中正丙醇、異丁醇、正丁醇、異戊醇、正戊醇和正己醇含量總體呈上升趨勢(shì)；發(fā)酵中后期，控溫罐糟醅中這些醇類物質(zhì)含量上升較未控溫罐快；至發(fā)酵結(jié)束，控溫罐糟醅中這些醇類物質(zhì)含量皆高于未控溫罐，可能控溫發(fā)酵有利于微生物代謝產(chǎn)生此類醇類物質(zhì)。綜上，控溫發(fā)酵后糟醅中正丙醇、異丁醇、正丁醇、異戊醇、正戊醇和正己醇含量增加。

如圖2（b），第二輪發(fā)酵入窖時(shí)糟醅中的正丙醇、異丁醇、正丁醇、異戊醇和正己醇含量都為0，且整體呈增加趨勢(shì)；發(fā)酵中后期，發(fā)酵罐1糟醅中這5種醇類含量有較大幅度上升，至發(fā)酵結(jié)束，糟醅中這5種醇類含量大小為發(fā)酵罐1＞窖池＞發(fā)酵罐2。發(fā)酵罐和窖池糟醅中正戊醇含量變化基本一致，差異不大。綜上，發(fā)酵罐中糟醅中溫度較高者正丙醇、異丁醇、正丁醇、異戊醇和正己醇含量較未控溫發(fā)酵罐分別增加了118.6%、21.2%、29.7%、21.7%、77.3%。

2.1.3 控溫發(fā)酵對(duì)基酒中雜醇油含量的影響

表1 第一輪二段基酒中雜醇油的含量Table 1 Fusel oil content in the first round of second stage base liquor

由表3可知，二段基酒中含量較高的醇類物質(zhì)有正丙醇、正丁醇、異戊醇和正己醇?？販毓薅位浦姓?、正丁醇、異戊醇和正己醇含量高于未控溫罐，低于窖池，且雜醇油總含量大小為窖池＞控溫罐＞未控溫罐，這與糟醅中雜醇油含量變化類似。綜上，控溫發(fā)酵后二段基酒中雜醇油含量上升。

表2 第二輪二段基酒中雜醇油的含量Table 2 Fusel oil content in the second round of second stage base liquor

由表4可知，第二輪發(fā)酵實(shí)驗(yàn)中二段基酒含量較高的有正丙醇、正丁醇、異戊醇和正己醇，發(fā)酵罐1二段基酒中正丙醇、正丁醇、異戊醇和正己醇含量遠(yuǎn)低于窖池，略高于發(fā)酵罐2分別為22.3%、0.6%、2.0%、25.4%，且雜醇油總含量大小為窖池＞發(fā)酵罐1＞發(fā)酵罐2。

3 結(jié)論

在固態(tài)白酒發(fā)酵過(guò)程中，影響高級(jí)醇生成量的因素是多方面的，并且作用機(jī)理也較復(fù)雜。本試驗(yàn)研究通過(guò)兩輪實(shí)驗(yàn)研究了發(fā)酵溫度在濃香型白酒生產(chǎn)中對(duì)雜醇油含量的影響，實(shí)驗(yàn)表明，發(fā)酵過(guò)程中控溫發(fā)酵罐中糟醅中正丙醇、異丁醇、正丁醇、異戊醇、正戊醇和正己醇含量增加，且二段基酒中正丙醇、正丁醇、異戊醇、正己醇等含量也高于未控溫罐。第二輪發(fā)酵實(shí)驗(yàn)跟蹤了窖池糟醅發(fā)酵過(guò)程中糟醅雜醇油含量變化，同樣得出發(fā)酵罐中糟醅中溫度較高者正丙醇、異丁醇、正丁醇、異戊醇和正己醇含量較高，發(fā)酵溫度較高者二段基酒中雜醇油含量較高?？梢?，溫度會(huì)影響濃香型白酒發(fā)酵糟醅中微生物的代謝，可能在一定范圍內(nèi)溫度升高利于微生物代謝產(chǎn)生雜醇油，因此在濃香型白酒固態(tài)發(fā)酵中，采取一定范圍內(nèi)的低溫發(fā)酵工藝，可以降低發(fā)酵過(guò)程中雜醇油的生成量。