醬香型白酒糙沙輪次成熟糖化堆的剖析

路 虎，張 飛，羅 剛，肖華平，程平言，楊剛?cè)?/p>

(貴州茅臺(tái)酒廠（集團(tuán)）習(xí)酒有限責(zé)任公司，貴州習(xí)水 564622)

醬香型白酒生產(chǎn)工藝復(fù)雜，可概括為“12987”工藝，即以一年為一個(gè)生產(chǎn)周期，兩次投糧，九次蒸煮，八次發(fā)酵，七次取酒。工藝特點(diǎn)為“三高三長(zhǎng)”，即高溫制曲、高溫堆積發(fā)酵、高溫餾酒，生產(chǎn)周期長(zhǎng)、大曲貯存時(shí)間長(zhǎng)、基酒儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)。其中，高溫堆積發(fā)酵是醬香型白酒生產(chǎn)工藝中最獨(dú)特之處，能網(wǎng)羅和富集周圍環(huán)境中微生物，并產(chǎn)生大量代謝風(fēng)味物質(zhì)[1-2]，賦予醬香酒獨(dú)特風(fēng)格特征。

一直以來(lái)，醬香型白酒堆積發(fā)酵工藝是眾多專家和學(xué)者的重點(diǎn)研究領(lǐng)域，其中周恒剛和楊漫江等的研究發(fā)現(xiàn)[3-4]，酒醅不堆積直接入窖會(huì)導(dǎo)致不產(chǎn)酒或產(chǎn)酒質(zhì)量差等情況，表明堆積發(fā)酵是醬香型白酒生產(chǎn)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。唐玉明等[5]對(duì)醬香型白酒第4 輪次酒堆積發(fā)酵過(guò)程中溫度和微生物區(qū)系進(jìn)行測(cè)定，揭示了堆積環(huán)節(jié)溫度和微生物變化規(guī)律。

醬香型白酒生產(chǎn)周期長(zhǎng)，各輪次糖化堆入窖狀態(tài)差異大，習(xí)酒公司醬香生產(chǎn)一般通過(guò)刀切式下窖，使窖內(nèi)糟醅達(dá)到一種均勻狀態(tài)，有利于產(chǎn)酒均衡。糙沙輪次糟醅疏散，發(fā)酵充分，一般均為原堆發(fā)酵，本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)糙沙輪次成熟糖化堆進(jìn)行剖析，分析不同部位理化指標(biāo)、微生物種類和數(shù)量分布等，以期對(duì)成熟糖化堆有更為深入的了解。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

1.1.1 材料

樣品：糙沙輪次達(dá)到入窖條件的糖化堆，即成熟的糖化堆。

1.1.2 試劑與儀器

試劑：營(yíng)養(yǎng)瓊脂、孟加拉紅培養(yǎng)基均為生化試劑，北京奧博星生物有限公司；乙醛、丙醇、糠醛、乙酸乙酯、乙酸、丁酸等色譜分析用標(biāo)準(zhǔn)品均為色譜純，天津市津科精細(xì)化工研究所；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

儀器：6890N 型氣相色譜儀，美國(guó)Agilent 公司；YXQ-LS-100SⅡ型立式壓力滅菌鍋，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司；SW-CJ-2F 型超凈工作臺(tái)，蘇州凈化設(shè)備有限公司；LRH-250 型生化培養(yǎng)箱，上海一恒科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 溫度測(cè)量方式和酒醅樣品采集

油田余熱的回收利用已經(jīng)過(guò)幾十年的研究和實(shí)踐，文獻(xiàn)報(bào)道中有針對(duì)注汽鍋爐余熱回收[2]、污水余熱回收[3-5]以及油田各類余熱的綜合利用[6]等方面的研究。這些研究從多方面系統(tǒng)地研究了合理而有效地回收余熱的技術(shù)手段，其中也包括了對(duì)吸收式熱泵技術(shù)應(yīng)用的研究[7-10]。吸收式熱泵技術(shù)（AHP）與傳統(tǒng)熱泵一樣，能夠?qū)崃繌牡蜏叵蚋邷貍鬟f。相比于傳統(tǒng)使用氫氟烴作為制冷劑的機(jī)械式熱泵，不向大氣排放溫室氣體，具有更佳的環(huán)境友好性，更符合如今對(duì)清潔能源的需求，同時(shí)不消耗大量的電能。但文獻(xiàn)報(bào)道中較少有將吸收式熱泵技術(shù)應(yīng)用于SAGD稠油開(kāi)采余熱回收的研究。

溫度測(cè)量方式：成熟糖化堆入窖一半時(shí)，在堆子豎切面用探針食品溫度計(jì)從堆底中心位置，在半個(gè)堆面范圍，由內(nèi)向外呈輻射狀，每隔10 cm 測(cè)量，溫度測(cè)量位置如圖1所示。

圖1 溫度測(cè)量位置示意圖

酒醅樣品取樣：按照堆底（高度約10 cm）水平方向，在中心、距離堆底中心1.5 m 深度、堆底表層（深度約10 cm）；堆中（高度約1 m）水平方向，在中心、距堆中心1 m 深度、堆中表層（深度約10 cm）、堆中表面結(jié)塊處；堆頂（深度約10 cm），共8 個(gè)位置取樣，每個(gè)樣品為繞堆子1 周取3 個(gè)樣品的綜合樣，取樣位置見(jiàn)圖2。

圖2 酒醅樣品取樣位置示意圖

1.2.2 可培養(yǎng)微生物檢測(cè)

采用稀釋涂布法檢測(cè)可培養(yǎng)微生物。細(xì)菌檢測(cè)培養(yǎng)基：營(yíng)養(yǎng)瓊脂；酵母菌和霉菌檢測(cè)培養(yǎng)基：孟加拉紅培養(yǎng)基。

1.2.3 理化指標(biāo)檢測(cè)

糟醅水分、酸度、還原糖含量檢測(cè)參照文獻(xiàn)進(jìn)行[6]。

1.2.4 氣相色譜分析

Agilent 6890N 氣相色譜儀，帶7683B 自動(dòng)進(jìn)樣器，配FID檢測(cè)器。色譜條件：色譜柱：CP97723 CPWAX 57CB毛細(xì)管柱（50 m×0.25 mm×0.20 μm）；進(jìn)樣口溫度230 ℃，載氣為氮?dú)?、空氣和氫氣，分流?0∶1；升溫程序：起始40 ℃，保持3 min，以2 ℃/min升溫至80 ℃，不保持；再以7.5 ℃/min 升溫至215 ℃，保持24 min。

2 結(jié)果與分析

圖3 糙沙成熟糖化堆縱切面溫度分布示意圖

圖4 糙沙成熟糖化堆橫切面溫度分布示意圖

通過(guò)對(duì)堆子不同位置溫度測(cè)量發(fā)現(xiàn)，成熟糖化堆整體溫度分布為：除開(kāi)堆子表層結(jié)塊處，以堆子底部中間為球心，向四周輻射，溫度呈遞增關(guān)系。堆子底部接觸地面溫度最低，高度約10 cm 的糟醅溫度全部在30 ℃以下，堆子高10～110 cm 處溫度在30～35 ℃，堆子高110～150 cm 處溫度在35～40 ℃，堆子高150 cm 以上溫度在40 ℃以上，除了堆子表面結(jié)塊層溫度較低，在35 ℃左右。

通過(guò)計(jì)算不同溫度區(qū)間糟醅體積，進(jìn)而算出不同溫度區(qū)間糟醅在整個(gè)糖化堆中的占比，具體結(jié)果見(jiàn)表1。從表1 可以看出，堆表結(jié)塊層糟醅體積最小，僅占糖化堆總體積約1.3 %，溫度在30 ℃以下糟醅體積占比也較小，約4.2 %，溫度在30～35 ℃糟醅體積占比最大，達(dá)55.6%，溫度在35～40 ℃和40 ℃以上糟醅體積占比較為接近，分別為22.2 %和16.7%。

表1 不同溫度區(qū)間糟醅體積占整體糖化堆比例

2.2 糟醅理化數(shù)據(jù)分析

從表2 可以看出，整體糖化堆水分分布規(guī)律為離堆子表面越近，水分越小，離堆子內(nèi)部越近，水分越大，與完堆后，表層水分更容易揮發(fā)有關(guān)。酸度分布規(guī)律為堆底中心處酸度最高，以此為中心向四周輻射而降低，此數(shù)據(jù)表明酸度與堆積時(shí)間呈正相關(guān)關(guān)系，堆積時(shí)間越長(zhǎng)，酸度越大。堆底中心延堆表方向，還原糖逐漸增加，可能與好氧菌糖化酶較多有關(guān)，堆中分布規(guī)律不明顯，堆表結(jié)塊層較低，可能原因是糖化效果好，同時(shí)微生物代謝活動(dòng)豐富，消耗了較多的還原糖。

表2 糙沙成熟糖化堆不同部位糟醅理化數(shù)據(jù)分析

2.3 微生物種類和數(shù)量分析

從表3 可知，各類微生物數(shù)量在糖化堆不同部位差異顯著，尤其是細(xì)菌和酵母。細(xì)菌在糖化堆的分布情況為堆子底層數(shù)量最低，堆子外層高于堆子內(nèi)層，堆底層外側(cè)高于中心約4 倍，堆中層外側(cè)高于中心約6倍，堆表層高于中心層約1個(gè)數(shù)量級(jí)；酵母在糖化堆的分布情況與細(xì)菌類似，不過(guò)堆子內(nèi)外層數(shù)量差異較細(xì)菌懸殊更大，堆子外層高于中心層約1 個(gè)數(shù)量級(jí)，堆表層高于中心層約2個(gè)數(shù)量級(jí)，這與堆表層糟醅疏松，溶氧豐富，酵母數(shù)量得到大量繁殖有關(guān)。霉菌數(shù)量在糖化堆整體較少，僅在外層能分離出，其他部位基本分離不出。

表3 糙沙成熟糖化堆不同部位微生物種類和數(shù)量分析 (cfu/g)

2.4 糟醅理化色譜數(shù)據(jù)分析

通過(guò)對(duì)糖化堆不同部位糟醅進(jìn)行理化色譜數(shù)據(jù)分析，從表4 可以看出，酯類、乙醛、糠醛、醋酉翁、苯乙醇等醛酮類香氣成分，堆子外層，尤其是堆表結(jié)塊層下面溫度最高區(qū)域，顯著高于堆子內(nèi)層，一般認(rèn)為乙醛、醋酉翁、苯乙醇等對(duì)醬香酒風(fēng)格形成有重要貢獻(xiàn)。酸類、醇類等物質(zhì)堆子內(nèi)層顯著高于外層，這是因?yàn)槎炎觾?nèi)部細(xì)菌數(shù)量較多，溶氧低，從而代謝產(chǎn)酸較多，并且與酸度理化數(shù)據(jù)相吻合。

表4 糙沙成熟糖化堆不同部位糟醅理化色譜數(shù)據(jù)分析 (mg/kg糟醅)

2.5 不同部位糟醅溫度和感官分析

通過(guò)對(duì)比分析糟醅溫度和感官分析，堆子內(nèi)部和底部糟醅溫度較低，酸度較大，聞香有酸刺激感，放香較沉悶，無(wú)令人愉悅的香氣，堆子中層外側(cè)及堆頂處糟醅溫度較高，具有果香、焦香等，聞香令人愉悅。同樣是堆子外側(cè)層，堆積時(shí)間相同，堆底和堆中、堆頂?shù)臏囟认嗖羁蛇_(dá)20 ℃左右，且堆底糟醅香氣遠(yuǎn)不如堆中和堆頂，而堆底糟醅微生物數(shù)量甚至高于堆中，推測(cè)這種現(xiàn)象是由美拉德反應(yīng)程度的不同導(dǎo)致的，因?yàn)槊览路磻?yīng)在溫度較高的情況下，產(chǎn)生了更多的焦香化合物。根據(jù)糟醅實(shí)際情況來(lái)看，糟醅從底部外側(cè)向上方向，當(dāng)外層溫度逐漸升溫達(dá)到40 ℃以上時(shí)，糟醅才明顯開(kāi)始有令人愉悅的果香等，推測(cè)糖化堆積時(shí)，可能當(dāng)溫度達(dá)到40 ℃以上時(shí)，美拉德反應(yīng)程度較為劇烈，能產(chǎn)生更多令人愉悅的醛酮類等物質(zhì)，并且這與理化色譜數(shù)據(jù)相吻合。

表5 糙沙成熟糖化堆不同部位糟醅溫度和感官分析

3 結(jié)論

3.1 通過(guò)對(duì)糙沙成熟糖化堆的剖析發(fā)現(xiàn)，不同部位各項(xiàng)數(shù)據(jù)差異較大。糖化堆溫度分布方面，除堆表結(jié)塊層外，以堆子底部中間為球心，向四周輻射，溫度呈遞增關(guān)系。糖化堆整體劃分為5 個(gè)區(qū)域：30 ℃以下、30～35 ℃、35～40 ℃、40 ℃以上和堆表結(jié)塊層，其中堆表結(jié)塊層糟醅體積最小，溫度在35 ℃以下糟醅體積占整個(gè)糖化堆比例達(dá)六成左右。

3.2 理化數(shù)據(jù)方面，整體糖化堆水分和酸度分布規(guī)律較為相似，離堆子表面越近，水分和酸度越小，離堆子內(nèi)部越近，水分和酸度越大。還原糖是堆底中心延堆表方向，逐漸增加，堆表結(jié)塊層較低，與堆表微生物代謝活動(dòng)豐富而消耗了較多的還原糖有關(guān)。

3.3 微生物種類和數(shù)量方面，細(xì)菌和酵母在糖化堆不同部位差異顯著，霉菌數(shù)量均較少，有時(shí)難以檢出。細(xì)菌和酵母數(shù)量分別在堆子外層相較堆子中心高4～10 倍，堆表結(jié)塊層較堆子中心處，細(xì)菌可高約1 個(gè)數(shù)量級(jí)，酵母可高約2個(gè)數(shù)量級(jí)，這與堆表層糟醅疏松，溶氧豐富，微生物數(shù)量得到大量繁殖有關(guān)。

3.4 香氣成分方面，醛酮類、苯乙醇等香氣成分，堆子外層顯著高于堆子內(nèi)層，酸類、醇類等物質(zhì)堆子內(nèi)層顯著高于外層，這與堆子內(nèi)部溶氧低，代謝產(chǎn)酸較多有關(guān)。

3.5 糟醅溫度和感官方面，堆子內(nèi)部和底部糟醅溫度較低，聞香有酸刺激，放香較沉悶，無(wú)令人愉悅的香氣，堆子中層外側(cè)及堆頂處糟醅溫度較高，具有果香、焦香等，聞香愉悅。同時(shí)，堆積時(shí)間相同的情況下，堆底和堆中、堆頂溫度相差可達(dá)20 ℃左右，這可能是導(dǎo)致香氣差異的主要原因。根據(jù)糟醅實(shí)際情況推測(cè)當(dāng)堆積溫度在40 ℃以上時(shí)，美拉德反應(yīng)較為劇烈，能產(chǎn)生較多令人愉悅的醛酮類等物質(zhì)。

總之，糙沙成熟糖化堆不同部位糟醅在溫度、理化數(shù)據(jù)、微生物種類和數(shù)量、香氣成分、感官質(zhì)量方面懸殊較大，因此糖化堆下窖時(shí)，需要刀切式入窖，使得堆子上中下各部位糟醅充分混合，有利于窖內(nèi)發(fā)酵均衡。