濃香型白酒糟醅質構的研究進展

陳仕江，蘇 建，張富勇，茍梓希，劉 莉，袁春芳，安明哲

（四川宜賓五糧液股份有限公司，四川宜賓 644000）

現(xiàn)今，智能化產品已席卷各個領域，作為傳統(tǒng)的釀酒業(yè)也紛紛進入機械化釀酒當中。由于不同質量的糟醅起糟后最佳配料比有所不同，還不能完全以機械化替代，這就阻礙了行業(yè)的智能化發(fā)展。目前瀘州老窖股份有限公司提出智能化看糟方案，利用發(fā)酵后糟醅的顏色判斷其質構，再和優(yōu)化過的大數(shù)據(jù)進行對比判斷其質量，選擇合適的糠糧配比，開啟了智能釀造在糟醅配料上的應用前景。付勛等[也對糟醅質構及其發(fā)酵影響因素進行了研究，以期了解在發(fā)酵過程中糟醅質構的動態(tài)變化。這說明糟醅的質構對濃香型白酒的釀造起著很重要的作用。糟醅發(fā)酵是一個復雜的過程，影響其中的關鍵因素有很多，如：發(fā)酵過程中的水分、酸度、淀粉含量、糠殼配比、糧食配比、環(huán)境溫度和曲藥質量等等。特別在發(fā)酵取酒階段，不同質量的糟醅對應不同糠殼和糧食的最佳配比，直接影響著釀造過程中的出酒率以及出酒質量。經(jīng)過大量的研究發(fā)現(xiàn)，影響糟醅質構的因素雖然種類繁多，不過大體可以分為內部因素和外部因素兩大類。內部因素主要包括糧食、糠殼、曲藥等。外部因素包括溫度、發(fā)酵周期等。本文就濃香型白酒釀造過程中影響糟醅質構的因素進行簡要闡述并進行一些展望。

1 影響糟醅質構的內部因素

1.1 糧食因素

糧食對糟醅質構的影響主要分為糧食成分和糧食配比。

1.1.1 糧食成分

糧食在釀酒過程中被稱為釀酒之源、釀酒之母。糧食通過大量的細菌和酵母菌進行協(xié)同配合分解后形成了酒精，淀粉在其中起著重要的作用。而同一大類的不同糧食品種淀粉含量占比是不同的。以釀造瀘州老窖的主要成分糯高粱為例，高粱產地主要分為以華北、東北為主的北方及以西南為主的南方地區(qū)，但南北所種高粱品種卻不盡相同。在2011 年，袁蕊等對南北兩地6 個不同品種高粱的理化指標和釀造性能進行了研究與分析。結果表明，所有的高粱中淀粉和蛋白質含量都比較相近，差異在于其中的3 種糯紅高粱的支鏈淀粉含量很高，直鏈淀粉未檢測出其差別，且粗脂肪和單寧含量也較高。最后對所有高粱進行統(tǒng)一釀造操作，對其吸水性能、糊化溫度以及粘度進行檢測。結果表明，其中的3 種糯紅高粱所形成糟醅的理化性質更為優(yōu)秀，相同條件下，釀出的酒略好。這是由于在糯紅高粱中，相比于其他種類的高粱，其總淀粉含量更高，影響了發(fā)酵過程中糟醅的質構組成，從而影響了出酒率和白酒中的香味物質含量及白酒質量。主要表現(xiàn)在分子量、結晶結構、凝沉作用、溶解度、黏度、與碘反應及化學反應活性等方面，因此也使得兩種淀粉在釀酒時的釀造性能差異較大。

1.1.2 糧食與母糟配比

所謂千年老窖，萬年糟。傳統(tǒng)白酒固態(tài)發(fā)酵的釀造過程采取續(xù)糟工藝，隨著取酒的次數(shù)增加，糟醅的數(shù)量在減少，在保留糟醅的同時會加入新的糧食進行混蒸，而每次取酒所遺留下來的糟醅稱作母糟，也叫做萬年糟，這就是續(xù)糟工藝。這種續(xù)糟發(fā)酵的工藝，由于糟醅中拌入了大量上一輪發(fā)酵的母糟，而上一輪發(fā)酵的母糟當中含有大量的有機酸，使得混合后的糟醅明顯呈酸性。這種呈酸性的營養(yǎng)物質，在發(fā)酵初期的微生物增殖過程中，對不能適應這種酸性環(huán)境的霉菌等雜菌有嚴重的抑制作用，使其幾乎不能得到增殖。而酵母菌等與酸性環(huán)境相適應的微生物得到快速增殖，形成優(yōu)勢微生物群落。進入主發(fā)酵期以后，以酵母菌等微生物為主的以乙醇等為主要產物，有利于發(fā)酵進行旺盛，而以霉菌等雜菌為主的以辛辣味物質等產物為主的不利于產品質量的發(fā)酵則由于微生物數(shù)量極少，十分微弱。這也是濃香型白酒普遍采用續(xù)糟法的原因之一。不同糧食與母糟的配比對糟醅質構的影響非常大。唐賢華等對不同糧食用量影響糟醅的質構特性和理化參數(shù)進行了研究，將不同比例糧粉添加到母糟中進行窖外模擬發(fā)酵，分析了發(fā)酵期間糟醅的酸度、水分、淀粉濃度等理化參數(shù)和糟醅理化性質與質構特性。結果發(fā)現(xiàn)，糟醅的初始糧食含量對質構有很大的影響。糧食含量越高，其糟醅的硬度、彈性、內聚性和回復性呈減小的趨勢，而黏著性呈現(xiàn)顯著增大的趨勢。其中糧粉含量15 %～25%的糟醅質構變化較為規(guī)律，與實際生產中將糧粉用量控制在母糟量的20%左右相符。如何獲得最佳的糟糧配比，這就需要投入大量的研究實驗進行確定。

1.2 糠殼

在出窖配料過程中，除了加入糧粉之外，還需要添加一定量的糠殼?？窔な菨庀阈桶拙粕a主要輔料，是大曲酒釀造過程的填充劑和蒸餾過程的疏松劑。付勛等對影響糟醅發(fā)酵典型因素進行了相應研究，發(fā)現(xiàn)用糠量大，產出的基酒糙辣且淡薄。用糠量小，酒味略顯醇甜，香味持久。但是，用糠量小，糟醅中包含的水分就大，滴窖、拌料、蒸餾都不易掌握。所以，用糠量的多少也是有一定的考究，至少在感觀上要求做到使糟醅柔熟而不膩、疏松而不糙。在保證糟醅不糙的情況下，盡量少用糠，以提高產品質量。隨后，唐賢華等對不同糠殼用量影響糟醅的質構特性進行了研究分析。利用物性測試儀測定發(fā)酵期間糟醅的硬度、彈性、內聚性、黏著性等質構參數(shù)的變化情況，并就不同糠殼用量對糟醅質構特性的影響進行了研究與分析。結果發(fā)現(xiàn)，糠殼含量對入窖糟醅的質構特性沒有顯著影響，隨著發(fā)酵時間的延長，糠殼含量越大的，糟醅的硬度、內聚性和回復性增大，且水分和酸度均增大，淀粉含量降低。其中，硬度為2000～2200 g，內聚性為22 %～23 %，黏著性為50 %～55 %，回復性為6 %～7 %的入窖糟醅為最佳質構范圍，其出酒率和出酒質量都很好。

1.3 曲藥

大曲作為濃香型白酒發(fā)酵必不可少的三大原料（組成成分）之一，在濃香型白酒發(fā)酵過程中起著重要的作用。大曲是濃香型白酒釀造的糖化發(fā)酵劑，其原料以小麥為主，在釀酒生產中具有以下作用：第一，向酒體提供風味物質及其前體物質；第二，提供將窖泥功能菌代謝的酸類物質與一些酯類物質的酯化酶；第三，提供復合曲香香氣物質，這也是傳統(tǒng)白酒釀造離不開大曲參與發(fā)酵的奧秘所在。根據(jù)制作方式的不同，可分為高溫大曲，中溫大曲和低溫大曲。唐賢華等通過窖外模擬發(fā)酵試驗研究了不同比例大曲用量對濃香型白酒發(fā)酵糟醅質構特性的影響。使用物性測試儀對其進行實驗測試，結果發(fā)現(xiàn)，糟醅的初始含曲量越高，糟醅的硬度、內聚性和黏著性呈增大的趨勢。也就是說，用曲量的不同也會導致糟醅在發(fā)酵期間的質構變化。經(jīng)過大量實驗發(fā)現(xiàn)：含曲量占比為15 %～25%的糟醅質構變化較為規(guī)律，發(fā)酵較為正常。曲藥通過作用微生物和原料從而間接影響糟醅在發(fā)酵期間的質構變化，進而影響出酒的質量。

1.4 水分

糊化、糖化、發(fā)酵等釀造過程及霉菌、酵母菌等菌種的活動都離不開水。粉碎后的高粱需要吸入一定量的水后才能進行加熱糊化，霉菌只有在水中，才能與糊化好的淀粉充分接觸，在水中完成全部糖化過程。糖只有溶解在水中才能被酵母菌利用，酵母菌只有在水中才能進行生化反應，最終將糖轉化為酒精。入池水分大，糖化效果較好，淀粉糖消耗較多，池內的溫度也會伴隨升高。酵母菌離開水就無法生存，生化反應也就無法進行。水分在整個發(fā)酵過程中起著舉足輕重的作用，所以，研究水分對糟醅質構的影響意義重大。方軍等對濃香型白酒打量水工藝進行了深入研究，對不同的量水溫度對糟醅感官及酒的產質影響進行了探討，并對蒸糧后糧糟的水分變化以及量水用量與糧糟入窖水分之間的關系進行了研究，結果發(fā)現(xiàn)，出窖母糟酸度大，淀粉含量高，則可多打量水。量水溫度控制在80 ℃以上時對酒的產質較好。蒸餾出甑時的糧糟水分與拌料后的糧糟水分基本上是一致的，在蒸酒蒸糧這一過程中，糧糟的水分含量是不發(fā)生變化的。王宏等為解決智能打量水問題，建立了打量水比例與糟醅水分增加比例之間的模型，以期能達到用上甑前的糟醅含水量指導蒸餾出甑后量水的用量，從而實現(xiàn)用在線化驗數(shù)據(jù)指導生產的目的。結果表明，打量水比例與糟醅水分增加比例之間確實存在較好的線性關系，這對項目以后的研究提供了一個良好的開端。

2 影響糟醅質構的外部因素

2.1 溫度

傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵最大的特點就是自然發(fā)酵，而在發(fā)酵過程中感受最為直觀的便是發(fā)酵期間溫度的變化。溫度會影響糟醅里面的細菌、真菌等微生物的生長代謝，從而影響發(fā)酵過程的發(fā)展方向。通常來說，糟醅的入窖溫度在18～22 ℃比較適宜。如果入窖溫度過高，糟醅就會變得較為黑硬、酸度大，酒氣味較大，酒味糙辣、淡薄，香氣短，不連綿。入窖溫度過低，發(fā)酵初期升溫緩慢，有時2～3 d不升溫，主發(fā)酵期太長，有的長達一個月左右，糟醅顏色嫩，黃水黏，產酒甜味重，香味差，出酒質量都不好且不利于生產。應靜等對溫度這一因素進行了探究，采用實驗室模擬固態(tài)控溫發(fā)酵方式，對發(fā)酵過程進行控溫，并監(jiān)測糟醅理化指標。結果發(fā)現(xiàn)：在高溫的環(huán)境中發(fā)酵會加快糟醅水分蒸發(fā)，提前更改糟醅內部結構，使酵母菌及霉菌數(shù)量快速減少，不利于發(fā)酵。中溫和低溫發(fā)酵中好氧細菌及酵母數(shù)量較多，有利于持續(xù)產酒產酸。通過各種理化指標分析，發(fā)酵溫度宜在30 ℃左右，并可以通過控制發(fā)酵溫度生產特定基酒。

2.2 發(fā)酵周期

發(fā)酵周期即糟醅發(fā)酵的時間。濃香型大曲酒的釀造采用續(xù)糟工藝，續(xù)糟的次數(shù)越多，其發(fā)酵周期越長，更能在空氣中捕獲更多的微生物，含有益成分越多，酒質越好。唐賢華等在研究濃香型白酒發(fā)酵糟醅的質構特性時發(fā)現(xiàn)，隨著發(fā)酵時間的延長，無論是上層糟醅、中層糟醅還是下層糟醅，其酸度都呈現(xiàn)增加的趨勢，其中底層酸度最高。通過物性測試發(fā)現(xiàn)，隨著發(fā)酵的進行，糟醅整體的硬度在上升，內聚性也在提高。這是由于糟醅在發(fā)酵過程中淀粉的含量在逐漸減少，相應的，糠殼也會失去許多成分，導致糟醅的內部結構占比發(fā)生了變化，從而影響酒的質量。以宜賓五糧液股份有限公司為例，采用獨特的雙輪底發(fā)酵工藝，除了在發(fā)酵過程中捕獲更多的微生物之外，也有延長發(fā)酵周期的目的，使酒里面的酯類物質更加豐富，口味更飽滿。故一個合理的發(fā)酵周期對釀酒工藝來說至關重要。

3 總結與展望

糟醅作為出酒的原料，其在發(fā)酵過程中的結構和性質對濃香型白酒的釀造起著至關重要的作用，直接影響著白酒的質量。目前越來越多的研究者都開始致力于這方面的工作，探索出了許多影響其質構的因素，如：糠殼，糧食，曲藥，溫度，發(fā)酵周期等，讓我們對其釀酒發(fā)酵過程中糟醅的動態(tài)變化有了更深入的了解。在發(fā)酵過程中時刻關注糟醅結構的變化，確定糟醅質量的優(yōu)劣，在配糧過程中選擇合適的比例，會提高對釀酒質量的把控。不過遺憾的是，目前對于糟醅質構的研究，大多數(shù)研究集中在成分（如：酸度，水分，淀粉含量）和物性測試（TPA 測試糟醅硬度，彈性，內聚性等）上，雖然唐賢華、趙東等利用TA.XTplus 物性測試儀在傳統(tǒng)白酒生產中進行了許多探索，也確定了其可靠性，但僅僅依靠糟醅的硬度和彈性等不能直觀的說明其微觀結構的變化，內在的機理還不能得以詮釋。所以，在糟醅質構方面的探索中我們還有一段很長的路要走：在一定的實驗范圍內可以使用一些交叉學科的表征手段，如掃描電鏡（SEM），氣壓監(jiān)測計，X 光機，熱重分析儀（TGA）等，結合TPA 等物性測試手段，多方位揭露糟醅在微觀形貌上，在物理化學性能上，在比重特性上隨著發(fā)酵時間而產生的內部變化。利用現(xiàn)代計算機大數(shù)據(jù)建模的方式，以谷糠、淀粉顆粒結構變化為突破口，剖析釀造發(fā)酵不同階段糟醅物理結構的典型特征，融合糟醅理化指標及釀酒微生物菌群代謝參數(shù)，推導糟醅物理結構特性對釀酒微生物種群代謝演替的影響路徑，豐富糟醅發(fā)酵物理結構變化的理論基礎，完善固態(tài)白酒釀造機制，推動人工看糟配料往智能配料方向進一步發(fā)展。時代在進步，不同發(fā)酵時期的糟醅微觀結構變化研究領域需要更多的投入才能進一步穩(wěn)定控制釀酒質量。