醬香型白酒第四輪次入窖酒醅理化性質(zhì)分析

趙 賀，張成楠，閔偉紅，李秀婷，王 昆，王紅安，朱 華

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130118；2.中國(guó)商業(yè)聯(lián)合會(huì)釀酒微生物與酶分子工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100048；3.北京工商大學(xué)食品與健康學(xué)院，北京 100048；4.北京華都釀酒食品有限責(zé)任公司，北京 102212）

中國(guó)白酒作為世界六大蒸餾酒之一，因其獨(dú)特的生產(chǎn)工藝和豐富的香味成分而著名。醬香型白酒作為四大香型之一，具有舉足輕重的地位[1]，其酒體醇厚、豐富，回味悠長(zhǎng)，因其獨(dú)特的釀造工藝，突出的醬香以及淡雅細(xì)膩的口感，受到廣大消費(fèi)者的青睞[2]，并且占據(jù)高端市場(chǎng)中較多的份額。醬香型白酒的生產(chǎn)主要用的是高溫大曲，采用純小麥制作，除去少量母曲之外，不添加其他輔料。醬酒是以高粱和小麥為主要原料，采用傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵法發(fā)酵、蒸餾、貯藏、勾兌而制成的醬香型風(fēng)格的白酒[3-4]。

醬香型白酒第四輪次發(fā)酵是在第三輪次取酒之后，取出蒸過的酒醅，依次進(jìn)行攤晾、拌曲、高溫堆積等操作，然后再次入窖發(fā)酵，整個(gè)過程在30～40 d。第四輪次取酒相比前三次取酒，酒體更加清澈透明，具有較為突出的醬香風(fēng)味，花果香也更為明顯，酒精度在52%vol 以上。四輪次酒優(yōu)秀的品質(zhì)，使得醬酒以其作為勾兌時(shí)的基酒，作為醬香型白酒的主體酒，第四輪次發(fā)酵很大程度上決定了酒的品質(zhì)[5-6]。

目前有很多對(duì)醬香型白酒發(fā)酵過程中酒醅理化指標(biāo)變化的研究，大多數(shù)是針對(duì)酒醅的水分、酸度、淀粉含量、還原糖含量和酒精度等理化指標(biāo)的變化，分析酒醅理化指標(biāo)和酒醅微生物多樣性或酒醅風(fēng)味物質(zhì)的關(guān)系[7-9]，得到其對(duì)酒質(zhì)的影響。對(duì)入窖發(fā)酵酒醅的糖化力、液化力、發(fā)酵力和酯化力研究較少，通過對(duì)酒醅進(jìn)行以上4 種理化指標(biāo)的檢測(cè)，分析其變化趨勢(shì)，可以以新的角度分析窖內(nèi)發(fā)酵酒醅對(duì)酒質(zhì)的影響。本研究以醬香型白酒第四輪次南北池入窖發(fā)酵不同時(shí)間酒醅為研究對(duì)象，研究該輪次酒醅的糖化力、液化力、發(fā)酵力和酯化力等理化指標(biāo)的變化規(guī)律，明晰在入窖發(fā)酵過程中酒醅的變化，為醬酒生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)提供一定理論參考。

1 材料與方法

1.1 樣品來源

酒醅樣品采自北京某酒廠窖池發(fā)酵生產(chǎn)車間第四輪次南北池入窖發(fā)酵不同時(shí)間的酒醅，分別在入窖7 d、12 d、15 d、21 d、25 d、30 d 進(jìn)行取樣，同一窖內(nèi)酒醅采用三點(diǎn)取樣方法進(jìn)行取樣，并保存在4 ℃的冰箱中[10]。

1.2 試驗(yàn)方法

兩池酒醅的液化力、糖化力、發(fā)酵力和酯化力的測(cè)定，參照QB/T 4257—2011《釀酒大曲通用分析方法》。

2 結(jié)果與分析

2.1 第四輪次不同發(fā)酵時(shí)間酒醅液化力變化

南北池入窖酒醅液化力變化如圖1所示，在理化指標(biāo)的檢測(cè)中，大曲的液化力體現(xiàn)了大曲中微生物及酶降解淀粉的能力，是一項(xiàng)重要的檢測(cè)指標(biāo)[11]。通過檢測(cè)酒醅的液化力，分析在不同發(fā)酵時(shí)間窖內(nèi)發(fā)酵酒醅液化反應(yīng)的趨勢(shì)和潛力。隨著發(fā)酵的進(jìn)行，南北池中酒醅的液化力逐漸展現(xiàn)出來，南池酒醅在第四輪次的發(fā)酵過程中，先是表現(xiàn)出較高的液化力，短暫下降后，12～25 d 期間，液化力又穩(wěn)定增長(zhǎng)，在發(fā)酵后期液化力明顯降低。北池酒醅在15～20 d 也表現(xiàn)出明顯的上升趨勢(shì)，由圖1 可以看出，北池酒醅的液化力變化幅度和誤差較大，可能是酒醅內(nèi)部微生物群落不穩(wěn)定，或是窖內(nèi)酒醅和酒曲接觸不充分導(dǎo)致。

圖1 第4輪次南北池發(fā)酵不同時(shí)間酒醅液化力和糖化力變化

北池酒醅和南池酒醅的液化力在發(fā)酵15～21 d中均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，北池酒醅的液化力上升幅度較大，由0.135 g/g·h 上升至0.473 g/g·h，在達(dá)到頂峰之后，便開始下降，南池酒醅在發(fā)酵25～30 d 時(shí)也出現(xiàn)相似的趨勢(shì)，可能是酒醅中原料消耗導(dǎo)致，淀粉逐步轉(zhuǎn)化為短鏈糊精后進(jìn)入到糖化階段，導(dǎo)致液化力下降。

2.2 第四輪次不同發(fā)酵時(shí)間酒醅糖化力變化

糖化力是指大曲中糖化型淀粉酶將淀粉水解成葡萄糖的能力，是衡量大曲糖化作用和品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[12]。酒醅和大曲充分?jǐn)嚢韬?，酒醅就具有了一定的糖化力，通過檢測(cè)其糖化力，分析酒醅在發(fā)酵過程中糖化的程度，尋求控制酒醅糖化的時(shí)間點(diǎn)，以免造成糖化程度過高或過低的現(xiàn)象，保證酒體質(zhì)量。第四輪次南北池入窖發(fā)酵酒醅不同時(shí)間糖化力的變化如圖1 所示。入窖后，隨著液化階段短鏈糊精的積累，糖化反應(yīng)也逐步開始，發(fā)酵至12 d 時(shí)，兩池酒醅均顯示出一定的糖化力，第7 天北池酒醅和南池酒醅糖化力分別為58.74 mg/g·h和54.07 mg/g·h，第12 天時(shí)北池和南池酒醅糖化力分別為70.69 mg/g·h 和95.09 mg/g·h，隨后兩池酒醅糖化力均有下降的趨勢(shì)，并趨于平緩。

糖化過程是釀酒的基礎(chǔ)階段，釀酒原料中的淀粉需要通過糖化作用轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵性糖，才可以繼續(xù)進(jìn)行發(fā)酵釀酒，由圖1 可看出，入窖初期兩池酒醅的糖化力最高，中期逐漸降低，后期又有所回升。由2.1 可知，在發(fā)酵前期酒醅的液化穩(wěn)定進(jìn)行，所以糖化力在前期較高，中期進(jìn)入發(fā)酵階段較為強(qiáng)勢(shì)的時(shí)期，對(duì)酒醅的糖化具有一定影響。固態(tài)發(fā)酵工藝屬于雙邊發(fā)酵，糖化與發(fā)酵同時(shí)進(jìn)行，糖化力的過大、過小對(duì)發(fā)酵過程均有一定負(fù)面作用，所以糖化與發(fā)酵速率要配合恰當(dāng)。

2.3 第四輪次不同發(fā)酵時(shí)間酒醅發(fā)酵力變化

大曲發(fā)酵力是指大曲在糖化液中發(fā)酵，包含了淀粉的液化、糖化、酒化等一系列復(fù)雜的過程[13]。在入窖發(fā)酵階段，由于窖內(nèi)環(huán)境因素和微生物群落結(jié)構(gòu)的不斷變化，不同時(shí)間的酒醅具有不同的發(fā)酵力。南北池入窖酒醅發(fā)酵力變化由圖2 可知，兩池酒醅在入窖前期發(fā)酵力均不高，可能是在入窖前期，液化和糖化階段在逐次進(jìn)行，用于進(jìn)行發(fā)酵階段的底物較少。發(fā)酵進(jìn)行到12～21 d 時(shí)，兩池酒醅發(fā)酵力均升高，南池入窖15 d 酒醅的發(fā)酵力高達(dá)0.32 U，北池入窖21 d 酒醅的發(fā)酵力高達(dá)0.36 U。從圖2 可看出，南北池酒醅發(fā)酵力大致呈現(xiàn)“中間高，兩邊低”的趨勢(shì)。酒精發(fā)酵是無氧發(fā)酵，窖內(nèi)中下層酒醅中的氧氣含量低于上層酒醅，導(dǎo)致上層酒醅沒有好的無氧條件，所以上層酒醅的發(fā)酵力可能較低，這可能是圖中誤差較大的原因。

圖2 第四輪次南北池發(fā)酵不同時(shí)間酒醅發(fā)酵力和酯化力變化

2.4 第四輪次不同發(fā)酵時(shí)間酒醅酯化力變化

大曲酯化力是指制曲過程中大曲微生物代謝的酯化酶催化酸醇合成乙酯類物質(zhì)的能力[14]，酒醅的酯化力可以表示在發(fā)酵階段中窖內(nèi)酒醅整體的酯化程度。南北池入窖酒醅酯化力變化如圖2 所示，南北池酒醅在入窖前12 d中，酯化力不穩(wěn)定，且酯化力較低。在發(fā)酵12 d 之后兩池酒醅酯化力都表現(xiàn)出上升趨勢(shì)，在第30 天時(shí)，北池酒醅酯化力為104.18 U，南池酒醅酯化力為102.24 U，均達(dá)到最大值。在發(fā)酵過程中窖內(nèi)會(huì)產(chǎn)生多種酸類物質(zhì)，與發(fā)酵階段生成的醇發(fā)生酯化反應(yīng)，生成對(duì)白酒香味影響最大的物質(zhì)“酯”。在發(fā)酵前期窖內(nèi)各種反應(yīng)并不穩(wěn)定，發(fā)酵生成的乙醇含量較少，所以兩池酒醅的酯化力不穩(wěn)定，在發(fā)酵中后期進(jìn)行酯化反應(yīng)的底物已經(jīng)得到了積累，所以中后期兩池酒醅會(huì)顯示出較高的酯化力。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)研究了第四輪次入窖發(fā)酵不同時(shí)間酒醅的液化力、糖化力、發(fā)酵力和酯化力等四個(gè)理化指標(biāo)，四個(gè)指標(biāo)雖然不是集中在同一時(shí)間進(jìn)行，但是彼此之間都有相互影響的因果關(guān)系，窖內(nèi)發(fā)酵過程從開始的液化階段，將淀粉轉(zhuǎn)化為短鏈糊精后，進(jìn)入糖化階段，將短鏈糊精轉(zhuǎn)化為還原糖，在發(fā)酵階段，酵母菌在無氧條件下，生成酒精，酯化階段也是白酒固態(tài)發(fā)酵關(guān)鍵的生香階段，酸類物質(zhì)與發(fā)酵階段的產(chǎn)物乙醇反應(yīng)生成酯[15]。

從兩池酒醅液化力可以看出，隨著入窖發(fā)酵的開始，液化階段較為平穩(wěn)，發(fā)酵后期兩池酒醅由于原料的消耗，液化力均有所下降。糖化階段則表現(xiàn)出波動(dòng)較大的特性，除上述液化階段對(duì)其有一定影響外，酒醅與大曲的融合情況也會(huì)對(duì)酒醅的糖化造成一定影響，窖內(nèi)酒醅中微生物群落分布不均勻，導(dǎo)致波動(dòng)和誤差較大。當(dāng)進(jìn)入發(fā)酵階段時(shí)，在發(fā)酵中后期兩池酒醅的發(fā)酵力均較為優(yōu)秀，隨著酒醅中氧氣的消耗逐漸形成了無氧環(huán)境，酵母菌進(jìn)行無氧發(fā)酵生成乙醇。兩池中酒醅的酯化力處于持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，在此階段白酒中各種香氣更加突出和豐富，由于乙醇含量的積累使得酯化反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行。

本研究通過對(duì)醬香型白酒窖池發(fā)酵生產(chǎn)車間第四輪次南北池入窖發(fā)酵酒醅的液化力、糖化力、發(fā)酵力和酯化力進(jìn)行分析，以新的角度解釋了在整個(gè)四輪次入窖發(fā)酵過程中“4 種力”高低變化的原因。后續(xù)可以利用高通量測(cè)序等技術(shù)手段定位核心微生物并采用傳統(tǒng)的微生物培養(yǎng)手段，分離鑒定核心微生物，結(jié)合轉(zhuǎn)錄組和全基因組技術(shù)探究其在入窖發(fā)酵過程中的代謝過程，從而深入了解其功能作用。