竹簍溶氧器在醬香酒堆積發酵中的應用

楊剛仁，路 虎，陳葉琴，吳婷婷，黃小軍

(貴州茅臺酒廠（集團）習酒有限責任公司，貴州習水 564622)

醬香型白酒，以釀造過程復雜，香氣成分豐富而聞名于中外。醬香酒在釀造過程中的高溫環境，明顯區別與其他香型白酒，高溫堆積是醬香酒獨特的生產工藝之一，該工序能夠網羅周圍環境中的微生物[1-2]，行業內稱為“二次制曲”。醬香酒所用高溫大曲中酵母菌數量很少，酵母菌的大量繁殖富集是在堆積過程中實現的[3-4]，如果不進行堆積，直接入窖發酵，則不產酒或產酒質量差；同時，堆積發酵過程中，在微生物及酶類的共同作用下產生大量香味及前體物質，對提升醬香酒質量具有重要作用[5-7]。

醬香酒生產周期是一年，其中一輪次、二輪次生產一般是在冬季，氣溫較低，堆積發酵時，堆心氧含量少，微生物繁殖代謝緩慢，容易造成糖化堆升溫較慢，甚至出現冷心現象[8]；同時，糖化堆長時間不升溫，糟醅大量生酸，發酵不徹底，堆子香氣差，進而會影響酒的產量和質量。

習酒公司近年來發展勢頭良好，將陸續投產1.9 萬噸醬香產能，醬香新車間的微生物種類和數量較少，釀酒環境與老車間相比差距較大。冬季生產時，堆積發酵更容易出現冷心等異常現象。為解決此類問題，本試驗試制竹簍溶氧器，應用于醬香新車間一輪次、二輪次堆積發酵過程，通過延長堆心與空氣接觸時間，提高堆心發酵品溫，增加微生物種類和數量，進而提高糖化堆發酵質量。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

1.1.1 竹簍溶氧器制作

形狀選擇：根據糖化堆半球形的形狀，為方便置于糖化堆中心位置，設計成底部寬、上部窄類似錐形的形狀。

材料選擇：原則上選擇天然材料，避免給糟醅發酵帶來異味，同時避免與糟醅接觸產生冷凝水，否則會使得糟醅變餿、變質，綜合考慮，選擇竹器作為溶氧器材料。

尺寸選擇：糖化堆高度遵循冬高夏矮的原則，冬季時，糖化堆高度一般在1.8 m，設計兩種規格溶氧器，高度分別為1.5 m和1.8 m，實物見圖1。

圖1 竹簍溶氧器實物圖

1.1.2 試劑與儀器

試劑：營養瓊脂、孟加拉紅培養基均為生化試劑，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準品均為色譜純，天津市津科精細化工研究所；其他試劑均為國產分析純。

儀器設備：6890N 型氣相色譜儀，美國Agilent公司；YXQ-LS-100SⅡ型立式壓力滅菌鍋，上海博訊實業有限公司；SW-CJ-2F 型超凈工作臺，蘇州凈化設備有限公司；LRH-250 型生化培養箱，上海一恒科技有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 竹簍使用與糟醅取樣

將兩種規格溶氧器，分發給同廠房兩個班組，做兩組對照，在一輪次、二輪次酒堆積發酵時使用：糖化堆堆心放置1.8 m 溶氧器（A 堆）和不放置的對照，糖化堆堆心放置1.5 m 溶氧器（B 堆）和不放置的對照，同一組對照要求同時起堆，同時完堆，每天糟醅覆蓋量相同，對糖化堆的處理措施相同。

糖化堆完堆后高度在1.8 m 左右，逐步完堆過程中，A 堆溶氧器要始終保持露頭，B 堆溶氧器逐漸被糟醅覆蓋，在離地100 cm，距離堆心20 cm 處測量溫度，測溫點與取樣點對應，樣品做微生物、理化、色譜等檢測分析。

1.2.2 可培養微生物檢測

采用稀釋涂布法檢測可培養微生物。細菌檢測培養基：營養瓊脂；酵母菌和霉菌檢測培養基：孟加拉紅培養基。

1.2.3 理化指標檢測

糟醅水分、酸度、還原糖含量檢測參照文獻進行[9]。

1.2.4 氣相色譜分析

Agilent 6890N 氣相色譜儀，帶7683B 自動進樣器，配FID檢測器。色譜條件：色譜柱：CP97723 CPWAX 57CB毛細管柱（50 m×0.25 mm×0.20 μm）；進樣口溫度230 ℃，載氣為氮氣、空氣和氫氣，分流比40∶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。

1.2.5 基酒質量品評

對實驗糖化堆所產基酒分別單獨存放，請公司7名白酒國家評委對輪次酒感官質量進行鑒評。

2 結果與分析

2.1 糖化堆中溫變化趨勢

一次酒生產時間在1 月份，從圖2 可以看出，室內溫度在10 ℃左右，A 堆升溫啟動時間較早，且最后糖化堆中溫最高，比對照組高5 ℃；B 堆與對照組接近，輔助堆心升溫效果不顯著。

二次酒生產在2～3 月，從圖3 可以看出，空氣溫度已升至15 ℃左右，A、B 堆升溫規律與一次酒基本類似，A堆在提高糖化堆中溫方面效果顯著，B堆與對照組相差無幾，分析原因是完堆過程中，糟醅將溶氧器完全覆蓋，與空氣接觸時間較短，酵母菌等好氧菌尚未得到大量繁殖，氧氣即消耗殆盡，因此升溫不明顯，對糖化堆中溫提升效果不顯著。

圖3 二次酒糖化堆A、B及對照組中溫變化趨勢

2.2 堆積時間分析（圖4）

從圖4可以看出，A堆在一輪次、二輪次堆積發酵時堆積時間最短，糖化堆升溫最快，一次酒生產時比對照組堆積發酵時間平均縮短20 h 左右，二次酒時比對照組平均縮短16 h 左右；B 堆堆積時間介于A 堆和對照之間，雖能縮短堆積時間，但幅度不大。

2.3 微生物種類和數量分析（表1）

表1 一輪次、二輪次糖化堆A、B及對照組微生物種類和數量分析

圖4 一次、二次酒糖化堆A、B及對照組堆積時間對比

在糖化堆入窖時，對糟醅中微生物種類和數量進行分析，發現A、B 堆酵母菌數量最多，在可分離微生物總數中占比最高，尤其以A 堆更為明顯，并且A 堆酵母菌數量在兩個輪次生產中均比對照組高3 個數量級。分析原因是A 堆堆心處接觸空氣時間更長，酵母等好氧菌得到大量繁殖。

對照組酵母菌數量明顯較少，分析原因是堆心處溫度較低，與外界空氣沒有接觸，堆心處氧氣迅速消耗，不適宜酵母菌的生長。

2.4 糟醅理化指標數據分析（表2）

從表2 可以看出，A、B 堆水分含量略低于對照組，可能與堆心水分散失較多有關；A、B 堆酸度和還原糖明顯低于對照組，尤其是A 堆更加明顯，分析原因可能是堆心處通過竹簍溶氧器與空氣接觸時間較長，微生物生長繁殖較快，對還原糖的消耗較多。同時，產酸的厭氧乳酸菌等受到抑制，產酸較少，因此堆心處酸度低于對照組。

2.5 糟醅理化色譜數據分析（表3）

從糖化堆感官差異方面看，二輪次生產時，A、B 堆和對照組在感官質量上差距相對較大，選擇二輪次糟醅進行理化色譜數據分析。從表3 可以看出，酯類、乙醛、糠醛、醋酉翁、苯乙醇等香氣成分A堆含量明顯高于其他糖化堆，一般認為糠醛、醋酉翁等對醬香風格形成有重要貢獻，從糖化堆感官質量看，A 堆糟醅香氣更加濃郁，與理化色譜數據分析一致。從酸類、醇類等香氣成分來看，A、B 堆明顯低于對照組，尤其乙酸含量A 堆最少，說明在有氧條件下，堆心處產酸較少。

表2 一輪次、二輪次糖化堆A、B及對照組糟醅理化數據分析

表3 二輪次糖化堆A、B及對照組糟醅理化色譜數據分析 (μg/g)

2.6 糟醅窖產出酒率分析（圖5）

從圖5來看，A堆出酒率均最高，一次酒比對照組高1.3 個百分點，二次酒比對照組高1.8 個百分點，B堆與對照組差距較小。

分析原因可能是A 堆延長堆心與空氣接觸時間，好氧菌尤其是酵母菌得到大量繁殖，有利于后期入窖產酒。另一方面原因是對照組酸度較大，一般認為糟醅酸大，會抑制微生物的生長繁殖，進而影響糟醅產酒。

表4 一輪次、二輪次糖化堆A、B及對照組所產基酒質量評分表

圖5 一輪次、二輪次酒糖化堆A、B及對照組窖產出酒率分析

2.7 糟醅所產基酒質量分析

將使用竹簍溶氧器糖化堆和對照組糖化堆所產基酒，進行分類貯存取樣，邀請公司7 位國家評委進行打分，分值在70～80之間，結果見表4。

從表4 可以看出，A 堆所產基酒得分最高，B 堆所產基酒與對照組差距較小。評委一致認為A 堆所產基酒風格典型，香氣純正，酸澀味較小。分析原因是糟醅與空氣接觸時間長，堆子中溫較高，糟醅酸度小，能富集更多的微生物種類和數量，產酯類、醛類、酮類等較多，進而所產基酒風格更加典型，放香較好。若糟醅酸度大，溫度低，則會抑制微生物生長繁殖，對產酒、產香都有影響。

3 結論

3.1 通過試制竹簍溶氧器，并且應用到一輪次、二輪次堆積發酵，能較好的解決冬季氣溫低導致的糖化堆冷心現象，能顯著提高糖化堆中溫，縮短堆積時間，降低糟醅酸度，更好的富集有利于釀酒的酵母菌等微生物，從而產生更多的香味和前體物質，使得輪次酒產量、質量得到進一步提升。

3.2 竹簍溶氧器高度應超過堆子高度，完堆過程中不完全覆蓋，留一小部分一直保持與空氣接觸，能較好提高堆心發酵中溫，如果完堆過程中完全覆蓋溶氧器，堆心處氧氣迅速消耗殆盡，不能很好解決冷心現象。

3.3 一輪次、二輪次酒生產時，空氣溫度較低，使用竹簍溶氧器能產生較好效果，但其余輪次酒生產時，空氣溫度較高，堆積發酵時不宜使用竹簍溶氧器，否則糟醅霉變現象嚴重，導致竹簍溶氧器使用效率低，若長時間不用，容易變質，影響下一年使用。

3.4 溶氧器材料選擇為竹子，屬于天然材料，與糖化堆和諧共生，但大規模定制難度較大，同時在下窖時，容易被抱斗等設備損壞，是否有其他可行性材料需要進一步探討。