醬香型白酒堆積發酵工藝的管理研究分析

羅太江，王 軍，馮沛春

（貴州茅臺酒股份有限公司，貴州仁懷 564500）

醬香型白酒是我國傳統白酒三大基本香型之一，具有“醬香突出，幽雅細膩，酒體醇厚，空杯留香持久”的特點[1]。醬香型白酒的這些特點源于獨特的生產工藝，雖然其生產工藝和生產周期是清楚明確的，但究其整個工藝體系仍有太多未知。因此，從20 世紀50 年代至今，我國便有大量專家和學者從多個角度對醬香型酒工藝進行探索，以期能夠深入了解醬香型白酒及其工藝[2-3]。

醬香型白酒工藝以一年為一個生產周期，釀造期間需要經歷九次蒸煮，八次發酵，七次取酒，可簡單概括為“三高三長”，即高溫制曲、高溫堆積發酵、高溫餾酒，生產周期長、大曲貯存時間長、基酒酒齡長[4-5]。其中，堆積發酵工序是醬香型白酒工藝中最獨特的生產方式，它的主要作用是網羅堆積場地和空氣中的微生物進行生長繁殖，進而生成多種酶類和代謝風味物質，為后續的窖內發酵富集重要的微生物、酶類與風味物質及其前體，從而賦予醬香型白酒獨特的醬香風味[6]。堆積發酵作為醬香型酒生產中最重要的環節之一，對基酒的產量和質量都有著直接的影響，周恒剛[7]和楊漫江等[8]的研究發現，酒醅不堆積直接入窖會導致不產酒或產酒質量差等情況，表明堆積發酵是醬香型白酒生產中不可缺少的重要環節。醬香型白酒堆積發酵工藝的獨特性和關鍵性對醬香風味的形成有著重要意義。本文主要從工藝管理和關鍵指標（微生物群系、理化指標和風味物質）兩個方面進行總結。

1 堆積發酵的工藝管理

堆積發酵主要包含晾堂操作和晾堂堆積發酵兩個過程，由于醬香型白酒生產遵循傳統工藝，晾堂操作后的堆積發酵屬于自然發酵，因此正確把握晾堂操作中的各道工序，以及合理解決堆積異常情況才能有效加強工藝管理和控制，從而確保發酵正常進行。

1.1 堆積發酵工藝操作

晾堂操作是酒醅網羅空氣和場地微生物的重要過程，保證隨后的堆積發酵正常進行。晾堂操作的要求是要嚴格做到“精耕細作”，將醅團打散，大曲和酒醅充分拌勻，同時要注意收堆溫度、堆積時長和堆積過程中的溫度變化[9]。收堆溫度方面，通過控制下沙、造沙和一輪次酒醅的攤晾溫度和攤晾時長，以酵母菌作為參考指標，考察二者對堆積發酵的影響，發現下沙、造沙的收堆溫度在24～28 ℃時酵母菌數量最多，而一輪次收堆溫度在28～35 ℃時堆子升溫最快，在50 h 即可升溫，酵母菌數量達到107數量級，說明收堆溫度應根據每個輪次選擇各自較為合理的范圍。堆積時長方面，馮雨[10]通過跟蹤不同輪次堆積發酵的堆積時長，證明堆積時長主要與氣溫、起堆溫度和操作有關，一輪次、二輪次分別在春節前后，為堆積發酵最長的兩個輪次，在二輪次以后則逐漸縮短。此外，王邦坤等[11]提出堆積酒醅的疏松度和含氧量對各種菌系的生長繁殖影響較大，而堆積酒醅的疏松度正是源于收堆過程中的細致操作。

隨著堆積發酵的進行，堆子各位點的溫度、酸度和氧濃度等環境因子呈明顯差異，因此有學者提出通過倒堆促進堆積酒醅與氧氣接觸，同時平衡各個位點。倒堆是將堆頂部酒醅倒為堆底，堆表倒為堆心層，堆心和堆底層倒為堆頂層，然后繼續發酵。張維山等[12]設計了堆子倒堆和不倒堆的對照實驗，實驗顯示，經過倒堆的堆子升溫平穩，各位點溫度更趨一致，升溫層整體加厚，堆積時間相應延長。堆積結束后，酒醅酒香濃、果香悅人，松散、無板結現象；通過檢測實驗組和對照組酒體中的風味物質來考察倒堆對堆子的影響，發現經過倒堆的堆子蒸餾得到的酒體中高級醇的含量有所降低，但酯類物質沒有較大差異，說明該操作對酒基酒品質無負面影響。

1.2 堆積發酵異常處理

“腰線”是醬香型白酒冬季生產中糟醅顏色呈白色或微黃色，結構呈團狀或塊狀，帶有酒香味或霉味的一層酒醅，它的形成會影響整個堆子堆積發酵過程中微生物與微生物、微生物與環境之間物質和能量的交換，嚴重時對堆積發酵會造成一定的影響。根據江鵬等[13]的研究，預防“腰線”的產生首先要控制好糊化時間；其次，縮短排與排之間上堆的時間，縮小排與排之間的溫差；最后要嚴格注意各堆子發酵溫度變化的情況，對于已經發現“腰線”的堆子則需要將“腰線”層打破，然后將其與表層溫度低的酒醅混合繼續發酵。

堆子“不來溫”同樣也是醬香型白酒冬季生產中容易出現的發酵異?，F象，其表現為堆子在經過幾天的發酵后溫度沒有升高，或者升溫不正常，即部分位點升溫而其他位點未升溫。破堆移位是探索解決“不來溫”的常用手段，即將異常堆子四周挖開后轉移到旁邊的空地上進行再次堆積發酵。卓毓崇等[14]發現，采用破堆移位的方法處理堆子能夠促進各類微生物的生長繁殖，并有效地提高酒醅的出酒率。袁再順等[15]進一步考察破堆移位對堆積堆子的影響，發現在理化指標方面，破堆移位處理能使異常堆恢復正常升溫，顯著增加二輪次酒醅中還原糖含量，有效降低酒醅的總酸含量與水分含量；微生物群系方面，能顯著增加二輪次堆積酒醅中的好氧菌，如芽孢桿菌和高溫放線菌的數量，并減少乳酸桿菌的數量；對入庫酒的產量與質量進行對比分析也表明，破堆移位能保證一輪次、二輪次酒的產量和質量。

2 堆積發酵工藝的關鍵指標

堆積發酵過程中微生物的生長繁殖會受到酒醅理化性質的影響，但它們的代謝產物也會反作用于生長環境，改變酒醅的理化性質，同時也會產生大量風味物質，對基酒的產量和質量有直接的影響。

2.1 微生物群系

醬香型白酒中的功能微生物主要有細菌、酵母菌和霉菌，它們在釀造過程中能夠通過代謝產生各種風味物質和有機反應前體物質，產生多種酶類物質，參與熱能供應[2，5]。細菌方面，中國科學院成都生物研究所利用DGGE 技術對仁懷市一家醬香型酒廠7 個輪次堆積過程的細菌群落進行了研究，發現同一輪次的不同堆積時期，細菌多樣性的變化趨勢為堆積中期＞堆積后期＞堆積前期[16]。根據李欣等[17]的研究，堆積發酵酒醅中的優勢菌為乳球菌屬(Lactococcus)、芽孢桿菌屬(Bacillus) 和醋酸桿菌屬(Acetobacter)。真菌方面，戴奕杰等[18]對7 個輪次的真菌結構進行檢測分析，發現不同輪次堆積發酵酒醅中的真菌菌群結構整體比較接近。通過對造沙和一輪次的酵母菌數量檢測分析，發現酵母菌的數量在堆積期間呈上升趨勢，到入窖時可達到106～108數量級。江南大學徐巖等[19]對習酒堆積過程微生物群落結構進行了解析，發現堆積過程中有8 種不同種類的酵母，其中以釀酒酵母、拜氏結合酵母、粟酒裂殖酵母和膜璞畢赤酵母為優勢酵母。徐巖等[20]發現堆積表層霉菌種類多，主要以擬青霉屬、米曲霉和曲霉菌為主，同時發現擬青霉擁有最高的糖化酶(3252 U/g±526 U/g)，米曲霉液化酶最高(1491 U/g±324 U/g)，表明上述霉菌起著重要的糖化作用。

2.2 理化性質

尚柯等[21]對北方醬香酒第3輪次堆積發酵過程中酒醅的水分、溫度、酸度、淀粉含量、還原糖含量、粗蛋白含量和含氧量進行檢測分析，研究表明，堆積酒醅水分含量一般在42 %～46 %之間，不同部位之間呈顯著差異；表層溫度最高，升溫幅度最大；酒醅中淀粉、蛋白含量隨時間延長而降低，還原糖含量升高，不同空間位置含量顯著不同；堆心的含氧量在剛起堆時與空氣中的含氧量接近，隨后逐漸下降，到堆積結束時可達到無氧環境。周恒剛[7]、王貴軍[22]等也提出，理化指標的變化幅度堆子表層＞堆子中層＞堆子堆心，此過程中水分、淀粉、酸度下降，糖分、總酯呈上升趨勢。表層溫度變化最明顯，堆心的溫度變化較小，升溫幅度小于10 ℃，與尚柯等[21]的研究結果一致，而酸度的下降能夠為酵母菌的生長代謝提供適宜的環境。

2.3 風味物質

楊漫江[8]通過對比堆積發酵和不堆積發酵酒醅中風味物質的含量差異，發現堆積與不堆積酒醅中的高級醇、乙縮醛、雙乙酰、2，3-丁二醇以及有機酸和酯類化合物等的含量有顯著差異。此外，劉民萬等[23]對堆積酒醅和基酒中的揮發性物質進行比較，發現17 種基酒中的重要香味物質都能夠在堆積酒醅中檢出，充分說明堆積發酵對醬香型白酒風味的形成有重要貢獻。韓興林等[24]對8個輪次的堆積發酵過程中的揮發性物質進行檢測分析，從醬香白酒堆積酒醅中定性檢測出揮發性風味化合物83 種，其中，醇類物質19 種，醛類物質8 種，酸類物質13種，酯類物質24 種，酚類物質4 種，其他類物質14種。對比各個輪次檢出揮發性物質的種類和數量可知，檢出風味最多是在第三輪次、第四輪次、第五輪次，最后兩個輪次最少，其中醇類風味化合物在第七輪次、第八輪次相對含量較高；醛類風味化合物在各輪次中相對含量均較低；有機酸類風味物質相對含量在第四輪次、第五輪次顯著高于其他輪次；酯類風味物質在第六輪次、第七輪次明顯高于其他輪次，這些物質含量的差異形成了各個輪次基酒的風格，最終造就了醬香型白酒的獨特性。

3 展望

綜上所述，堆積發酵是醬香酒工藝中網羅和富集空氣和場地中微生物的一個重要過程，對醬香型白酒工藝的產酒和產香有著重要意義。生產實踐證明，堆積操作管理得好，堆積發酵好，則酒醅香氣好，產酒多；反之，堆積質量差，不僅產酒少，而且酒質差。目前，專家和學者主要是從堆積過程的工藝管理和關鍵指標分析進行研究討論，對關鍵指標與堆積質量的內在關系分析較少，沒有充分利用好數據來指導實際生產。要想進一步做好堆積發酵，筆者認為還需在以下幾個方面繼續深入研究。

（1）加強數據的挖掘和分析處理。通過收集各個輪次的相關參數，建立堆積過程的數據庫，對堆積發酵不同時間、空間的數據進行分析，考察不同時空酒醅發酵特性，同時，努力探索對分析結果的直觀化、可視化，應用交互圖表展示分析結果。

（2）實現數據指導生產?；趯Ω鱾€參數的分析，探明堆積過程各參數的變化規律，尋找最適合入窖的各個理化指標的范圍，從中找出合理入窖時機的各參數指標以實現生產指導。

（3）積極探索工藝調整。通過大數據分析，對比發酵正常和發酵異常情況下各個參數的差異，實現堆積發酵的進度判斷，從而根據參數結果及時發現異常并提出相應處理措施，有效改善堆積發酵質量。