發酵溫度對濃香型白酒雜醇油含量的影響

潘玲玲，羅明有，王 媚，班世棟，邱樹毅，馮學愚*

（1.瀘州職業技術學院郎酒學院，四川瀘州 646000；2.四川省宜賓市敘府酒業股份有限公司，四川宜賓 644000；3.四川省川酒集團科技開發有限公司，四川成都 610000；4.貴州大學釀酒與食品工程學院，貴州貴陽 550025；5.成都師范學院化學與生命科學學院，四川溫江 611130）

濃香型白酒采用開放式自然發酵，其過程極其復雜。穩定和提高基酒質量是面臨的質量控制關鍵技術問題。發酵溫度是影響濃香型白酒酒質的重要影響因素之一[1-5]。賴登燡[6]認為入窖溫度在濃香型白酒發酵生產諸多條件中起支配性作用，入窖溫度通過影響窖內酵母、產酸細菌的繁殖，影響基礎酒質量[7]，通過控制入窖溫度，有利于正常發酵和生酯[8]。唐現洪等[9-10]認為采用入窖前高溫堆積發酵工藝，既豐富了微生物的種類和數量，又增加了微生物代謝產物的種類和含量，進而增加了白酒中的香味成分。目前，通過控溫發酵來提高濃香型白酒的酒質的研究較少，張超等[11]認為發酵溫度對窖池內酵母菌、兼性厭氧細菌等典型的微生物菌群有明顯的影響。許德富等[12]設計出窖池內安裝換熱裝置的方法，但未見其實際應用的相關報道。蒲嵐等[10]通過對窖池安裝換熱裝置，使濃香型白酒中的己酸乙酯和乙酸乙酯含量提高，乳酸乙酯含量減少，有利于提高基礎酒的質量。

雜醇油是影響濃香型白酒酒質的重要因素之一，其含量過高不僅對人體有害[13]，而且給酒的風味帶來不好的影響，也是造成我國白酒出現白色渾濁的原因之一[14-15]。雜醇油的形成與發酵溫度有關，這在啤酒、果酒和液態白酒中都有所證實[16-18]。有資料顯示，降低入窖溫度可以改變傳統固態白酒發酵中雜醇油的含量[19-20]，但目前并未系統報道固態發酵過程中發酵溫度對濃香型白酒雜醇油含量的影響，而濃香型白酒又以泥窖為發酵容器，整個發酵過程很多環境因子不可控制，且不易實現機械化、標準化和自動化等[21]。因此，本實驗通過自制固態發酵罐進行濃香型白酒固態發酵，這樣既能節約用地、易實現機械化生產，又能人為控制發酵溫度等因子。在發酵過程中對發酵罐進行溫度控制，監測控溫罐和對照罐發酵過程糟醅中雜醇油含量變化及發酵結束后基酒中雜醇油含量變化，同時與對照窖池對比，以期提高基酒質量。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

糟醅：取自四川省瀘州市某知名濃香型白酒企業；正丙醇、異丁醇、正丁醇、異戊醇等（均為色譜純）：鄭州譜析科技有限公司。

1.2 儀器與設備

7890A氣相色譜檢測儀：安捷倫科技（中國）有限公司；220 V/1 000 W萬用電爐：昆明普康儀器儀表有限公司；2.4 m3發酵罐：瀘州成邦機械工程有限公司。

1.3 方法

1.3.1 控溫方法

第一輪控溫發酵方法：發酵第42天，啟動溫控加熱器，在數顯溫度控制器面板上設置需要的溫度40 ℃，溫差為2 ℃，再打開注水泵，將38～40 ℃的水注入罐體夾層，晝夜控溫；發酵第58天關閉水泵和加熱器即可。

第二輪控溫發酵方法：發酵罐1從發酵第7天開始控溫，除去在輸送熱循環水管道中的一些熱散失，在罐體夾層中的熱循環水溫度在35～37 ℃；在發酵第16天向發酵罐2通入與發酵罐1相同溫度的熱循環水。發酵第32天對發酵罐2停止通入循環熱水，發酵第44天停止對發酵罐1通入循環熱水。

1.3.2 入窖方式及時間

同一批次固態發酵罐和窖池的入窖糟源相同，發酵罐入罐糟醅質量均為一甑，并由同一班組按照正常工藝入窖發酵。第一批次發酵糟為儲備糟，在發酵第34天按照正常工序翻窖，加酒（主要作用生香）91 kg，加曲15 kg，發酵時間為75 d；第二批次發酵糟為糧食糟，按正常工藝發酵49 d。

1.3.3 糟醅取樣方法

第一批次發酵實驗糟醅取樣：分別取發酵罐的中層糟，發酵第0、7、12、17、22、27、32、34天取樣，之后則每5 d取一次。

第二批次發酵實驗糟醅取樣：取發酵罐1、發酵罐2和窖池的中層糟醅，每7 d取一次。

1.3.4 測定方法

溫度監測：每天的固定時間（9：00）直接讀取插入發酵罐中央中部的數顯溫度計上的溫度，記錄糟醅中央中部的溫度變化情況。

樣品測定：將100 g糟醅置于500 mL蒸餾瓶中，加入250 mL蒸餾水，于電爐上加熱蒸餾，冷凝回收100 mL。將預處理的樣品，用氣相色譜檢測，檢測條件為：高純氮氣，毛細管柱DM-WAX（30 m×0.25 mm×0.25 μm），進樣口溫度250 ℃，檢測器溫度250 ℃，進樣體積1 μL，載氣流速：高純氮氣（99.999%）1.5 mL/min，分流比40∶1，柱溫程序：35 ℃保持5 min，以5 ℃/min升溫至100 ℃，不保持，以10 ℃/min升溫至210 ℃，保持10 min。

2 結果與分析

2.1 控溫發酵對發酵罐中雜醇油含量的影響

2.1.1 糟醅溫度變化情況

為探討發酵罐控溫工藝是否可行，先開展了兩個發酵罐的對照實驗，兩輪控溫發酵過程溫度變化結果見圖1。

圖1 第一輪（a）、第二輪（b）控溫發酵過程中糟醅溫度變化Fig.1 Change of temperature in the fermented grains during the first(a) and second (b) rounds of temperature-controlled fermentation

由圖1（a）可知，在發酵前20 d，兩個發酵罐中糟醅溫度呈現先上升再下降的變化趨勢；隨著翻窖工藝的進行，從發酵第34天兩個發酵罐糟醅溫度緩慢上升，發酵中后期，控溫罐糟醅溫度明顯高于未控溫罐，控溫罐糟醅的頂溫提至35 ℃，而未控溫罐頂溫只有32.4 ℃，且控溫罐“中挺”時間較長，為13 d，未控溫罐受室溫影響較大；在發酵第58天，溫度逐漸下降，但控溫罐糟醅溫度比未控溫罐糟醅溫度下降更緩。由此可見，發酵罐實行控溫工藝可以滿足生產經驗總結的“前緩，中挺，后緩落”的溫度變化趨勢。

由圖1（b）可知，發酵罐1、發酵罐2與窖池糟醅中的溫度變化基本符合“前緩、中挺、后緩落”的規律。發酵罐1糟醅中的溫度從發酵第7天后緩慢上升逐漸超過發酵罐2；發酵前10天發酵罐1、發酵罐2及窖池升溫幅度較大，這可能與發酵前期酵母菌大量繁殖代謝，產生的熱量使糟醅迅速升溫有關；發酵第10天發酵罐1和發酵罐2達到頂溫，而窖池在發酵第27天才達到頂溫，這與窖池容納較多的入窖糟使窖池持續升溫有關。發酵罐1和發酵罐2較窖池提前進入中挺階段；發酵第32天停止對發酵罐2控溫。控溫期間雖然室溫有波動變化，但發酵罐1和發酵罐2受室溫影響較小。兩個控溫發酵罐糟醅中的溫度比窖池低，但延長中挺時間的目的達到了。窖池從發酵第32天溫度開始緩慢下降，發酵第44天停止了對發酵罐1的控溫，受室溫影響發酵罐1后期糟醅溫度急劇下降，而發酵罐2糟醅溫度下降較緩。

總之，這排糧食糟由于控溫時間的差異，兩個發酵罐糟醅形成了2 ℃以上溫差；發酵前期溫度上升幅度大小為發酵罐1＞發酵罐2＞窖池；與窖池相比，發酵罐的中挺時間延長，為15 d；發酵罐1頂溫為31.1 ℃，發酵罐2頂溫為29.7 ℃，窖池的頂溫為34.9 ℃；發酵后期溫度下降幅度大小為發酵罐1＞發酵罐2＞窖池。

2.1.2 控溫發酵對雜醇油含量的影響

圖2 第一輪（a）、第二輪（b）發酵過程中糟醅主要雜醇油含量變化Fig.2 Changes of main fusel oil contents in the fermented grains during the first (a) and second (b) rounds of fermentation

由圖2（a），第一輪發酵控溫罐和未控溫罐糟醅中正丙醇、異丁醇、正丁醇、異戊醇、正戊醇和正己醇含量總體呈上升趨勢；發酵中后期，控溫罐糟醅中這些醇類物質含量上升較未控溫罐快；至發酵結束，控溫罐糟醅中這些醇類物質含量皆高于未控溫罐，可能控溫發酵有利于微生物代謝產生此類醇類物質。綜上，控溫發酵后糟醅中正丙醇、異丁醇、正丁醇、異戊醇、正戊醇和正己醇含量增加。

如圖2（b），第二輪發酵入窖時糟醅中的正丙醇、異丁醇、正丁醇、異戊醇和正己醇含量都為0，且整體呈增加趨勢；發酵中后期，發酵罐1糟醅中這5種醇類含量有較大幅度上升，至發酵結束，糟醅中這5種醇類含量大小為發酵罐1＞窖池＞發酵罐2。發酵罐和窖池糟醅中正戊醇含量變化基本一致，差異不大。綜上，發酵罐中糟醅中溫度較高者正丙醇、異丁醇、正丁醇、異戊醇和正己醇含量較未控溫發酵罐分別增加了118.6%、21.2%、29.7%、21.7%、77.3%。

2.1.3 控溫發酵對基酒中雜醇油含量的影響

表1 第一輪二段基酒中雜醇油的含量Table 1 Fusel oil content in the first round of second stage base liquor

由表3可知，二段基酒中含量較高的醇類物質有正丙醇、正丁醇、異戊醇和正己醇。控溫罐二段基酒中正丙醇、正丁醇、異戊醇和正己醇含量高于未控溫罐，低于窖池，且雜醇油總含量大小為窖池＞控溫罐＞未控溫罐，這與糟醅中雜醇油含量變化類似。綜上，控溫發酵后二段基酒中雜醇油含量上升。

表2 第二輪二段基酒中雜醇油的含量Table 2 Fusel oil content in the second round of second stage base liquor

由表4可知，第二輪發酵實驗中二段基酒含量較高的有正丙醇、正丁醇、異戊醇和正己醇，發酵罐1二段基酒中正丙醇、正丁醇、異戊醇和正己醇含量遠低于窖池，略高于發酵罐2分別為22.3%、0.6%、2.0%、25.4%，且雜醇油總含量大小為窖池＞發酵罐1＞發酵罐2。

3 結論

在固態白酒發酵過程中，影響高級醇生成量的因素是多方面的，并且作用機理也較復雜。本試驗研究通過兩輪實驗研究了發酵溫度在濃香型白酒生產中對雜醇油含量的影響，實驗表明，發酵過程中控溫發酵罐中糟醅中正丙醇、異丁醇、正丁醇、異戊醇、正戊醇和正己醇含量增加，且二段基酒中正丙醇、正丁醇、異戊醇、正己醇等含量也高于未控溫罐。第二輪發酵實驗跟蹤了窖池糟醅發酵過程中糟醅雜醇油含量變化，同樣得出發酵罐中糟醅中溫度較高者正丙醇、異丁醇、正丁醇、異戊醇和正己醇含量較高，發酵溫度較高者二段基酒中雜醇油含量較高。可見，溫度會影響濃香型白酒發酵糟醅中微生物的代謝，可能在一定范圍內溫度升高利于微生物代謝產生雜醇油，因此在濃香型白酒固態發酵中，采取一定范圍內的低溫發酵工藝，可以降低發酵過程中雜醇油的生成量。