浓香型白酒丢糟酒生产的实验室模型建立

王祥余，刘杰，田小敏，宗绪岩（1.四川理工学院，四川自贡64000；.诺维信（中国）投资有限公司，北京100085；.日出东方太阳能股份有限公司检测中心，江苏连云港005）

浓香型白酒丢糟酒生产的实验室模型建立

王祥余1,2，刘杰3，田小敏2，宗绪岩1,*
（1.四川理工学院，四川自贡643000；2.诺维信（中国）投资有限公司，北京100085；3.日出东方太阳能股份有限公司检测中心，江苏连云港222005）

针对目前浓香型白酒丢糟酒的生产过程设计相应的实验室模型，采用HPLC和酶法检测样品中的残淀粉、含酒量等关键指标，并通过平均值和标准差评价模型的合理性和稳定性。结果表明该模型能准确预测丢糟酒成熟酒醅的含酒量和残淀粉，为设计和优化针对浓香型丢糟酒的特种生物制剂提供快捷有效的预测手段。

丢糟；模型；浓香型白酒

丢糟是白酒酿造过程中的必然产物，特别是占白酒工艺绝大部分产能的浓香型白酒，其特定的生产工艺决定了丢糟产量了巨大、成分的复杂［1］以及处理的难度。根据2014年度白酒协会的统计数据，我国成品酒的产能已突破1000万t，市场总值超过5000亿人民币，预计丢糟的数量也将高达1500万t。关于如何合理使用这些丢糟生产丢糟酒或提高原料利用率，在上世纪九十年代中期洋河酒厂的陈宗敬等［2］、剑南春的徐学明等［3］、习水大曲的钟方达等［4］、宜昌食用酵母（安琪酵母）李志军等［5］及泸州曲酒厂的范力［6］等均做了研究，这些研究主要集中在利用糖化酶（固态）加酵母的模式进一步利用丢糟中残余的淀粉及一些香气物质；二十世纪末，随着大规模养殖业的兴起，市场对饲料的巨大需求促进了研究者们对丢糟生产饲料了研究［7］；在食用菌培养方面，由于酒糟的形态特征及营养组成，也得到了很多学者的关注［8-9］；而对于白酒工业相关模型的建立则主要集中在白酒公司的产品质量控制上［10-11］和市场研究中［12］，没有关于建立丢糟酒实验室模型的报道。同时近年来对丢糟酒生产的研究也主要集中在复合大曲和强化曲上［13］，对复合酶制剂的研究并不多见。

试验旨在根据浓香型丢糟酒生产工艺建立对应的实验室模型，为寻找适用于浓香型丢糟的酶分子并优化复合酶配方建立实验室筛选手段。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

丢糟：华东地区某著名酒厂秋冬丢糟，丢糟前期发酵工艺为老五甑工艺五粮发酵，发酵周期为90 d，使用窖池为泥窖；大曲：华东地区某著名酒厂提供；酵母：安琪高活性酵母；酶制剂：本土固体糖化酶及诺维信液体糖化酶。

酒石酸钾钠（分析纯）：Aladdin；五水硫酸铜（分析纯）、NaOH（分析纯）：MERCK；葡萄糖、麦芽糖、果糖、乙酸、乳酸、甘油、琥珀酸、三糖、四糖、五糖、多糖、淀粉分解糊精、双乙酰、甲醇、乙醇、NaOH等分析试剂（均为色谱纯）：全部购自SIGMA。

1.2仪器与设备

ME3002天平及万分之一天平：Mettler；Waters 1515高效液相色谱（配备Waters 2414 Refractive Index Detector，Waters 2707 Autosampler和 Bio-Rad生产AminexRHPX-87H Column 300×7.8mm色谱柱）；纯水机：Milli-Q；样品制备：SPEXRSample Prep 1600；水浴锅：Heto；烘箱：BINDER；摇床：InnovaR44；其余玻璃器皿均购自德国DURAN。

1.3方法

1.3.1实验室丢糟酒发酵

使用1 L规模的发酵瓶，每个发酵瓶中加入配置好的入窖丢糟酒醅约610 g（丢糟酒醅具体配置为600 g新鲜丢糟，10.4 g大曲，0.1 g安琪高活性酵母，酶制剂使用剂量为糖化酶酶活力17 cu/g丢糟酒醅），固体酶和液体酶试验各做做5个平行样，共计10组发酵试验，用保鲜膜封口置于地下室避光发酵20 d。

1.3.2酒厂丢糟酒发酵

糖化酶在使用前需要稀释，稀释水温度不超过60℃，应该尽量减少酶制剂稀释的时间，做到随配随用；在正常生产酒糟完成蒸酒、冷却、加曲后酒醅温度降低至60℃以下时加入每甑所需的酶制剂，混匀即可，后续操作同丢糟酒生产。

1.3.3样品处理

实验室的样品：为保证实验室数据的准确性，在实验室中需将发酵瓶中的发酵物全部转移到密封袋中，仔细混匀后方可取样；取得的样品主要用途有测定残淀粉和成熟酒醅成分测定。关于实验室入窖酒醅的残淀粉测定也需遵循混匀后取样的原则。

工厂的样品：为保证工厂数据的准确性，在工厂中需对每一甑的样品进行取样，取样点分为中央和四周5个点，共计每个窖池需取样30个，混匀后取1kg作为样品带回实验室分析。

1.3.4残淀粉检测

残淀粉的检测方法为酶法，方法与Megazyme一致，利用诺维信复合淀粉酶和糖化酶代替Megazyme所用酶制剂以取得更稳定的检测结果。

1.3.5成熟酒醅成分检测

成熟酒醅的成分检测使用Waters 1515高效液相色谱，柱温为65℃，流动相为0.5%H2SO4，流速0.6mL/min，时间为30 min。

2　结果与分析

2.1入窖酒醅和成熟酒醅残淀粉分析

采用酶法测定入窖、出窖酒醅样品中的淀粉含量，结果如图1所示。

图1　入窖酒醅和成熟酒醅残淀粉Fig.1　Residual starch of Pit-entry and Pit-out waste lees

由图1可以看出，相同的酶处理方式在实验室和工厂所得的成熟酒醅残淀粉含量差距不明显（当P= 0.05），表明在预测残淀粉方面该模型是可信的。

在图1中，入窖淀粉的标准差较大（σ=0.60）表明来自各个窖池的丢糟的残淀粉含量有着较大的波动；经过处理后所得的成熟酒醅中淀粉含量较低且标准差较小表明经过目前市场上酶制剂的处理入窖丢糟中的残淀粉已经分解利用达到了一个极限，残余的部分淀粉的分解是目前酶制剂所难以处理分解的抗性淀粉、老化淀粉、淀粉与蛋白脂肪等的复合物或者是被纤维素、半纤维素等包裹或连结的淀粉；另外，液态酶制剂和固态酶制剂在实验室和酒厂中的表现（在实验室中可以做到固态酶制剂和液态酶制剂都能均匀分布于物料中，但在酒厂难做到均匀分布，淀粉测定的结果是固态酶制剂在实验室中分解效果优于液态，在工厂中表现则相反）也证明液态酶制剂均匀分布于物料中的能力能促进残余淀粉的分解利用。

2.2成熟酒醅含酒量分析

采用HPLC法测定出窖后酒醅样品中的酒精含量，结果如图2所示。

由图2可以看出，在实验室和酒厂状态下，不同类型酶制剂处理下的丢糟所能产生的酒的数量不存在明显差距（当P=0.05），但不同试验环境下相同类型酶的处理却出现了一定的差异，尽管这一差异较前者要大，但在P=0.05条件下仍然不是明显差异，上述结果表明在预测出窖酒醅含酒量方面该模型同样是可信的。

图2 成熟酒醅含酒量Fig.2　Alcohol yield in Pit-out waste lees

通过图2的结果分析可知，在酒厂状态下丢糟的出酒量较实验室有一定的提高，表明酒厂环境下存在的丰富微生物菌群（包括大量接种酵母和环境中的酵母）比实验室条件下主要以酵母菌为主的发酵所产出的酒更多，究其原因应该是实验室条件下酵母接种量不足造成的，因此在未来的发酵中应该适当增加酵母的接种量。经专业人士品评也证实了酒厂环境发酵生产的酒质量、口感，优于实验室条件发酵得到的酒液（数据未列出）。

结合2.1中对出窖残淀粉的分析可论证另一个猜测，即目前酒厂使用的固体酶制剂大多为早期糖化酶菌种发酵，副酶活力相对较菌种更现代化的液体糖化酶菌种所生产的产品要多，而这些副酶活力中含有一些能促进残淀粉分解的酶活力，这同大曲里的多种酶共存能促进酒醅中淀粉分解，原酒风味更加丰富的现实相一致。

2.3成熟酒醅成分分析

采用HPLC法测定出窖后酒醅样品中的组分及其含量，结果分析结果如表1所示。

由表1可以看出，在相同的环境下，即实验室或者酒厂环境下，固态酶和液态酶在葡萄糖、果糖、甘油及三糖以下物质方面表现一致，不存在明显差距。

表1 成熟酒醅成分分析Table 1　The component of Pit-out waste lees

在乳酸方面，实验室环境和酒厂条件下使用液体酶所生产的产品中乳酸的含量均比使用固体糖化酶的要多；对酶制剂的性质测试表明相同酶活力条件下固体酶分解酒糟残淀粉产生葡萄糖的速度远低于液体酶（产生这种现象的原因是因为液体酶更容易均匀分布在物料中）；上述数据和结论表明发酵早期较快的糖化速度会提高丢糟酒醅中乳酸菌的活动能力，从而使发酵成熟酒醅中含有更多的乳酸；实验室条件下液态酶与固态酶所生产成熟酒醅中乳酸数量差距较在工厂条件下小也从侧面表明在试验条件下由于混合均匀度较高，从而抵消了液体酶较固体酶容易均匀分布的优势。

综合2.1中酒醅残淀粉和2.2中成熟酒醅含酒量的标准差可知，在实验室条件下所得各组数据的标准差均较酒厂条件下小，表明在试验条件下该模型运行较为稳定。

3　结论

利用实验室条件模拟浓香型丢糟酒的生产过程是可行的，可以利用这一模型预测不同处理条件下丢糟酒成熟酒醅的残淀粉含量、含酒量、四糖以上物质、三糖以下物质等关键指标，为优化丢糟酒的生产条件，特别是研究针对浓香型丢糟酒的特种复合生物制剂提供快捷有效的预测手段。但是该模型由于在微生物环境方面的欠缺，不能合理模拟包括酸类物质在内的气味物质的生成，因而在酒的风味方面，仍然需要工厂放大试验来验证所设计的微生物制剂。

另外，试验从侧面证实了固态酶制剂中的副酶活力对促进出酒的贡献，对于进一步探索和设计针对特定酒糟的特种复合生物制剂有着理论指导意义，也为寻找这些特殊的酶指明了方向。

［1］高路.酒糟的综合利用［J］.酿酒科技，2004（5）：101-102

［2］陈宗敬，范文来.AADY在洋河大曲丢糟中应用的研究［J］.酿酒科技，1995（5）：51-52

［3］徐学明，方发培，谭烽.TH-AADY在剑南春丢糟中应用的研究［J］.酿酒科技，1996（2）：66-67

［4］钟方达，龙则河，王夕林，等.TH-AADY在浓香型习水大曲酒生产中的应用研究［J］.酿酒科技，1997（2）：26-29

［5］李志军，胡道静.生香活性干酵母和酒精活性干酵母混合应用于大曲酒中的实验［J］.酿酒，1996（3）：56-58

［6］范力，周飞，曾样富，等.耐高温酒精活性干酵母在浓香型大曲酒生产丢糟中的应用［J］.酿酒科技，1996（4）：79

［7］Zhang Jian，Zhang Wen-xue，Li Shun-zhou，et al.A two-step fermentation of distillers'grains using Trichoderma viride and Rhodopseudom onas palustris for fish feed［J］.Bioprocess Biosyst Eng，2013（36）：1435-1443

［8］王松，游舻，王涛，等.多粮浓香型白酒丢糟栽培猴头菌的研究［J］.中国酿造，2011（8）：68-70

［9］王冲，连宾弘，潘牧，等.酱香型白酒丢糟代屑栽培平菇试验［J］.贵州农业科学，2013（9）：146-149

［10］陶雪容，陈顺玲，孙勇.基于BP神经网络的白酒评判模型的MATLAB实现［J］.中国酿造，2010（1）：94-96

［11］周新虎，陈翔，杨勇，等.浓香型白酒窖内参数变化规律及相关性研究（Ⅱ）：温度及其数学模型［J］.酿酒科技，2012（5）：44-46

［12］明倩.我国白酒行业市场竞争环境分析 ［J］.对外经贸，2015（12）：71-73

［13］赵东，彭志云，牛广杰，等.微生物转化丢糟再生产白酒的研究［J］.酿酒，2011（1）：23-25

The Establishment of Experimental Model Based on Waste Lees Liquor of Luzhou-flavor Liquor

WANG Xiang-yu1，2，LIU Jie3，TIAN Xiao-min2，ZONG Xu-yan1，*
（1.Sichuan University of Science&Engineering，Zigong 643000，Sichuan，China；2.Novozymes（China）Investment Co.Ltd.，Beijing 100085，China；3.Testing Center of Sunrise SolarEast Co.，Ltd.，Lianyungang 222005，Jiangsu，China）

In order to establish experimental model based on the process of waste lees liquor of Luzhou-flavor liquor，the samples of Pit-entry and Pit-out waste lees were analyzed by HPLC Enzymes Method tor the residual starch and component in them.Then Average and STDEV（Standard Deviation）were used to test the reasonability and stability of experimental model.The results showed that the experimental model can exactly forecast the residual starch and alcohol yield in Pit-out waste lees and it will be an effective forecast tool during design and Optimization complex biological agent focus on waste lees liquor of Luzhou-flavor liquor.

waste lees；model；Luzhou-flavor liquor

2016-04-28

固态酿造关键技术研究四川省院士（专家）工作站开放基金项目（GY2014-01）；酿酒生物技术及应用四川省重点实验室开放基金项目（NJ2014-07）；泸州老窖科研奖学金项目（13ljzk6）

王祥余（1985—），男（汉），工程师，硕士，研究方向：酶学工程及应用、微生物发酵。

宗绪岩（1976—），男，副教授，博士，主要从事食品生物化学、酶学应用及发酵过程控制的研究。