浓香型白酒窖泥水分含量与水分活度的对比研究

谢 军,朱莉莉,邓 波,罗惠波,邓 杰,卫春会,黄治国*

(1.四川理工学院 酿酒生物技术及应用四川省重点实验室,四川 自贡 643000；2.泸州老窖股份有限公司,四川 泸州 646000；3.浙江大学 自贡创新中心,四川 自贡 643000)

以泸州老窖为典型代表的浓香型白酒是中国白酒的一颗璀璨明珠,它具有窖香浓郁、绵甜醇厚、香味协调、尾净余长的特点,“泥窖固态发酵、续糟配料、混蒸混烧”最能体现其有别于其他香型白酒的独特酿造工艺[1]。浓香型白酒是以泥料制作的窖池为发酵设备,其不仅起着蓄积糟醅发酵的作用,还与酒中各种呈香呈味的香味成分的形成息息相关。浓香型白酒的酿造是在大量窖泥微生物和其他微生物共同作用下进行的[2],窖泥质量的优劣与浓香型白酒的产量和品质密切相关。

水是生命之源,在白酒酿造过程中水具有举足轻重的作用,对于窖池窖泥来说更是尤为重要。窖泥水分含量过高会导致窖泥挂壁难甚至垮窖,水分缺失又会导致窖泥板结、盐类析出、窖泥中部分微生物死亡最终导致窖泥老化[3-4],严重影响生产。在目前浓香型白酒窖泥评价标准中窖泥水分含量是一个重要指标,但其检测结果往往受不同地区、不同酒厂生产工艺的影响较大,如黄水的不同提取方式以及提取时间、黄水坑在窖池中的分布位置和窖泥取样的时间等都会对窖泥水分含量测定结果造成影响,因此水分含量指标在反映窖泥质量方面存在一定的缺陷。

水分活度(water activity,Aw)[5],是指溶液中水的逸度与纯水逸度之比,也可以近似地表示为溶液中水蒸汽分压与纯水蒸汽压之比[6]。水分活度是食品行业中一个重要检测指标,与水分含量相比水分活度主要反应食品平衡状态下自由水分的多少,反应食品的稳定性和微生物繁殖的可能性,水分活度值越高,微生物生长越快,反之亦然[6-8]。因此目前普遍认为食品是否被微生物所污染,并不取决水分的总含量而是由食品的水分活度决定的[9-10],即水分活度主要和微生物的生长有关[10-12]。故本实验将水分活度引入窖泥质量评价方面进行研究,分析水分含量与水分活度在不同质量窖泥间的差异,研究水分活度能否弥补窖泥水分含量在反映窖泥质量方面的缺陷,更加真实地反映窖泥质量状况。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

窖泥样品:窖泥样品采自绵阳、邛崃、宜宾三个地区的名优浓香型白酒厂(均为五粮型酿造工艺),根据酒厂常年的产酒情况,将全厂窖池分为三个质量等级:产优级酒对应的窖池窖泥(简称优级窖泥)；产良级酒对应的窖池窖泥(简称良级窖泥)；产差级酒对应的窖池窖泥(简称差级窖泥)。每个质量等级取3口窖池,开窖糟醅起完后立即在窖底四个角、中心五个点,按照5～10 cm的深度进行取样并混合均匀,迅速置于冰盒中运回,4℃保藏。

氯化镁、氯化钠(均为分析纯):成都科龙化工试剂厂。

1.2 仪器与设备

DHG-9245A电热鼓风干燥箱；上海一恒科学仪器有限公司；AX124ZH分析天平:奥豪斯仪器(上海)有限公司；HD-4智能水分活度测量仪:无锡市华科仪表有限公司；GZ-1200-X电脑恒温层析柜:韶关市广智科技设备有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 窖泥水分含量的测定

窖泥水分含量的测定采用烘干法[13-14]:称取5～10 g新鲜窖泥于烘干至恒质量的三角瓶中,于103℃烘至质量恒定,干燥器中冷却30 min称质量,每个样品做3次平行。窖泥水分含量计算公式如下:

1.3.2 窖泥水分活度的测定

采用水分活度测量仪进行测定。

1.3.3 数据分析

每个样品均做3组平行试验,数据以平均值±标准差(x¯±SD)形式表示,借助Excel、IBM SPSS 20.0软件进行数据分析及作图。其中不同质量等级窖泥间差异用双因素方差分析进行分析,聚类分析采用Ward聚类法,以Euclidean为距离。

2 结果与分析

2.1 水分含量在不同地区不同质量等级窖泥间的差异

研究了不同地区不同质量等级窖泥间水分含量的差异,结果见图1。由图1可知,研究发现绵阳地区和邛崃地区不同质量等级窖泥间水分含量具有相同的变化趋势,优级窖泥水分含量显著高于差级窖泥(P＜0.05),宜宾地区优级窖泥水分含量则显著低于差级窖泥(P＜0.05),优级与良级窖泥、差级窖泥间差异不显著(P＞0.05),宜宾地区不同质量等级窖泥间水分含量变化趋势与绵阳、邛崃地区之间的差异如前面所分析的一样,可能是不同地区酒厂生产工艺、黄水的不同提取方式以及提取时间、黄水坑在窖池中的分布位置和窖泥取样的时间等原因造成的。

图1 水分含量在不同质量等级窖泥间的差异Fig.1 Differences of water content in different quality grades of pit mud

以水分含量为指标对3个地区不同质量等级窖泥样品进行聚类分析,结果见图2。由图2可知,3个地区不同质量等级窖泥样品可分为4大类,优级窖泥可以明确地划分出来,但良级和差级窖泥间划分则不明确,与实际情况存在一定差异,表明水分含量未能完全反映窖泥的质量状况。

图2 三个地区窖泥水分含量聚类分析结果Fig.2 Cluster analysis results of water content in three regions of pit mud

2.2 水分活度在不同地区不同质量等级窖泥间的差异

研究了不同地区不同质量等级窖泥间水分活度的差异,结果见图3。由图3可知,3个地区不同质量等级窖泥间水分活度具有相同的变化趋势,优级和良级窖泥中水分活度显著高于差级窖泥(P＜0.05),优级与良级窖泥间水分活度差异不显著(P＞0.05)。

以水分活度为指标,对3个地区不同质量窖泥样品进行聚类分析,结果见图4。由图4可知,将三个地区不同质量窖泥样品分为3大类,差级窖泥可以明确地归为一类,但优级和良级窖泥未能完全区分开,与实际情况存在一定差异。

图3 水分活度在不同质量等级窖泥间的差异Fig.3 Differences of water activity in different quality grades of pit mud

图4 三个地区窖泥水分活度聚类分析结果Fig.4 Cluster analysis results of water activity in three regions of pit mud

通过测定窖泥水分活度可以将差级窖泥区分开,但未能区分开优级和良级窖泥,表明同水分含量一样,不能完全区分开不同质量等级的窖泥。但与水分含量指标相比,水分活度指标在不同地区、不同酒厂窖泥间的分布趋势是一致的,水分活度指标受外界干扰因素更小,更能真实反映窖泥质量状况,值得后续扩大取样范围、扩大样品量进行深入研究。

3 结论

目前水分活度指标在食品行业应用广泛,但在浓香型白酒窖泥中的研究尚鲜见报道。本研究创新性地引入水分活度指标作为浓香型窖泥质量评价指标进行研究,以弥补水分含量指标在反映窖泥质量状况方面的不足。研究发现,水分含量与水分活度指标均未能完全区分开不同质量等级窖泥,但二者相比,水分含量指标容易受不同地区酒厂生产工艺、黄水的提取方式以及提取时间、黄水坑在窖池中的分布位置和窖泥取样的时间等外界因素的影响,难以准确、客观地反映窖泥质量状况；而水分活度指标受外界干扰因素更小,可以更加真实地反映窖泥质量状况,同时在反映窖泥微生物生长环境优劣方面也比水分含量更加精确[15-20]。

研究结果中水分活度指标能将差级窖泥完全区分开,但未能区分开优级和良级窖泥,这可能是与本试验样品量和取样区域不足有关,因此后期研究中可扩大取样区域范围、加大样品量进行深入研究,得到更加准确的分布规律,以进一步完善窖泥质量评价标准。

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