酱香型白酒糟醅理化指标规律研究

卢 君，山其木格，王 丽，孟天毅，张忠奎，李长文，

（1.天士力控股集团有限公司研究院，天津300410；2.贵州国台酒业有限公司，贵州仁怀564501）

酱香型白酒的发酵是多种微生物和酶系共同作用的一个非常复杂的过程，其中发酵过程中糟醅的主要理化参数包括水分、酸度、糖分和淀粉含量等指标。对于糟醅理化指标的检测是各大酱香型白酒企业在酿造生产过程中用于监控日常生产的重要环节，是生产任务顺利完成的保障。在实际生产过程中，需要保证糟醅理化指标在一定数值范围内，各项指标达到最优的关联状态，糟醅发酵才能达到最佳效果[1-2]。

酱香白酒的糟醅发酵过程包括堆积发酵和窖内发酵两类，其中堆积发酵起到了“二次制曲”的作用，得以被广泛研究[3-5]。然而，对窖内发酵过程却研究较少，而且多数酱香白酒生产企业仅对入窖糟醅的理化数据进行监控，而未对出窖糟醅的理化数据进行监控[6]。这就导致技术人员无法了解窖内发酵过程中“物系、酶系、菌系”发生了什么变化，更无法通过有限的数据找到发酵过程中各项理化指标之间的关联关系，这种指标监控现状对于保障酱香型白酒正常生产来说是存在隐患的。如果结合入窖糟醅的数据和出窖糟醅的数据加以分析就能够为后续的生产操作提供决策的依据，将生产异常的风险遏制在萌芽阶段。

本研究的目的在于探索糟醅各项理化指标之间的关联关系，揭示酱香型白酒的发酵机理，在实际生产中利用理化指标数据更加精确地指导工艺操作，从而达到提高出酒率和酒质，实现优质高产、降低消耗的目的。

1 材料与方法

1.1 材料、仪器

样品：2013年—2017年贵州国台酒业有限公司22个班组252个窖池的各轮次入窖糟醅；2016年和2017年贵州国台酒业有限公司60个窖池的各轮次入窖糟醅与出窖糟醅。

仪器设备：电热恒温鼓风干燥箱、分析天平、碱式/酸式滴定管、水浴锅、电炉等。

1.2 实验方法

对2013年—2017年入窖糟醅样品进行分析检测，检测指标包括水分、酸度、糖分和淀粉含量。

对2016年和2017年入窖糟醅样品和出窖糟醅样品进行分析检测，检测指标包括水分、酸度、糖分和淀粉含量。

糟醅水分测定采用烘干法，酸度测定采用酸碱滴定法，糖分和淀粉含量采用斐林试剂法，具体检测方法参见沈怡方编著的《白酒生产技术全书》[1]。

基酒产量参见贵州国台酒业有限公司2011年—2017年产量数据。

2 结果与分析

本研究探索了酱香型白酒发酵过程中糟醅的水分、酸度、糖分、淀粉、基酒产量之间的关联关系，在数据的分析过程中打破“轮次”的限制，即将整个发酵过程各轮次收集的数据集中进行综合分析，从而考察各项理化指标之间的内在联系。本实验中获取了大量的数据，但是仍有个别轮次的个别指标数据未能得到，即2017年一轮次入窖糟醅和2016年四轮次出窖糟醅的糖分和淀粉含量数据。

2.1 糟醅水分与酸度之间的关联关系

为了寻找窖内发酵过程中糟醅水分和糟醅酸度之间的关联关系，将2016年和2017年各轮次窖内发酵过程中水分和酸度的增加量进行对比，发现两者之间呈明显的线性关系，见图1。

从图1可看出，窖内发酵过程中，其糟醅水分的增加量与糟醅酸度的增加量成正比关系，R2值为0.7569，线性拟合公式为y=0.2406x+0.1845，x代表水分增加量，y代表酸度增加量。此规律符合微生物代谢产酸的机理，也能为我们判断糟醅酸度提供依据，即知道了窖内发酵过程中水分的变化，就能够推测出糟醅酸度的增加量，快速判断生产是否发生异常情况。对于生产现场的指导来说，即如果出窖糟醅的水分过大，那么糟醅的酸度也会较高，有助于生产现场的快速判断和决策。

图1 2016年和2017年各轮次窖内发酵过程水分和酸度的增加量相关性

研究还探寻了入窖发酵之前糟醅的水分含量与出窖后糟醅酸度增加量之间的关系，见图2。

图2 2016年和2017年各轮次窖内发酵过程入窖水分和酸度的增加量相关性

由图2可看出，入窖发酵前入窖糟醅的水分与发酵结束后出窖糟醅酸度的增加量呈反比关系，R2值为0.681，线性拟合公式为y=-0.1731x+8.7566，x代表入池水分，y代表酸度增加量。此规律是立足于整个酱香白酒发酵过程的，即一轮次、二轮次入窖水分低，出窖糟醅酸度增加量高，这是因为糟醅性状疏松、氧气充足和微生物代谢条件导致的。三轮次至六轮次糟醅性状相对稳定，糟醅的水分和酸度变化幅度较小。此规律说明对于整个酱香型白酒发酵过程来说，入窖糟醅水分低时，糟醅窖内发酵过程酸度上升的幅度比较大；入窖糟醅水分高时，糟醅窖内发酵过程酸度上升的幅度比较小。此规律与张维山等人的研究结果一致[7]。

2.2 糟醅水分与淀粉含量之间的关联关系

水参与酱香型白酒发酵所有生化反应，也是细菌、霉菌、酵母活化生长不可缺少的重要物质，微生物的生长和代谢与其存在的微环境的物质循环、能量流动和信息传递的“三流运转”离不开水的直接或间接参与[7]。为了寻找窖内发酵过程糟醅水分增加量和糟醅淀粉消耗量之间的关联关系，将2016年和2017年各轮次窖内发酵过程水分和淀粉的变化量进行了对比，发现两者之间呈明显的线性关系，见图3。

图3 2016年和2017年各轮次窖内发酵过程水分增加量和淀粉消耗量相关性

从图3可看出，窖内发酵过程中，糟醅水分的增加量与糟醅淀粉的消耗量成正比关系，R2值达到0.7762，线性拟合公式为y=0.7263x+0.2461，x代表水分增加量，y代表淀粉消耗量。此规律也符合微生物代谢产酸的机理，同样能为我们判断糟醅淀粉利用程度提供依据，再结合水分增加量与产酸量成正比的关系，有助于生产现场的快速判断和决策。

另外，我们还探寻了入窖发酵之前糟醅的水分含量与出窖后糟醅淀粉的消耗量之间的关系，见图4。

由图4可看出，入窖发酵前入窖糟醅的水分与发酵结束后出窖糟醅淀粉的消耗量呈反比关系，R2值达到0.6246，线性拟合公式为y=-0.6024x+30.41，x代表入池水分，y代表淀粉消耗量。这是由于酱香白酒发酵一轮次、二轮次糟醅性状疏松，有利于微生物利用淀粉用于自身生长或将淀粉转化为其他物质。三轮次至六轮次糟醅性状相对稳定，且随着轮次增加，水分不断增加的同时，糟醅中不断积累着不利于微生物生长的代谢副产物，微生物利用淀粉的能力减弱[8]。

图4 2016年和2017年各轮次窖内发酵过程入窖水分和淀粉消耗量相关性

2.3 糟醅酸度与淀粉含量之间的关联关系

酿酒发酵过程中部分微生物代谢淀粉的同时会产酸。因此，窖内发酵过程中酸度的增加量应当也与淀粉的消耗量具有相关性。我们对2016年—2017年的数据进行了对比，发现两者之间呈线性关系，见图5。

图5 2016年和2017年各轮次窖内发酵过程酸度增加量和淀粉消耗量相关性

由图5可知，窖内发酵过程中，糟醅酸度的增加量与糟醅淀粉的消耗量成正比关系，R2值达到0.642，线性拟合公式为y=2.4695x+0.3626，x代表酸度增加量，y代表淀粉消耗量。此规律为我们判断糟醅的淀粉利用程度提供了依据。

另外，我们还探寻了入窖发酵之前糟醅的酸度与出窖后糟醅淀粉的消耗量之间的关系，见图6。

图6 2016年和2017年各轮次窖内发酵过程酸度增加量和淀粉消耗量相关性

由图6可看出，入窖发酵前入窖糟醅的酸度与发酵结束后出窖糟醅淀粉的消耗量呈反比关系，R2值达到0.7989，拟合公式为y=-2.901x+11.07，x代表入窖糟醅酸度，y代表淀粉消耗量。即入窖酸度高，那么出窖后糟醅的淀粉消耗量会低。推测其原因是糟醅酸度越高，参与酿酒发酵过程的淀粉酶和糖化酶越会受到抑制，限制了微生物对于淀粉的利用[9]。生产过程中可以根据入窖糟醅的酸度提前对入窖发酵过程淀粉的消耗量有一个判断。

2.4 糟醅水分与基酒产量之间的关联关系

基酒的产量对于酒厂来说是最关心的绩效指标之一，也是酒厂最为关心的统计指标之一。我们试图寻找入窖糟醅的水分与基酒产量之间是否有相关性。因此，将国台酒业从2013—2017年5年来各轮次入窖糟醅的水分数据和基酒产量数据进行了汇总，并寻找两者之间的关系。

将酿酒生产过程分成两部分进行分析，即分别从糙沙到三轮次期间和四轮次到六轮次期间寻找入窖糟醅水分和基酒产量的关联关系。糙沙生产到二轮次生产（对应一轮次基酒、二轮次基酒和三轮次基酒）时入窖糟醅的水分与基酒的产量具有正相关的联系。然而，三轮次生产到六轮次生产（对应四轮次基酒、五轮次基酒、六轮次基酒和七轮次基酒）时入窖糟醅的水分与基酒的产量不具有明显的联系。糙沙至二轮次入窖糟醅水分与基酒产量之间的关系见图7。

由图7可看出，酱香型白酒酿酒生产过程中糙沙至二轮次期间入窖水分与基酒产量之间呈正比关系，R2值为0.645，线性拟合公式为y=2.4014x-0.8676，x代表入池糟醅水分，y代表基酒产量。即入池糟醅水分高，基酒的产量也高。推测其原因是糙沙至二轮次期间，糟醅相对疏松，随着轮次的推进，高粱的糊化程度也在不断提高，微生物可利用的淀粉或糖分不断释出，此时高水分含量有助于微生物的自身繁殖和代谢产生酒精等。因此，糙沙至二轮次期间可以根据入窖糟醅的水分提前对基酒的产量进行大致的预测。

图7 糙沙至二轮次入窖水分与基酒产量相关性

2.5 糟醅酸度与基酒产量之间的关联关系

众所周知，糟醅窖内发酵产酒需要适宜的酸度。酸度过高或过低都不利于糖化和发酵，尤其是糟醅酸度过高，就会严重影响正常的生产过程，引起糟醅酸败，出酒率低，对于企业来说危害极大。糖化和发酵的相关酶系总是在适宜的酸度条件下才能发挥最优活力，微生物菌株也才能正常生长代谢，糟醅酸度过高，会钝化各种酶的酶活力，还会抑制有益微生物的生长和代谢，进而影响基酒的产量[9]。因此，入窖糟醅酸度是需要格外重视的一个指标。

所以，我们试图寻找入窖糟醅的酸度与基酒产量之间的相关性。因此，将国台酒业从2013年到2017年这5年来各个轮次入窖糟醅的酸度数据和基酒产量数据进行了汇总，并寻找两者之间的关系。

研究表明，糙沙生产到一轮次生产（对应一轮次基酒和二轮次基酒）时，入窖糟醅的酸度与基酒的产量并没有发现明显的联系；从二轮次生产到六轮次生产（对应三轮次基酒和七轮次酒）时，入窖糟醅的酸度与基酒的产量则有负相关的关联关系，见图8。

由图8可知，酱香白酒酿酒生产过程中二轮次至六轮次期间入窖糟醅酸度与基酒产量之间呈反比关系，R2值达到0.5844，线性拟合公式为y=-0.0705x+0.343，x代表入池糟醅酸度，y代表基酒产量。即入池糟醅酸度高，那么基酒的产量低。因此，二轮次至六轮次也可以根据入窖糟醅的酸度提前对基酒的产量进行预警，实践也表明糟醅酸度是基酒产量的风向标。根据研究建立的拟合公式，可以根据入窖糟醅的酸度，预测出下一轮次大致的基酒产量，对于酿酒生产来说具有重要指导意义。

图8 二轮次至六轮次入窖酸度与基酒产量的相关性

3 结论

本研究通过对大量数据的分析，探索了酱香白酒发酵过程中各项理化指标之间的关联关系，对于酱香型白酒发酵机理的探明，指导实际生产都具有重要的理论价值和应用意义。

（1）窖内发酵过程中，糟醅水分的增加量与糟醅酸度的增加量成正比关系，R2值达到0.7569，线性拟合公式为y=0.2406x+0.1845，x代表水分增加量，y代表酸度增加量。

（2）入窖发酵前入窖糟醅的水分与发酵结束后出窖糟醅酸度的增加量呈反比关系，R2值达到0.681，线性拟合公式为y=-0.1731x+8.7566，x代表入窖水分，y代表酸度增加量。

（3）窖内发酵过程中，糟醅水分的增加量与糟醅淀粉的消耗量成正比关系，R2值达到0.7762，线性拟合公式为y=0.7263x+0.2461，x代表水分增加量，y代表淀粉消耗量。

（4）入窖发酵前入窖糟醅的水分与发酵结束后出窖糟醅淀粉的消耗量呈反比关系，R2值达到0.6246，线性拟合公式为y=-0.6024x+30.41，x代表入窖水分，y代表淀粉消耗量。

（5）窖内发酵过程中，糟醅酸度的增加量与糟醅淀粉的消耗量成正比关系，R2值达到0.642，线性拟合公式为y=2.4695x+0.3626，x代表酸度增加量，y代表淀粉消耗量。

（6）入窖发酵前入窖糟醅的酸度与发酵结束后出窖糟醅淀粉的消耗量呈反比关系，R2值达到0.7989，拟合公式为y=-2.901x+11.07，x代表入窖糟醅酸度，y代表淀粉消耗量。

（7）酱香白酒酿酒生产过程中糙沙至二轮次期间，入窖水分与基酒产量之间呈正比关系，R2值达到0.645，线性拟合公式为y=2.4014x-0.8676，x代表入窖糟醅水分，y代表基酒产量。三轮次至六轮次期间入窖水分与基酒产量之间没有明显的关联关系。

（8）生产过程中二轮次至六轮次期间入窖糟醅酸度与基酒产量之间呈反比关系，R2值达到0.5844，线性拟合公式为y=-0.0705x+0.343，x代表入窖糟醅酸度，y代表基酒产量。糙沙至一轮次期间入窖水分与基酒产量之间没有明显的关联关系。

[1]沈怡方.白酒生产技术全书[M].北京：中国轻工业出版社,2013.

[2]熊子书.酱香型白酒酿造[M].北京：中国轻工业出版社,1994：1-10.

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[9]朱彦邦.对入窖酸度与出酒率的关系之探讨[J].酿酒,1984(2)：41-43.