酱香型白酒下沙、造沙轮次堆积发酵过程中酒醅温度与微生物的变化规律分析

涂昌华，郝 飞，汪地强，吉小超，王宗强，钱书杨

（贵州茅台酒股份有限公司，贵州仁怀 564500）

高温堆积发酵是酱香型白酒生产过程中的核心工艺[1-2]，该过程为酒醅富集培养了大量的微生物，并为入窖前酒醅理化参数的调整及各类风味前体物质的形成奠定基础，故堆积发酵工艺也被称之为“二次制曲”。

目前，学者们对于堆积发酵工艺过程开展了大量的研究。唐玉明等[3]对酱香型白酒第4 轮次酒糖化堆糟醅在堆积过程中温度和微生物区系的变化进行跟踪测定，分析了不同温度区域酒醅中的微生物差异。杜新勇等[4]分析了北方酱香型白酒主要产酒轮次堆积酒醅微生物数量及升温情况，发现了堆积温度对于微生物生长的促进作用。游玲等[5]采用分段控温的方式，研究了温度对微生物生长的影响，进而提出了一种堆积过程的梯度升温方式。李小东等[6]在实验室模拟芝麻香型白酒实际堆积发酵过程，发现在不同堆积温度条件下酵母菌和芽孢杆菌的数量差异明显。以上研究揭示了堆积发酵过程温度与微生物的变化情况，对于解析白酒酿造机理具有重要意义。

酱香型白酒以一年为一个生产周期，经过8 个轮次的发酵，各轮次酒醅因所处的环境气候不同，其堆积发酵过程的温度与微生物变化存在一定差异。下沙、造沙轮次是酱香型白酒生产初始投粮阶段[7]，粮醅经过初次糊化，颗粒疏松度较好，堆积发酵充分。本文以下沙、造沙轮次堆积发酵酒醅为研究对象，分析了温度与微生物的变化规律及其关联关系，为解析酱香型白酒堆积发酵过程酿造机理提供一定的依据。

1 材料与方法

1.1 材料

样品：下沙、造沙轮次堆积发酵过程中的酒醅；所用微生物计数培养基（肉汤琼脂培养基、YEPD培养基）均为国产分析纯。

1.2 实验方法

1.2.1 酒醅样品的采集

将酒醅堆子分为堆顶、堆中（高度约1 m）、堆底（高度约30 cm）3 个位置进行取样，每个位置取3个深度（20 cm、50 cm、80 cm），每个深度取样为绕堆子1周取3个样品的混合样。取样位置见图1。

1.2.2 微生物培养方法

称取25 g 酒醅于装有250 mL 无菌水的三角瓶中，置于摇床振荡10 mim。分别吸取1 mL 菌悬液到9 mL无菌水试管，稀释一定的倍数，吸取100 μL稀释液于微生物计数培养基，各3 个平行，涂布均匀，置于30～37 ℃培养箱培养1～2 d，对微生物进行计数。

1.2.3 温度测量

采用探针食品温度计对各取样点进行温度测量，待温度计数值稳定后记录温度值。

2 结果与分析

2.1 下沙、造沙轮次堆积发酵过程中酒醅的温度变化情况

2.1.1 下沙轮次堆积发酵酒醅的温度变化

下沙、造沙堆积从起堆至丢堆（堆积完成）需要3～4 d，由图2可以看出，丢堆后堆积温度由内向外逐渐降低，这与上堆过程中每排摊晾酒醅温度逐级递减的情况相符。

在下沙轮次，堆子内部酒醅（80 cm、50 cm 处）温度最先开始升高，其中堆子顶部、中部80 cm 处温度分别在27 h、18 h 达到最大值45.4 ℃、40.6 ℃，堆子底部80 cm 处在30 h 达到最大为35.6 ℃。堆子50 cm 处温度在堆积42～45 h 达到最大，其中堆子顶部、中部、底部温度分别为48.9 ℃、48.3 ℃、37.8 ℃。

堆子外层（20 cm 处）温度变化呈S 型曲线，可以分为3 个阶段：①延迟期：在堆积前12 h，温度变化缓慢，堆子顶部、中部、底部各处温度均维持在20～25 ℃；②上升期：堆积12～42 h，酒醅温度快速上升，至42 h堆子顶部、中部、底部温度分别达到53.2 ℃、53.7 ℃、45.6 ℃。③稳定期：堆积42～48 h，温度维持在各处最高温度，并在入窖前略有降低。

下沙轮次堆积发酵外层酒醅温度变化呈“S”形曲线，这与微生物生长曲线类似，说明酒醅升温过程与微生物的生长存在一定的关联；而内层酒醅（特别是堆积80 cm 处）升温变化并未呈现相似规律，这与内、外层酒醅中的营养环境的差异有关。

2.1.2 造沙轮次堆积发酵酒醅的温度变化

在造沙轮次，堆积发酵酒醅温度变化趋势与下沙轮次一致，但堆积发酵的时间延长（图3）。堆子内部酒醅温度先升高，其中堆子内部80 cm 处顶部、中部、底部分别在8 h、40 h、32 h 达到最大值为42.9 ℃、40.2 ℃、26.8 ℃。堆子内部50 cm 处酒醅温度不断升高，在堆积结束时顶部、中部、底部分别为45 ℃、46.5 ℃、27 ℃。堆子外层20 cm 处酒醅温度变化可分为延迟期与上升期，延迟期的时长顶部＜中部＜底部，最终顶部、中部、底部的最高温度分别为50.9 ℃、52.5 ℃、31 ℃。

综合下沙、造沙轮次堆积发酵情况可知，堆积过程中酒醅温度逐步升高，堆积内层酒醅升温要早于外层，但外层酒醅的升温幅度更高，顶部与中部酒醅的升温幅度要高于底部，堆积酒醅温度升高是由内部向外层逐渐传递的结果。

2.2 下沙、造沙轮次堆积发酵酒醅的微生物变化

2.2.1 下沙轮次堆积发酵酒醅的微生物变化

对下沙轮次堆子底部和中部深20 cm 和50 cm处细菌、酵母菌数量进行统计分析（图4），结果发现，堆积初期内层酒醅中细菌和酵母菌数量均在106数量级，而外层酒醅中细菌数量高于酵母菌。在堆积0～16 h，细菌和酵母菌开始生长繁殖，其数量快速增加。在堆积16～34 h，随着堆积酒醅温度的升高，细菌和酵母菌的数量继续增加并达到最大值107数量级。在堆积34～48 h，当酒醅温度升高至50 ℃左右时，细菌和酵母菌的数量均开始降低。

2.2.2 造沙轮次堆积发酵酒醅的微生物变化(图5)

堆积初始阶段，酒醅中细菌数量在106数量级，酵母菌数量在105数量级。随着堆积发酵的进行，酒醅中的细菌和酵母菌数量不断升高，至堆积结束时最高均能达到108数量级，且酵母菌的数量略高于细菌。堆子底部酒醅中，细菌和酵母菌在酒醅升温的延迟期即开始快速增长，并在温度上升期继续繁殖。堆子中部酒醅中细菌和酵母菌数量在堆积发酵结束前即达到最大值，当酒醅温度升高至50 ℃左右时，细菌和酵母菌数量均有所降低。

3 小结与讨论

堆积发酵过程中酒醅温度不断升高，但堆子不同位置升温情况有差异。堆子内部由于起堆温度较高，同时保温效果好，所以在堆积初始阶段温度较高。而堆子外部酒醅刚刚覆盖于堆子表层，其温度与室温接近。而随着堆积发酵的进行，堆子内部温度逐渐升高并传递至堆子外层。同时，由于外层酒醅相对疏松，溶氧较好，适合好氧微生物的生长[8]，其温度快速升高并最终高于内层酒醅。堆子顶部、中部酒醅温度高于底部，一是底部酒醅离地面较近，温度散失快，二是底部酒醅填压紧实，溶氧不佳，导致好氧微生物生长受限，所以底部酒醅温度较低。

酱香型白酒高温大曲中的微生物以细菌为主[9]，酵母菌较少，因此，堆积发酵初期酒醅中的微生物以细菌占优。而经过堆积发酵过程，酵母菌的数量逐渐增大并最终超过细菌，说明堆积发酵能够网罗环境中的微生物，并将其富集培养，堆积发酵过程为酒醅窖内发酵提供了充足的产酒功能酵母菌。

在堆积升温过程的延迟期，微生物即开始快速生长，微生物的生长及其代谢活动产生的生物热[10]带动了酒醅温度的升高，而适宜的温度又进一步促进了微生物的生长繁殖。但当酒醅温度继续升高至50 ℃时，不耐高温的微生物开始消亡，表现为微生物总数量的降低。

下沙、造沙轮次酒醅温度变化趋势一致，但造沙轮次堆积升温过程要晚于下沙。一是由于造沙生产时的环境气温低于下沙，二是由于造沙酒醅糊化程度加大，酒醅的疏松度不如下沙，溶氧条件相对较差，因此，造沙堆积升温较缓慢。同时，造沙堆积酒醅中微生物的总数高于下沙，这是由于造沙酒醅中熟沙糖分较容易被微生物利用。