机械化生产工艺对窖泥理化指标影响的初探

谢 军，朱莉莉，黄 丹，黄治国，卫春会，蒋清清，罗惠波

（四川轻化工大学 酿酒生物技术及应用四川省重点实验室，四川 宜宾 644000）

浓香型白酒一直以来都是市面上最受欢迎的白酒种类之一，其中泸州老窖、五粮液是最具特色风味的浓香型白酒代表企业。其最大特点是味道纯正，香味浓郁，因其典型代表是位于酒城的泸州老窖，因此又称为“泸型酒”[1]。广大消费者一直被“泸型酒”独特的口感所吸引，为更好地应对社会及消费者需求的不断变化，浓香型白酒企业在努力做好传统工艺的同时，也在不断地探索机械化生产工艺，经过多年的不断实践，大部分浓香型白酒企业已实现不同程度的机械化生产，如在制曲、出窖、上甑蒸馏、出甑、入窖等环节，极大地促进了企业的生产效率，减少了企业人力运行成本[2-4]。机械化生产带来诸多便利，如机械化生产工艺中一般采用不锈钢盖代替传统窖皮泥封窖；在抽黄水过程中通过水泵代替传统生产工艺中的舀黄水；出窖、上甑蒸馏、出甑、打量水、摊晾、入窖等环节机械化生产代替了人工操作[5-9]。机械化生产在带来便利的同时也会存在一定的隐患，可能会造成窖泥品质发生改变，影响窖泥微生物菌群、影响糟醅的理化性质、影响优质酒的出酒率等，这些改变都会对浓香型白酒生产工艺造成影响，尤其是对浓香型白酒的立根之本—窖泥造成不可挽回的影响。

为探究机械化生产工艺是否会对窖泥品质的影响，本试验选取川南某名优浓香型白酒厂长期生产窖池中的窖泥为研究对象，对不同部位窖泥的常规理化指标进行分析，并与传统生产工艺窖泥的理化指标分布规律进行对比分析，探究是否会对窖泥的品质造成影响，根据试验结果对生产工艺提出优化意见，以尽量避免机械化生产工艺大规模推广后对酒类企业中的传统窖池产生不可弥补的影响，更好的促进白酒生产机械化改革。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

窖泥样品：采自川南某名优浓香型白酒厂（机械化生产工艺），选取产原酒质量等级相近的3口窖池（分别编号为窖1、窖2、窖3），每口窖池分别取窖底，黄水线以下的窖壁中部，黄水线以上的窖壁中部三个部位的窖泥，在开窖糟醅起完后立即对各部位进行多点取样混合均匀，分别迅速置于磨口瓶中，运输过程中必须置于冰盒中，于4 ℃冰箱保藏。部分指标测定所需的干窖泥是将新鲜窖泥平铺在洁净的玻璃板上，置于阴凉处风干、粉碎、过筛。

氢氧化钠、碘化汞、碘化钾、酒石酸钾钠、氯化铵、硼酸、硫酸铜、硫酸钾、高锰酸钾、重铬酸钾、氟化铵、钼酸铵、氯化亚锡等（均为分析纯）：成都科龙化工试剂厂。

1.2 仪器与设备

Starter2100 pH计：奥豪斯仪器有限公司；T6紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限公司；8400全自动凯氏定氮仪：丹麦FOSS公司；KQ5200DB数控超声波清洗器：昆山舒美超声仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 指标测定

水分含量：采用烘干法[10]；pH值：采用pH计法[11]；腐殖质含量：采用油浴法[12]；氨基酸态氮含量：采用奈氏试剂比色法[13]；有效磷含量：采用钼酸铵比色法[13]；总氮含量：采用全自动凯氏定氮仪测定法[14-15]。

1.3.2 数据分析

2 结果与分析

2.1 水分含量

对三口窖池的不同部位窖泥水分含量测定结果见图1。由图1可知，3口窖池窖泥水分含量在30%～40%，随着窖泥位置的降低均呈下降趋势，这与传统生产工艺窖泥含水量随着窖泥位置下降呈上升趋势的分布情况有一定的差异[10]。

传统生产工艺的窖泥水分含量一般在35%～45%，比机械化生产工艺的窖泥含水量高5%左右，并随着窖泥位置的降低呈上升趋势[16-17]，机械化生产工艺表现出了一个不同变化趋势，出现这种变化的原因可能有以下几个方面：一是与机械化生产工艺中采用水泵抽黄水有关，与传统生产工艺中采用打黄水坑舀黄水的方式相比，抽黄水的工艺减少了滴窖和出窖的时间，窖池上部窖泥中的水分散失较少，下部水分流失较多，从而造成底部窖泥中水分减少的现象；二是与采用不锈钢盖进行封窖有关，在酿酒过程中糟醅因重力原因会出现下沉的现象，随着糟醅下沉，糟醅顶部出现空隙而产生负压，从而导致窖内水汽上升，窖池内部整个水循环受到影响。在后续机械化生产过程中应该注意调整工艺参数，如调整糟醅入窖含水量、出窖后对窖池进行养护等，以确保窖泥的质量不受到较大的影响。

图1 三口窖池不同部位窖泥间的水分含量Fig.1 Moisture of pit muds at different locations of pit mud in three pits

2.2 pH值

对三口窖池不同部位窖泥pH值的测定结果见图2。由图2可知，窖池整体呈酸性，pH值在3.5～4.0左右；随着位置的降低总体呈下降趋势，可能与在酿酒过程水分从上向下聚集以及下部窖泥被黄水长时间浸泡有关。

图2 三口窖池不同部位窖泥间的pH值Fig.2 pH value of pit muds at different locations of pit mud in three pits

传统浓香型白酒生产工艺中优质窖泥的pH值一般偏中性，在5.5～7.0左右[18]，与之相比，机械化生产工艺窖泥pH值有明显降低趋势，属于偏酸性情况。表明机械化生产工艺对窖泥中酸性物质的含量有一定的影响，这可能与机械化生产工艺中抽黄水、配料、蒸粮、摊晾、打量水等环节有关。鉴于此，后续生产过程中应该注意调节黄水的抽取工艺、入窖糟醅的酸度，通过工艺调整尽量避免因酸度过高对窖泥中微生物菌群造成不利影响。

2.3 腐殖质

对三口窖池不同部位窖泥腐殖质含量的测定结果见图3。由图3可知，腐殖质含量在10%～13%左右，并随着窖泥部位的下降大体呈减少趋势。但趋势不明显，部分窖池下部窖泥中腐殖质含量反而高于中部窖泥，这与传统生产工艺中腐殖质含量的变化趋势相同[19]，都不具有明显的变化趋势。腐殖质的这种不规律分布情况可能与发酵过程中水的流动、不同层糟醅的性质不同以及养窖、护窖的操作方式的不同有关，在后续机械化生产时应该予以监控以确保窖泥微生态的保持。

图3 三口窖池不同部位窖泥间的腐殖质含量Fig.3 Humus content of pit muds at different locations of pit mud in three pits

2.4 氨基酸态氮含量

对三口窖池不同部位窖泥的氨基酸态氮含量测定结果见图4。

图4 三口窖池不同部位窖泥间的氨基酸态氮含量Fig.4 Amino nitrogen of pit muds at different locations of pit mud in three pits

由图4可知，氨基酸态氮在不同部位窖泥中有着较为明显的分布规律，随着窖泥部位的降低呈下降趋势，这与传统生产工艺窖泥中分布情况存在一定的差异[20-21]。机械化生产工艺窖泥的氨基酸态氮含量分布在100～200 mg/100 g（图4），与传统生产工艺窖泥的100～700 mg/100 g相比含量偏低[17]。两种工艺下氨基酸态氮含量的不同，可能与生产工艺中黄水的抽取方式、双轮底工艺的采用与否、养护窖的方式及时间等原因有关，还可能与窖泥的使用时间有关，后续将对不同窖龄的机械化工艺的窖泥进行进一步的研究。

2.5 总氮含量

对三口窖池不同部位窖泥总氮含量的测定结果见图5。由图5可知，三口窖池不同部位窖泥中总氮含量具有相同的分布趋势，中部窖泥含量最高，其次是下部窖泥，最低是上部窖泥，含量分布在0.6%～1.2%左右。

图5 三口窖池不同部位窖泥间的总氮含量Fig.5 Total nitrogen content of pit muds at different locations of pit mud in three pits

研究发现，在机械化工艺中不同部位窖泥总氮含量并没有像传统生产工艺窖泥一样，随着窖泥部位下降呈现递增的趋势[17]，而是呈中部窖泥含量最高，下部窖泥总氮含量高于上部窖泥。这种差异产生原因可能与黄水的抽取方式有关，传统工艺的打黄水坑舀黄水，黄水在窖底停留时间更长，黄水坑位置更大，氮元素的沉积也会增多；而机械化工艺采用的预埋水管通过水泵进行抽黄水，黄水停留时间短，相比氮元素沉积较少，同时抽黄水速度更快，底部窖泥中氮元素也流失更快。鉴于此，在后续机械化工艺生产中养窖、护窖时应该着重注意对窖底进行营养物质补充，做好养窖、护窖工作，确保窖池的正常运行。

2.6 有效磷含量

对三口窖池不同部位窖泥有效磷含量的测定结果见图6。由图6可知，三口窖池不同部位窖泥中有效磷含量具有相同的变化趋势，下部窖泥有效磷含量高于中部窖泥，中部窖泥有效磷含量高于上部，随着窖泥部位的下降呈现逐步上升的趋势[23]，有效磷含量在200～400 mg/100 g。

研究结果表明，机械化生产工艺中窖泥有效磷含量的分布规律与传统工艺窖泥的分布规律基本一致，因此机械化生产工艺对有效磷的含量并无太大影响。但是机械化生产窖泥中有效磷的含量相对于传统工艺窖泥的400～1 400 mg/100 g有所偏低[17]，这可能是因为取样的窖池属于新建窖池，窖泥还未完全老熟，窖泥的品质无法与传统生产工艺中的老窖泥相比，后续研究中将会对完全老熟的机械化工艺窖池的窖泥进行进一步分析。

图6 三口窖池不同部位窖泥间的有效磷含量Fig.6 Available phosphorus content of pit muds at different locations of pit mud in three pits

2.7 讨论

研究发现，机械化生产工艺窖泥有效磷、腐殖质含量的分布情况与传统工艺生产下的分布情况基本相近，而水分含量、pH值、氨基酸态氮含量以及总氮含量的检测结果则与传统工艺有所差异。认为造成机械化生产工艺窖泥水分含量、pH值、氨基酸态氮含量以及总氮含量与传统生产工艺窖泥出现差别的主要原因如下：由于机械化生产采用不锈钢盖进行封窖，在发酵过程中因为糟醅下沉使顶部产生负压，导致部分水汽上升，窖内整个水循环受到影响，后续生产过程中应该注重对下部窖泥水分的养护；机械化生产工艺中抽黄水、配料、蒸粮、摊晾、加水等环节都是机械完成，无法真正做好糟醅酸度的调节，在后续生产过程中应该注意在蒸粮时加长大火冲酸的时间，配料时注意糟醅酸度的调节等方面，以避免酸度长期过高对窖泥中的微生物菌群造成影响通过几组理化指标的检测分析；由于机械化生产窖池一般都是人工老熟窖泥制作的，一般只有5～7年，窖龄还比较短，还未彻底完成向老窖泥的转换，部分指标不稳定，不能形成如老窖泥一样稳定的分布规律，同时某些理化指标在短时间内含量无法达到老窖泥的标准，需要在后续生产过程中加以监测，以防对窖泥的老熟及品质造成影响。

3 结论

本试验研究发现，机械化生产工艺窖泥有效磷、腐殖质含量的分布情况与传统工艺生产下的分布情况基本相近，而水分含量、pH值、氨基酸态氮含量以及总氮含量与传统工艺有所差异：水分含量随着窖池部位的降低呈下降趋势，与传统生产工艺窖泥含水量的分布趋势完全相反；机械化生产工艺窖池整体呈酸性，pH值在3.5～4.0左右，相对于传统生产工艺优质窖泥呈中性存在明显的下降趋势；氨基酸态氮含量随着窖泥部位的降低呈下降趋势，与传统生产工艺窖泥的分布趋势完全相反；中部窖泥总氮含量最高，下部窖泥总氮含量高于上部窖泥，与传统生产工艺窖泥随着窖泥部位下降呈现递增的趋势不一致。

综上所述，机械化工艺的运用对窖泥的品质会产生一定的影响，机械化生产工艺的运用目前虽仍处于起始阶段，但不能放松对窖泥品质的监测，后续研究、生产过程中，将继续扩大样品量，对机械化生产工艺窖泥理化指标和微生物群落指标进行深入分析，以避免因机械化生产大规模推广应用对浓香型白酒生产的根本—窖泥造成不可挽回的破坏，同时还可以及时修正机械化生产工艺的参数，以更好的促进白酒生产机械化的改革。