酱香型白酒糙沙轮次成熟糖化堆的剖析

路 虎，张 飞，罗 刚，肖华平，程平言，杨刚仁

(贵州茅台酒厂（集团）习酒有限责任公司，贵州习水 564622)

酱香型白酒生产工艺复杂，可概括为“12987”工艺，即以一年为一个生产周期，两次投粮，九次蒸煮，八次发酵，七次取酒。工艺特点为“三高三长”，即高温制曲、高温堆积发酵、高温馏酒，生产周期长、大曲贮存时间长、基酒储存时间长。其中，高温堆积发酵是酱香型白酒生产工艺中最独特之处，能网罗和富集周围环境中微生物，并产生大量代谢风味物质[1-2]，赋予酱香酒独特风格特征。

一直以来，酱香型白酒堆积发酵工艺是众多专家和学者的重点研究领域，其中周恒刚和杨漫江等的研究发现[3-4]，酒醅不堆积直接入窖会导致不产酒或产酒质量差等情况，表明堆积发酵是酱香型白酒生产中不可缺少的重要环节。唐玉明等[5]对酱香型白酒第4 轮次酒堆积发酵过程中温度和微生物区系进行测定，揭示了堆积环节温度和微生物变化规律。

酱香型白酒生产周期长，各轮次糖化堆入窖状态差异大，习酒公司酱香生产一般通过刀切式下窖，使窖内糟醅达到一种均匀状态，有利于产酒均衡。糙沙轮次糟醅疏散，发酵充分，一般均为原堆发酵，本试验通过对糙沙轮次成熟糖化堆进行剖析，分析不同部位理化指标、微生物种类和数量分布等，以期对成熟糖化堆有更为深入的了解。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

1.1.1 材料

样品：糙沙轮次达到入窖条件的糖化堆，即成熟的糖化堆。

1.1.2 试剂与仪器

试剂：营养琼脂、孟加拉红培养基均为生化试剂，北京奥博星生物有限公司；乙醛、丙醇、糠醛、乙酸乙酯、乙酸、丁酸等色谱分析用标准品均为色谱纯，天津市津科精细化工研究所；其他试剂均为国产分析纯。

仪器：6890N 型气相色谱仪，美国Agilent 公司；YXQ-LS-100SⅡ型立式压力灭菌锅，上海博讯实业有限公司；SW-CJ-2F 型超净工作台，苏州净化设备有限公司；LRH-250 型生化培养箱，上海一恒科技有限公司。1.2 试验方法

1.2.1 温度测量方式和酒醅样品采集

温度测量方式：成熟糖化堆入窖一半时，在堆子竖切面用探针食品温度计从堆底中心位置，在半个堆面范围，由内向外呈辐射状，每隔10 cm 测量，温度测量位置如图1所示。

图1 温度测量位置示意图

酒醅样品取样：按照堆底（高度约10 cm）水平方向，在中心、距离堆底中心1.5 m 深度、堆底表层（深度约10 cm）；堆中（高度约1 m）水平方向，在中心、距堆中心1 m 深度、堆中表层（深度约10 cm）、堆中表面结块处；堆顶（深度约10 cm），共8 个位置取样，每个样品为绕堆子1 周取3 个样品的综合样，取样位置见图2。

图2 酒醅样品取样位置示意图

1.2.2 可培养微生物检测

采用稀释涂布法检测可培养微生物。细菌检测培养基：营养琼脂；酵母菌和霉菌检测培养基：孟加拉红培养基。

1.2.3 理化指标检测

糟醅水分、酸度、还原糖含量检测参照文献进行[6]。

1.2.4 气相色谱分析

Agilent 6890N 气相色谱仪，带7683B 自动进样器，配FID检测器。色谱条件：色谱柱：CP97723 CPWAX 57CB毛细管柱（50 m×0.25 mm×0.20 μm）；进样口温度230 ℃，载气为氮气、空气和氢气，分流比40∶1；升温程序：起始40 ℃，保持3 min，以2 ℃/min升温至80 ℃，不保持；再以7.5 ℃/min 升温至215 ℃，保持24 min。

2 结果与分析

2.1 糖化堆温度分布（图3、图4）

图3 糙沙成熟糖化堆纵切面温度分布示意图

图4 糙沙成熟糖化堆横切面温度分布示意图

通过对堆子不同位置温度测量发现，成熟糖化堆整体温度分布为：除开堆子表层结块处，以堆子底部中间为球心，向四周辐射，温度呈递增关系。堆子底部接触地面温度最低，高度约10 cm 的糟醅温度全部在30 ℃以下，堆子高10～110 cm 处温度在30～35 ℃，堆子高110～150 cm 处温度在35～40 ℃，堆子高150 cm 以上温度在40 ℃以上，除了堆子表面结块层温度较低，在35 ℃左右。

通过计算不同温度区间糟醅体积，进而算出不同温度区间糟醅在整个糖化堆中的占比，具体结果见表1。从表1 可以看出，堆表结块层糟醅体积最小，仅占糖化堆总体积约1.3 %，温度在30 ℃以下糟醅体积占比也较小，约4.2 %，温度在30～35 ℃糟醅体积占比最大，达55.6%，温度在35～40 ℃和40 ℃以上糟醅体积占比较为接近，分别为22.2 %和16.7%。2.2 糟醅理化数据分析

表1 不同温度区间糟醅体积占整体糖化堆比例

从表2 可以看出，整体糖化堆水分分布规律为离堆子表面越近，水分越小，离堆子内部越近，水分越大，与完堆后，表层水分更容易挥发有关。酸度分布规律为堆底中心处酸度最高，以此为中心向四周辐射而降低，此数据表明酸度与堆积时间呈正相关关系，堆积时间越长，酸度越大。堆底中心延堆表方向，还原糖逐渐增加，可能与好氧菌糖化酶较多有关，堆中分布规律不明显，堆表结块层较低，可能原因是糖化效果好，同时微生物代谢活动丰富，消耗了较多的还原糖。

表2 糙沙成熟糖化堆不同部位糟醅理化数据分析

2.3 微生物种类和数量分析

从表3 可知，各类微生物数量在糖化堆不同部位差异显著，尤其是细菌和酵母。细菌在糖化堆的分布情况为堆子底层数量最低，堆子外层高于堆子内层，堆底层外侧高于中心约4 倍，堆中层外侧高于中心约6倍，堆表层高于中心层约1个数量级；酵母在糖化堆的分布情况与细菌类似，不过堆子内外层数量差异较细菌悬殊更大，堆子外层高于中心层约1 个数量级，堆表层高于中心层约2个数量级，这与堆表层糟醅疏松，溶氧丰富，酵母数量得到大量繁殖有关。霉菌数量在糖化堆整体较少，仅在外层能分离出，其他部位基本分离不出。

表3 糙沙成熟糖化堆不同部位微生物种类和数量分析 (cfu/g)

2.4 糟醅理化色谱数据分析

通过对糖化堆不同部位糟醅进行理化色谱数据分析，从表4 可以看出，酯类、乙醛、糠醛、醋酉翁、苯乙醇等醛酮类香气成分，堆子外层，尤其是堆表结块层下面温度最高区域，显著高于堆子内层，一般认为乙醛、醋酉翁、苯乙醇等对酱香酒风格形成有重要贡献。酸类、醇类等物质堆子内层显著高于外层，这是因为堆子内部细菌数量较多，溶氧低，从而代谢产酸较多，并且与酸度理化数据相吻合。

表4 糙沙成熟糖化堆不同部位糟醅理化色谱数据分析 (mg/kg糟醅)

2.5 不同部位糟醅温度和感官分析

通过对比分析糟醅温度和感官分析，堆子内部和底部糟醅温度较低，酸度较大，闻香有酸刺激感，放香较沉闷，无令人愉悦的香气，堆子中层外侧及堆顶处糟醅温度较高，具有果香、焦香等，闻香令人愉悦。同样是堆子外侧层，堆积时间相同，堆底和堆中、堆顶的温度相差可达20 ℃左右，且堆底糟醅香气远不如堆中和堆顶，而堆底糟醅微生物数量甚至高于堆中，推测这种现象是由美拉德反应程度的不同导致的，因为美拉德反应在温度较高的情况下，产生了更多的焦香化合物。根据糟醅实际情况来看，糟醅从底部外侧向上方向，当外层温度逐渐升温达到40 ℃以上时，糟醅才明显开始有令人愉悦的果香等，推测糖化堆积时，可能当温度达到40 ℃以上时，美拉德反应程度较为剧烈，能产生更多令人愉悦的醛酮类等物质，并且这与理化色谱数据相吻合。

表5 糙沙成熟糖化堆不同部位糟醅温度和感官分析

3 结论

3.1 通过对糙沙成熟糖化堆的剖析发现，不同部位各项数据差异较大。糖化堆温度分布方面，除堆表结块层外，以堆子底部中间为球心，向四周辐射，温度呈递增关系。糖化堆整体划分为5 个区域：30 ℃以下、30～35 ℃、35～40 ℃、40 ℃以上和堆表结块层，其中堆表结块层糟醅体积最小，温度在35 ℃以下糟醅体积占整个糖化堆比例达六成左右。

3.2 理化数据方面，整体糖化堆水分和酸度分布规律较为相似，离堆子表面越近，水分和酸度越小，离堆子内部越近，水分和酸度越大。还原糖是堆底中心延堆表方向，逐渐增加，堆表结块层较低，与堆表微生物代谢活动丰富而消耗了较多的还原糖有关。

3.3 微生物种类和数量方面，细菌和酵母在糖化堆不同部位差异显著，霉菌数量均较少，有时难以检出。细菌和酵母数量分别在堆子外层相较堆子中心高4～10 倍，堆表结块层较堆子中心处，细菌可高约1 个数量级，酵母可高约2个数量级，这与堆表层糟醅疏松，溶氧丰富，微生物数量得到大量繁殖有关。

3.4 香气成分方面，醛酮类、苯乙醇等香气成分，堆子外层显著高于堆子内层，酸类、醇类等物质堆子内层显著高于外层，这与堆子内部溶氧低，代谢产酸较多有关。

3.5 糟醅温度和感官方面，堆子内部和底部糟醅温度较低，闻香有酸刺激，放香较沉闷，无令人愉悦的香气，堆子中层外侧及堆顶处糟醅温度较高，具有果香、焦香等，闻香愉悦。同时，堆积时间相同的情况下，堆底和堆中、堆顶温度相差可达20 ℃左右，这可能是导致香气差异的主要原因。根据糟醅实际情况推测当堆积温度在40 ℃以上时，美拉德反应较为剧烈，能产生较多令人愉悦的醛酮类等物质。

总之，糙沙成熟糖化堆不同部位糟醅在温度、理化数据、微生物种类和数量、香气成分、感官质量方面悬殊较大，因此糖化堆下窖时，需要刀切式入窖，使得堆子上中下各部位糟醅充分混合，有利于窖内发酵均衡。