不同年份窖泥理化指标的对比研究

郭 杰，徐姿静，彭 奎，唐清兰，刘 念，刘孟华，李 觅，常少健，赵晨婕，王超凯

窖泥在浓香型白酒酿造过程中扮演了重要的角色，是酿酒微生物栖息及生长繁殖的重要载体[1]。在酿酒过程中窖泥不断与酿酒原料进行物质能量交换，随着时间的推移，不同年份窖泥在理化指标如氨态氮、有效磷、速效钾以及矿质元素等方面呈现出一定的差异性[2-3]，为研究窖泥年份、老熟程度，评价窖泥质量提供了参考[4]。但对于窖泥颗粒特性及水分保持特性研究较少。

本研究以不同年份窖泥为研究对象，通过对比pH 值、水分等常规理化指标，结合窖泥颗粒特性及水分保持特性，进一步研究窖泥随时间变化呈现出的差异性，为指导人工窖泥培养，完善窖泥评价方法增加理论依据[5]。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

酒样：采样具体方法见1.2.1。

试剂及耗材：氢氧化钠，分析纯，成都科龙试剂厂。蒸馏水，由实验室提供。

仪器设备：pH 计，上海雷磁；甲种土壤比重计、实验筛、液塑限测定仪，沧州路仪试验仪器有限公司；干燥箱，上海一恒。其他实验仪器：烧杯、量筒、温度计等。

1.2 实验方法

1.2.1 样品采集

窖泥样品取自四川某名酒厂，窖泥年份分别为1 年、10 年、25 年、50 年，每个年份的窖泥取自两口不同窖池。5 点法取样，取样点为窖池四壁、窖底对角线中心，同一口窖池的样品混合。

1.2.2 窖泥pH值测定

测定方法参照《酿酒分析与检测》[6]。

1.2.3 窖泥水分测定

测定方法参照《酿酒分析与检测》。

1.2.4 窖泥干燥曲线测定[7-8]

将风干窖泥过筛去除糠壳，再将风干窖泥加蒸馏水至饱和状态（液限）。将水饱和状态下的窖泥放入烘箱105 ℃下烘制恒重，期间每隔一定时间将窖泥样品取出称重，记录失水率与时间并绘制窖泥的干燥曲线。

1.2.5 窖泥粒径分析[9]

（1）窖泥悬浊液制备。取风干窖泥过筛0.075 mm，测定含水率，根据含水率称取窖泥使绝干窖泥为30 g；加入200 mL 蒸馏水浸泡12 h；根据窖泥pH 值加入分散剂，本实验用分散剂为0.5M NaOH 20 mL。将窖泥悬浊液煮沸40 min，将悬浊液冷却至室温，全部转移至1000 mL量筒中，定容至刻度。

（2）测定。用搅拌器在量筒内沿整个悬液深度上下搅拌l min，往返约30次，使悬液均匀分布。取出搅拌器，同时开动秒表。测记0.5 min、1 min、5 min、15 min、30 min、60 min、120 min、240 min及1440 min的密度计读数。每次读数前10～20 s 将密度计小心放入量筒至约接近估计读数的深度。每次读数后均须测记悬液温度，准确至0.5 ℃。

（3）计算。根据密度计读数及以下公式计算小于某粒径颗粒所占百分比，绘制不同年份窖泥颗粒粒径分布曲线。

式中：K——粒径计算系数；

L——土粒有效沉降距离；

t——土粒沉降时间。

式中：L——土粒有效沉降距离；

L0——密度计浮泡中心至最低分度值距离；

L1——最低刻度值至玻璃杆各分度的距离；

V——密度计浮泡体积；

A——1000 mL量筒面积。

2 结果与分析

2.1 不同年份窖泥pH值对比

不同年份窖泥的pH 值测定结果如图1 所示。年份为1年的窖泥pH值最低为3.92，显著低于其他3个年份窖泥pH值（p＜0.05）。年份为10年的窖泥pH 值最高为4.79，年份25 年、50 年的窖泥pH 值分别为4.48 和4.32，随着年份的增长，窖泥pH 值有小幅度的降低，但不显著。总体上看，新窖泥pH 值较低，随着时间推移，窖泥逐渐成熟，窖泥pH 值有一定幅度上升，到一定时期趋于稳定。

图1 不同年份窖泥pH值对比

2.2 不同年份窖泥含水量对比

不同年份窖泥含水量测定结果如图2 所示。随着窖泥年份增加，窖泥的含水量呈现出上升的趋势：年份为1 年的窖泥含水量为44.52%，与年份为10 年的窖泥含水量45.07 %差异不显著。年份为25 年和50 年的窖泥含水量分别为52.49 %和58.89%，水分含量显著上升。

图2 不同年份窖泥含水量对比

2.3 不同年份窖泥干燥曲线

不同年份窖泥的保水性通过干燥曲线来判断，曲线斜率表示单位时间内窖泥的失水率，斜率越大表明保水性越差，反之则表明保水性越好。不同年份窖泥干燥曲线如图3 所示，曲线斜率随窖泥年份增加而呈现出下降趋势，说明窖泥年份越长，其保水性越好。与2.2 实验结果相互印证，其保水性越好，在相同的工艺操作中，窖泥的水分含量越高。

图3 不同年份窖泥水分干燥曲线

2.4 不同年份窖泥粒径分布

本实验主要对比了不同年份窖泥细粒（0.075 mm）的含量，不同窖泥粒径分布如图4 所示。年份为1年的窖泥粒径分布曲线与年份为10 年、25 年、50年的窖泥粒径分布曲线差异较大，可以完全分开，而10 年、25 年、50 年窖泥粒径分布曲线有一定的交叉或重合。表明其1 年窖泥的颗粒组成与其他3个年份窖泥的颗粒组成差异较大。具体粒径范围及占比如表1 所示。1 年的窖泥较大的颗粒（0.05～0.075 mm）的颗粒较多，约占40 %，其他3个年份的窖泥大颗粒仅占15%左右。从较小颗粒（＜0.002 mm）占比来看，随着窖泥年份增加，小颗粒占比呈增加趋势。

表1 不同年份窖泥各粒径范围所占比例

图4 不同年份窖泥粒径分布

3 结论与讨论

以四川某名酒厂不同年份窖泥为研究对象，对比了不同年份窖泥pH 值、水分、保水性、颗粒组成。不同年份的窖泥pH 值呈现出先上升后稳定的趋势，其原因可能是新窖泥在制作过程中原料呈酸性，且带入了较多好氧微生物，其生长代谢迅速，产生的有机酸降低了窖泥pH 值[10-11]。但随着生产的进行，窖泥趋于成熟，厌氧微生物逐渐占据主导地位，代谢产生了碱性物质如铵根离子等提高了窖泥pH 值[12]，同时酯化反应消耗了部分有机酸[13]。水分呈现出上升趋势，窖泥中的水分含量、保水性与窖泥的颗粒大小有一定关系。小颗粒占比越高，窖泥的水分含量及保水性越好。窖泥中小颗粒的多少一方面与原料土的性质有关，另一方面可能与酿造过程中积累物质成分有关[14]。本实验中，随着窖泥年份的增加，成熟窖泥和新窖泥在颗粒组成上呈现出一定的规律性变化，该变化规律还需进通过一步扩大样品量、扩大取样范围，大数据对比进行验证。