不同处理对浓香型白酒窖外发酵糟醅香气成分和理化的影响研究

王 媚，邱树毅，黄 婷，黄 河，李 征，冯学愚，赵金松，*

（1.四川省酒业集团有限责任公司，四川 成都 611230；2.贵州大学 酿酒与食品工程学院，贵州 贵阳 550025；3.四川轻化工大学 生物工程学院，四川 宜宾 644000；4.成都师范学院 化学与生命科学学院，四川 成都 611130）

浓香型白酒在中国白酒市场具有较高占有率[1-2]，但其以泥窖为发酵容器，自然接种（多数为未培养微生物[3]）的多菌种的密闭固态发酵[4]，为发酵的标准化、机械化带来了很大的困难，实现发酵糟醅的窖外发酵是解决该问题的关键。“千年老窖万年糟，酒好还需窖池老”的传统经验表明，糟醅和窖池在浓香型白酒酿造过程中起着至关重要的作用。此外，浓香型白酒续糟发酵工艺，糟醅经过长时间的循环发酵，累积了大量的风味成分，浓香型白酒“窖香浓郁，绵甜甘冽，香味协调，尾净余长”的风味成分由糟醅经蒸馏直接带入酒，因此糟醅对白酒酒质具有重要的贡献[5]。

在糟醅香气成分研究中，舒代兰等[6]跟踪调查了浓香型白酒发酵过程中发酵糟醅香气成分的变化，发现糟醅中乙酸、丁酸、己酸和乳酸变化趋势与对应的乙酯的生成趋势大体一致。胡沂淮等[7]分析双轮底糟醅香气成分，鉴定出19种主要香味物质，其中10种属于酯类化合物，占总数的52.6%。应静等[8]研究了温度对实验室窖外发酵出坛糟醅挥发性风味物质的影响，发现高、中、低温发酵出坛糟醅中的高级醇含量分别为7.74 mg/100 g、7.42 mg/100 g、9.72 mg/100 g。中、低温发酵糟醅中未检测出糠醛，高温发酵糟醅中糠醛含量为1.90 mg/100 g，中温发酵糟醅与对照窖池出池糟醅风味组分构成更为接近。雷学俊等[9]研究多粮浓香白酒糟醅中香气成分的空间分布规律表明，酯类和酸类是糟醅的主要香气成分，其含量的分布规律为下层＞中层≥上层，同层糟醅距离窖壁越近含量越高且呈扩散递减趋势，窖边糟（0 cm）的酸类和酯类化合物含量最高分别为899.57 μg/g和2 792.91 μg/g。醇类、芳香族、醛酮类成分的总含量并未呈现显著的空间异质性，部分物质（如正己醇、正丁醇、正戊醇、邻甲酚、对甲酚、苯酚）表现为下层＞中层≥上层，同层糟醅中0 cm处含量最高。窖边糟醅中较高含量物质包括己酸、丁酸、己酸乙酯、丁酸乙酯、己酸己酯和己酸丁酯等。以往研究中，未见不同处理对窖外发酵糟醅香气成分的影响研究。

窖泥和黄水中含有丰富的功能性微生物和醇、酸、酯等风味成分[10-14]，本实验对入窖糟醅进行4种不同处理后进行发酵，初步探讨黄水、窖泥中的化学成分和微生物对发酵糟醅香味和理化指标的影响，以期为糟醅窖外发酵的进一步研究与实现提供基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

白酒多组分标样（色谱纯）：郑州谱析科技有限公司；入窖糟醅（已添加20%的曲粉）：取自四川省宜宾市某知名多粮浓香型白酒企业；黄水为同一企业同一入窖糟醅上一轮发酵的黄水；窖泥为同一企业同一入窖糟窖池同一位置的窖泥。

1.2 仪器与设备

7890气相色谱仪（gas chromatography，GC）、7697A顶空进样器：安捷伦科技（中国）有限公司；AR2130电子分析天平：赛多利斯（上海）贸易有限公司；LDZX-75KBS高温压力蒸汽灭菌锅：上海申安医疗器械厂；1 L玻璃坛：四川省泸县海罗玻璃厂。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

准确称取0.833 kg入窖糟醅（已添加20%的曲粉），装入1 L已灭菌的玻璃坛，对入窖糟醅进行不同处理：

（1）入窖糟醅直接发酵：用筷子在玻璃坛糟醅上面均匀的插10个洞，依次用灭菌的窖皮泥、坛盖、保鲜膜封口，在室温条件下发酵60 d。

（2）入窖糟醅＋黄水发酵：用筷子在玻璃坛中的糟醅上面均匀的插10个洞，用灭菌的量筒量取30 mL黄水于装有20 mL无菌水的三角瓶中摇匀，然后均匀的倒入10个洞，依次用灭菌的窖皮泥、坛盖、保鲜膜封口，在室温条件下发酵60 d。

（3）入窖糟醅＋窖泥发酵：用筷子在玻璃坛糟醅上面均匀的插10个洞，同时装入半径为3 cm，厚度为3 cm的窖泥，依次用灭菌的窖皮泥、坛盖、保鲜膜封口，在室温条件下发酵60 d。

（4）入窖糟醅＋（窖泥＋黄水）（灭菌）发酵：用筷子在玻璃坛中的糟醅上面均匀的插10个洞，用灭菌的量筒量取30 mL灭菌黄水于装有20 mL无菌水的三角瓶中摇匀，然后全部均匀的倒入10个洞，同时装入半径为3 cm、厚度为3 cm的灭菌的窖泥，最后依次用灭菌的窖皮泥、坛盖、保鲜膜封口，在室温条件下发酵60 d。

所有不同处理均进行3组重复试验。

1.3.2 测定方法

（1）发酵糟醅香气成分检测

发酵结束后，剥去玻璃坛封口的材料，在无菌条件下混匀糟醅，分别取发酵糟醅进行检测。

酸类物质的检测：在无菌条件下取发酵后混匀的糟醅40 g，加入100 mL无菌水，过夜。6 000 r/min离心10 min，用0.45 μm细菌滤膜过滤后进行GC检测。

其他香味成分检测：在无菌条件下取发酵后混匀的糟醅2 g放入顶空瓶，再加入8 mL无菌水，顶空进样后进行GC检测。

色谱条件：Lzp-930白酒专用毛细管柱（30 m×0.32 mm×0.5 μm）；程序升温条件为柱温50 ℃保持3 min，以3.5 ℃/min升温至150 ℃保持1 min，以10 ℃/min 升温至200 ℃保持30 min；进样口温度220 ℃，进样量0.4 μL，分流比3∶1。

不同处理糟醅的3个重复均单独取样检测，取平均值。

（2）糟醅理化指标检测

水分含量的测定采用烘干法[15]；酒精度的测定采用蒸馏法结合酒精计法[15]；酸度的测定采用酸碱中和滴定法[15]；还原糖含量测定采用斐林试剂法[16]；淀粉含量测定采用酸水解结合斐林试剂法[16]。

2 结果与分析

2.1 不同处理对糟醅香气成分的影响

酯类成分是浓香型白酒发酵糟醅中主要的微量香气成分[17-18]。由表1可知，4种不同处理糟醅中酯类物质的种类和含量都存在一定差异，入窖糟发酵糟醅的酯类为13种，其他3种糟醅为14种。入窖糟醅＋黄水发酵糟醅中乙酸乙酯、乙酸丙酯、辛酸乙酯含量分别为其他3种发酵糟醅的2～3倍、2～6倍、2～3倍，说明黄水对乙酸乙酯、乙酸丙酯、辛酸乙酯的生成有促进作用；入窖糟醅＋黄水发酵糟醅中检测出戊酸乙酯，其他3种处理均未检测出该物质，说明黄水对戊酸乙酯的生成有明显促进作用；入窖糟醅＋窖泥发酵糟醅中庚酸乙酯为其他3种发酵糟醅的2～4倍，表明窖泥能促进庚酸乙酯的生成。

表1 不同处理发酵糟醅挥发性风味物质的比较Table 1 Comparison of volatile flavor compounds in fermented Zaopei with different treatments

醇类物质是由葡萄糖和氨基酸降解产生，是酯类的前驱物质[19-20]。由表1可知，入窖糟醅和入窖糟醅＋黄水发酵糟醅可检测出8种醇类，入窖糟醅＋窖泥发酵糟醅和入窖糟醅＋（窖泥＋黄水）（灭菌）发酵糟醅可以检测到9种醇类。4种发酵糟醅中醇类物质大多数含量较相近，入窖糟醅＋黄水发酵糟醅中正丙醇、异丁醇含量为其他3种发酵糟醅的2～7倍、2～3倍，表明黄水有利于正丙醇和异丁醇的生成；入窖糟醅＋（窖泥＋黄水）（灭菌）的发酵糟醅中正丁醇含量为其他3种发酵糟醅的2～3倍，表明黄水和窖泥微生物能促进正丁醇的生成；入窖糟醅＋（窖泥＋黄水）（灭菌）的发酵糟醅中乙醇含量最低，说明黄水和窖泥化学成分对乙醇的生成有较大抑制作用；入窖糟发酵糟醅中未检测出仲丁醇，表明入窖糟醅直接发酵不利于仲丁醇的生成。

酸类化合物作为酒体风味物质外，还是白酒中酯类生物合成的重要前体物质[21-22]。入窖糟发酵糟醅的检测出酯类为6种，其他3种发酵糟醅为7种。入窖糟醅＋（窖泥＋黄水）（灭菌）发酵糟醅中检测的异戊酸、辛酸含量分别为其他3种发酵糟醅的1～2倍、1～2倍，表明黄水和窖泥化学成分能促进异戊酸和辛酸的生成；入窖糟醅＋黄水发酵糟醅中检测出的丁酸和己酸含量最低，表明黄水对丁酸和己酸的生成有抑制作用。

白酒中芳香族成分赋予了酒体优雅醇厚的风味特征[23-24]。由表1可知，入窖糟醅＋黄水发酵糟醅检测出其他类物质6种，其他3种处理发酵糟醅检测出5种。仅有入窖糟醅＋黄水发酵糟醅中检测出双乙酰的含量，说明黄水中的微生物和化学成分可能促进双乙酰的生成。

醛酮类化合物对浓香型酒的香气有一定的作用，但含量过高易造成酒体出现苦味[25]。由表1可知，入窖糟醅＋（窖泥＋黄水）（灭菌）发酵糟醅中检测的糠醛含量是其他3种发酵糟醅的2～4倍，表明黄水和窖泥中化学物质能促进糠醛的生成；入窖糟醅＋黄水发酵糟醅中检测的乙缩醛最低，表明黄水中的微生物和化学物质抑制乙缩醛的生成。

进一步由香气成分聚类分析热图（图1）可知，不同处理糟醅，除入窖糟醅＋黄水发酵糟醅外，其他3种发酵糟醅化合物信息表达相近，且与入窖糟醅＋黄水发酵糟醅香气成分之间存在互补。在化合物聚类上，总体可分为两类，第1类为醇类和酯类，第2类为酸类和其他物质类。

图1 不同处理发酵糟醅香气成分的聚类分析热图Fig.1 Cluster analysis heat map of aroma components in fermented Zaopei with different treatments

2.2 不同处理对发酵糟醅部分理化指标的影响

由表2可知，与入窖糟醅相比，3种不同处理方式的发酵糟醅水分和酸度都较高，其中入窖糟醅＋黄水的发酵糟醅水分含量最高，达到58.8%，酸度达到2.98 mmol/10 g，这可能与初始黄水渗透到糟醅以及黄水本身相关物质含量有关。4种不同处理糟醅中，入窖糟醅＋黄水和入窖糟醅＋窖泥发酵糟醅中淀粉含量较低，分别为8.95%、9.85%，可能与窖泥和黄水中丰富微生物相关。4种不同处理糟醅中还原糖含量差异较小，在0.98%～1.35%之间。入窖糟醅＋（窖泥＋黄水）（灭菌）发酵糟醅酒精度低于其他3种处理糟醅，最低达到2.9%vol。结果表明，添加黄水、窖泥更有利于糟醅发酵，可能与黄水、窖泥中含有丰富的微生物和化学物质有关。

表2 不同处理对发酵糟醅部分理化指标的影响Table 2 Effect of different treatments on some physical and chemical indicator of fermented Zaopei

3 结论

窖泥和黄水的微生物和化学成分对窖外发酵糟醅香味成分的种类和含量都有影响。4种不同处理发酵糟醅中，入窖糟发酵糟醅检测的香味成分种类为32种，其余发酵糟醅可检测香味成分为35种。与入窖糟发酵糟醅比较，添加窖泥的发酵糟醅中酯类、酸类物质含量较高；添加黄水的发酵糟醅中大多数酯类物质和醇类物质含量较高，而酸类物质含量较低；而添加（窖泥＋黄水）（灭菌）发酵糟醅中大酸类物质和其他类物质含量较高。

窖泥对糟醅中的己酸丁酯、辛酸、仲丁醇含量有明显的促进作用，黄水对糟醅中的戊酸乙酯、乙酸丙酯、辛酸乙酯、辛酸、仲丁醇、正丙醇、异丁醇、双乙酰有明显的促进作用，而对苯甲酸乙酯、β-苯乙醇含量的生成有一定抑制作用。

不同处理方式对糟醅理化指标中酸度、还原糖、酒精度含量影响较小，添加黄水的发酵糟醅水分含量明显高于其他3种糟醅，达到58.8%，而淀粉明显低于其他3种糟醅，含量仅为8.95%。

总之，玻璃坛发酵糟醅中添加窖泥、黄水或（窖泥＋黄水）（灭菌）都能使糟醅中的物质种类和含量增加。因此，在窖外发酵过程中应该考虑窖泥、黄水的添加，可以通过中试试验进一步验证黄水和窖泥对发酵糟醅及酒质的影响。