黄水提前移除对固态发酵浓香型原酒质量与出酒率的影响

杨志龙 邓嘉伟 余有贵 陈雪鹏 熊 翔 万 勇

(1. 邵阳学院食品与化学工程学院，湖南 邵阳 422000；2. 生态酿酒技术与应用湖南省重点实验室，湖南 邵阳 422000；3. 湖南湘窖酒业有限公司，湖南 邵阳 422000)

中国白酒是世界上六大蒸馏酒之一，以其独特的生产工艺和风格特征享誉全球，按香型可分为12种，其中浓香型白酒约占市场销量的70%[1-3]。中国经济发展进入新时代，白酒由高速增长阶段转向高质量发展阶段，因此依靠技术进步不断提高优质酒率成为行业的首选[4-7]。黄水是固态法白酒生产的副产物，为发酵期间逐渐渗于发酵容器底部的棕黄色液体[8]，每年产量约6 500多万t[9]，含有丰富的微生物源、营养源和香味源等有机质[10-12]，其资源化再利用可提高酒质、用作基质、制备防腐剂和开发新产品等[13-15]。黄水在发酵过程中充当物质转化和能量传递的介质[9]，因为黄水的产生，导致中上部糟醅为固态发酵，而被黄水浸泡的中下部糟醅为固液发酵，引起窖内上中下糟醅发酵环境不一使微生物生长、代谢速率和代谢产物出现差异。固态法白酒取黄水的传统操作法为入窖酒糟发酵一个周期后，开窖取醅至中下部出现黄水时，在酒醅中间挖一个约1 m的黄水坑，通过滴窖操作取走黄水。为了提高酒质，已有关于发酵过程中添加黄水对酒质影响的报道[16]，但未见关于在发酵过程中提前移除黄水的研究报道。研究拟在酒糟入窖发酵一个周期内提前移除黄水，旨在探究黄水移除时间对浓香型酒醅发酵原酒的影响，以期为浓香型白酒生产工艺改进提供借鉴，为提高原酒优质率提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

原酒：湖南省湘窖酒业有限公司第一酿酒车间；

乙醛、仲丁醇、异丁醇、异戊醇、正丙醇、正丁醇、己酸乙酯、乳酸乙酯和乙酸乙酯：色谱级，天津迪马科技有限公司。

1.2 仪器与设备

超纯水器：GWA-UN1型，北京普析通用仪器有限责任公司；

气相色谱仪：Agilent 7890B型，安捷伦科技(中国)有限公司。

1.3 试验设计

(1) 试验分组：多粮浓香型白酒每轮次发酵周期不超过60 d，动态移除窖池中酒糟发酵产生的黄水，即分别在入窖酒糟发酵的第30，40，50，60天进行黄水抽离，其中以第60天为对照组，第30，40，50天分别为试验1组、2组、3组。试验阶段，第1轮次发酵随机安排40个正常的发酵窖池，每组10个，指定一个班组对选择的窖池连续试验4轮次。

(2) 黄水移除：在常规窖底一角挖一个坑，低于窖底预埋一个0.7 cm×0.4 cm×0.4 cm不锈钢贮水器。酒糟入窖时，将直径8 mm的不锈钢管同步预埋在窖内，不锈钢管的窖内端连接贮水器，窖外端口采用橡皮软管和钢夹密封。在试验时间段移除黄水时，采用自制专用手压泵在预埋管的窖外端口处直接抽入专用黄水箱。每一试验组在设定时间首次抽除贮水器内黄水后，让酒醅中黄水再自流至贮水器，2 d内反复抽除6次。每次取完黄水，用酒尾清洗不锈钢管的窖外端口后，用橡皮软管和钢夹密封。

(3) 试验取样：原酒样为每个窖池发酵结束后中层酒醅和下层酒醅在蒸馏时各取500 mL，混合成综合样后平分为二，分别进行感观评价和微量成分分析。

1.4 检测方法

1.4.1 感观评定 参照GB/T 12315—2008，按色、香、味、格4个方面进行感官描述，由湖南湘窖酒业有限公司9名品酒员完成。

1.4.2 原酒微量成分 依据GB/T 10345—2007，色谱条件参照陈雪鹏等[17]的方法，结果用mg/100 mL表示。

1.5 数据处理

利用SPSS 23.0软件中的one-way ANOVA和Origin 2021软件进行数据分析及作图。

2 结果与分析

2.1 对原酒乙醛含量的影响

由图1可知，优级酒和一级酒的乙醛含量变化趋势一致，各组间原酒中乙醛含量差异显著(P<0.05)，试验2组在降低原酒中乙醛含量方面具有显著优势。尹倩倩等[18]研究认为，原酒风味物质主要受发酵窖池内氧气和黄水酸度的影响。郭辉祥等[19]研究发现，发酵初期黄水生成少，酒醅处于固态发酵的含氧量相对充足，发酵中后期因黄水量的增加使酒醅相对缺氧；黄水酸度随发酵时间延长先升高后趋于平缓，发酵35～45 d时酸度最高。乙醛是由乙醇氧化、丙酮酸脱羧等途径生成，继而通过缩醛反应生成乙缩醛或与双乙酰氧化还原生成乙酸和3-羟基丁酮等途径转化。因此，第40天适时移除黄水，使酒醅含有适量的氧气和降低酒醅酸度，解除高酸对微生物的抑制作用[20]，有利于促进乙醛的继续转化，从而降低原酒的乙醛含量。王莉等[16]研究发现，黄水可促进酒醅中乙醛含量的增加；尹倩倩等[18]认为，上层原酒的醛类物质含量显著低于下层原酒(P<0.05)，与试验结论一致。

字母不同表示差异显著(P<0.05)图1 黄水移除时间对原酒乙醛含量的影响Figure 1 Effect of removal time of Huangshui fluid on the acetaldehyde content of crude Baijiu

2.2 对原酒杂醇油含量的影响

由图2可知，仲丁醇、异丁醇和异戊醇含量变化一致，为对照组>试验3组>试验1组>试验2组，各组间的优级原酒中仲丁醇、异丁醇和异戊醇含量差异均显著(P<0.05)；正丙醇和正丁醇含量变化一致，为对照组>试验3组>试验1组>试验2组，试验1组、试验2组分别与对照组之间的优级原酒中正丙醇和正丁醇含量差异显著(P<0.05)，三试验组之间的优级原酒中正丙醇和正丁醇含量差异显著(P<0.05)；杂醇油总量变化为对照组>试验3组>试验1组>试验2组，且各组间差异显著(P<0.05)，试验2组在降低优级原酒中杂醇油含量方面具有显著优势。

字母不同表示差异显著(P<0.05)图2 黄水移除时间对优级原酒杂醇油含量的影响Figure 2 Effect of removal time of Huangshui fluid on the fusel oil content of the superior crude Baijiu

由图3可知，仲丁醇、异戊醇和异丁醇含量变化一致，为对照组>试验3组>试验1组>试验2组，各组间的一级原酒中仲丁醇和异戊醇含量差异显著(P<0.05)；试验组与对照组之间一级原酒中异丁醇含量差异显著(P<0.05)；正丙醇和正丁醇含量变化一致，为对照组>试验3组>试验1组>试验2组，各组间一级原酒中正丙醇和正丁醇含量差异显著(P<0.05)；杂醇油总量变化为对照组>试验3组>试验1组>试验2组，且各组间差异显著(P<0.05)，试验2组在降低一级原酒中杂醇油含量方面具有显著优势。

字母不同表示差异显著(P<0.05)图3 黄水移除时间对一级原酒杂醇油含量的影响Figure 3 Effect of removal time of Huangshui fluid on the fusel oil content of the first-class crude Baijiu

杂醇油在酒中称为“上头”物质，主要由酵母利用糖及氨基酸合成。在正常的发酵窖池中，越靠近窖底，正丙醇和正丁醇含量越高[21]，可能主要是后期黄水酸度高和含氧量低，酒醅中酵母菌活性受抑制而自溶所致[22]。因此，第40天适时移除黄水，可以防止后期酒醅中酵母菌早衰自溶，可显著减少杂醇油中高含量组分正丙醇和正丁醇含量，从而有利于降低原酒中杂醇油含量。

2.3 对原酒三大酯含量的影响

由图4可知，己酸乙酯含量为试验2组>对照组>试验3组>试验1组，试验2组分别与试验1组、试验3组和对照组之间差异显著(P<0.05)。乳酸乙酯含量为试验1组>对照组>试验3组>试验2组。乙酸乙酯含量为试验1组>试验2组>试验3组>对照组。己酸乙酯/乳酸乙酯为试验2组>对照组>试验3组>试验1组，试验2组分别与试验1组、3组及对照组之间差异显著(P<0.05)。

字母不同表示差异显著(P<0.05)图4 黄水移除时间对优级原酒三大酯的影响Figure 4 Effect of removal time of Huangshui fluid on the three kinds of major esters of the superior crude Baijiu

由图5可知，己酸乙酯含量为试验2组>对照组>试验3组>试验1组。乳酸乙酯含量为试验3组>对照组>试验1组>试验2组，试验2组与试验3组之间差异显著(P<0.05)。乙酸乙酯含量为试验3组>试验1组>对照组>试验2组，试验3组分别与试验2组和对照组之间差异显著(P<0.05)。己酸乙酯/乳酸乙酯为试验2组>对照组>试验3组>试验1组，试验2组分别与试验1组、3组之间差异显著(P<0.05)。

字母不同表示差异显著(P<0.05)图5 黄水移除时间对一级原酒三大酯的影响Figure 5 Effect of removal time of Huangshui fluid on the three kinds of major esters of the first-class crude Baijiu

尹倩倩等[18]报道，己酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸乙酯和乳酸乙酯四大酯在上层原酒中含量显著低于下层(P<0.05)，酯类物质主要是主发酵后期在某些微生物所分泌的酯化酶作用下，酒醅中酸和醇反应生成[23]，特别是下层发酵酒醅因接近窖泥，丰富的己酸菌发酵产生更多的己酸乙酯。谢旭等[21]研究发现，酒醅的乙酸乙酯含量在窖内各层发酵酒醅中变化不大；乳酸乙酯含量在黄水浸泡层随黄水深度增加逐渐降低，黄水对乳酸乙酯具有显著的“洗脱效果”。因此，第40天适时移除黄水，既有利于己酸乙酯的生成，更有利于黄水带走乳酸乙酯，从而达到“增己降乳”的显著效果。

2.4 对原酒出酒率的影响

由图6可知，试验2组>试验3组>对照组>试验1组；试验2组与试验组1之间的出酒率差异显著(P<0.05)。提前抽黄水窖池的酒体较之正常抽黄水窖池的酒体来看，前者酒体香气纯正，味甜，酒体干净。

字母不同表示差异显著(P<0.05)图6 黄水移除时间对淀粉出酒率的影响Figure 6 Effect of removal time of Huangshui fluid on the yield of crude Baijiu

浓香型固态法白酒的发酵过程是边糖化边发酵，酒糟入窖后在霉菌和酵母菌的协同作用下，淀粉通过生化反应生成酒精。窖内酒醅酸度过高和缺氧时会抑制霉菌、酵母等真菌的生长与代谢，而导致出酒率低且酒味欠协调[9,24]。因此，第40天适时移除黄水，既保证了发酵前期和中期酒醅中淀粉在霉菌、酵母的协同作用下边糖化边发酵充分使出酒率高，又避免了发酵后期酒醅中酸度和缺氧程度的偏高对霉菌、酵母的抑制作用所致出酒率下降，从而总的出酒率相对较高。

2.5 对原酒优质率的影响

由图7可知，试验2组>试验3组>对照组>试验1组，试验2组、3组分别与试验1组、对照组之间的原酒优质酒率差异显著(P<0.05)。浓香白酒的窖内发酵是一个复杂的微生态系统，微生物体系与酒醅之间遵循“五三原理”，实现物质与能量的转化过程[25]。上下层酒醅中氧气含量和酸度不同，会影响微生物的生长状况、代谢强度的差异性[26]，发酵结束后酒醅的各项指标是发酵过程的综合体现[27-28]。因此，第40天适时移除黄水，可改善窖内微生态环境，促进有益于酿酒微生物的生长代谢，可适当降低原酒中乙醛、高级醇含量，而显著提高原酒中己酸乙酯含量和己酸乙酯/乳酸乙酯比值，从而提高优质酒率。

字母不同表示差异显著(P<0.05)图7 黄水移除时间对原酒优质率的影响Figure 7 Effect of removal time of Huangshui fluid on the high quality ratio of crude Baijiu

3 结论

试验表明，获得较优的黄水提前移除时间为酒糟入窖发酵第40天。与常规(对照组)相比，原酒的出酒率较高，原酒优质酒率、优级酒中己酸乙酯含量和己酸乙酯/乳酸乙酯比值3个指标均显著提升(P<0.05)，可显著降低原酒中乙醛、高级醇含量(P<0.05)，且优于其他时间段移除黄水的试验组酿酒效果。后续可对发酵过程中黄水的理化指标、微生物类群和代谢产物的动态变化进行深入研究。