堆积发酵在浓香型酒面糟生产中的应用研究

葛洪平，陶金山，郭辉祥，文勇兵，胡成利，敬建军

（舍得酒业股份有限公司，四川 射洪 629209）

浓香型酒酿造续糟工艺中，每轮约有1/3 的糟醅作为面糟生产，既能保证投粮糟醅质量，又能再次利用糟醅中残余的淀粉进行发酵。目前，面糟残余淀粉利用率不高，且相关应用研究较少。为提高残余淀粉利用率，可通过应用酒精活性干酵母和糖化酶提高出酒率。该法在提高出酒率方面得到了广泛认可，在浓香型大曲酒生产中也有良好的应用效果，但会对浓香型大曲酒的风味产生一定的影响[1]。此外，还可通过加水、加糠、加曲降低残余淀粉含量从而增加产酒量。但盲目增加投料，容易导致发酵前期升温过快，中期顶温时间短，无法达到“前缓、中挺、后缓落”的升温要求，导致酒味寡淡、苦味过重，同时增加投入成本，降低效益[2]。

酱香白酒在开放式环境中生产，高温堆积发酵能富集环境中有益优势微生物（如酿酒酵母、非芽孢细菌等），并产生各种可共同作用于酿酒原料的酶类，最终影响香味物质的形成和酒精发酵[3]。糟醅在堆积过程中，温度增加，酸度下降，水分减少，控制适宜的堆积时间与温度可为微生物糖化发酵创造良好的繁衍条件[4]。本文借鉴酱香型酒堆积发酵工序，以浓香型酒面糟为研究对象，通过监测春夏秋冬不同季节气温下，面糟未堆积与堆积后入窖发酵的数据（糟醅堆积温度、酸度、淀粉含量、感官特性、微生物随堆积时间的变化）及对产品质量、产量的影响，为浓香型白酒生产调控提供多元参考数据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

面糟、曲药、谷壳、水、培养皿、基酒、琼脂、无菌生理盐水、无菌水、75%酒精、甑灶、行车、风机、窖池、酒桶、电子台秤、酒度计、温度计、灭菌锅、恒温培养箱、近红外光谱仪、惠普仪等。

1.2 实验内容

1.2.1 研究对象

选出母糟结构、窖池、窖龄及生产模式相近的舍得酒业两栋厂房（42 栋和39 栋）面糟（每窖3 甑）作为研究对象，42 栋面糟未堆积直接入窖，39 栋面糟堆积后入窖，进行为期1 年的生产试验。

1.2.2 试验数据跟踪监测

监测内容包括对实验堆积面糟表层下50 cm、窖内未堆积面糟中心点进行取样，通过稀释平板法检测糟醅微生物种类与数量，并分析其随发酵时间的变化情况；不同季节面糟发酵24 h 净升温度情况对比；不同月份面糟的酸度变化；面糟残余淀粉变化；不同月份面糟酒的产量情况；面糟酒的感官鉴定及理化指标分析。

2 结果与分析

2.1 发酵24 h 面糟微生物变化

糟醅堆积发酵24 h 能更充分利用糟醅中的淀粉，降低糟醅中淀粉的含量，增加面糟产酒量[5]。在堆积24 h 后，酵母菌等微生物快速富集，有利于发酵。由图1 可知，面糟中的微生物主要为酵母菌、细菌、霉菌。发酵0～13 h 时，细菌含量最高，且未堆积面糟细菌数量高于堆积面糟；发酵13 h 后微生物繁殖速度加快，且堆积面糟酵母菌和细菌数量差异逐渐增大，堆积面糟中酵母菌和细菌数量明显高于霉菌，堆积与未堆积面糟霉菌数量变化无明显差异；发酵24 h 时微生物含量最高。

图1 发酵24 h 堆积与未堆积面糟微生物变化情况图

2.2 不同季节发酵24 h 升温情况对比

春秋季温度适宜，24 h 内堆积面糟大曲中酶类被激活，将部分淀粉转化为糖，由于有充足的氧气，酵母菌及好氧细菌等酿酒有益微生物大量生长繁殖，使堆积面糟的温度上升，且入窖池后升温较快；冬季室外温度较低，面糟暴露不利于保温，面糟表层20 cm温度均有所下降，但中心温度保持不变，说明冬季面糟采用堆积方式生产应适当提高团糟温度、加强糟堆保温。升温情况可以反映面糟的发酵情况，实验窖全年逐月面糟平均净升温度数详见图2。春季、夏季、秋季（3 月、4 月、5 月、6 月、10 月和11 月）堆积面糟的净升温度比未堆积面糟高，而冬季（12 月、1 月、2 月）未堆积面糟的净升温度较高。因此，除冬季外，堆积24 h 后的面糟更有利于发酵。

图2 不同月份堆积与未堆积面糟发酵24 h 升温情况对比图

2.3 发酵24 h 后糟醅酸度

酸是形成浓香型白酒香味成分的前体物质，是各种酯类物质的主要组成部分，酸本身也是酒中的呈味物质，酸度更是衡量母糟质量的重要因素。母糟中酸度不够时，产酒不浓香，味单调；酸度过高又会抑制有益微生物（如酵母菌）的生长繁殖，导致产酒少、味不协调。因此，生产过程中，酸度的控制至关重要[6]。由图3 可知，堆积与未堆积面糟全年酸度均为2.3～3.1oT；堆积后面糟酸度均值略低于未堆积面糟酸度；2017 年3—6 月，堆积与未堆积面糟酸度差值逐渐增大；11 月，酸度差值减小；2017 年12 月至2018 年2 月，堆积和未堆积面糟酸度均加速下降，且堆积面糟酸度较未堆积下降更为明显。

图3 发酵24 h 后堆积与未堆积面糟酸度逐月均值情况图

2.4 出窖面糟残余淀粉对比

淀粉是发酵的主要原料，是各种微生物繁殖代谢必需的营养物质。因此，发酵过程中淀粉的变化直接反映了发酵情况[7]。由图4 可知，2017 年3 月及2018 年1—2 月，堆积后面糟残余淀粉略高于未堆积面糟残余淀粉，主要是因为环境温度过低，面糟窖外堆积保温效果差，热量散失较快，微生物生长繁殖受到抑制。未堆积面糟在密封窖池中保温效果较好，有利于微生物生长繁殖，糖化发酵效果较好。其他月份，面糟堆积生产的残余淀粉含量均比未堆积低；从出窖残余淀粉全年均值含量看，面糟堆积残余淀粉比未堆积降低了0.56 个百分点。残余淀粉趋势与净升温度、酸度均值一致。除了冬季环境温度较低时，其他季节面糟堆积发酵后入窖生产方式比未堆积更有利于提高淀粉的利用率。

图4 堆积与未堆积面糟出窖残余淀粉对比图

2.5 产出情况分析

由于不同季节之间的温度差异较大，空气和发酵糟醅中的微生物含量也不同，不同季节窖池中糟醅的发酵情况存在较大差异[8]。由图5 可知，堆积面糟月平均产量为61.8 kg/窖，未堆积面糟月平均产量为49.3 kg/窖，堆积面糟月平均产量为比未堆积高12.5 kg/窖；堆积面糟产量有所波动，2017 年3 月、2018 年2 月，未堆积面糟每窖的产量高于堆积面糟，2017 年4—6 月堆积面糟每窖的产量与未堆积面糟产量差异逐渐增大，2017 年10 到2018 年1 月的产量差异逐渐减小。从面糟入窖季节和产量上分析，春夏季入窖面糟产量较秋冬季节高；春夏季堆积面糟产量比未堆积提升较大，秋季入窖堆积面糟产量比未堆积也有所提升，但没有春夏季堆积效果好；2018 年冬季（1 月、2 月）面糟堆积与未堆积产量变化和面糟出窖残余淀粉（图4）变化一致，进一步说明冬季面糟堆积生产方式效果不佳。

图5 堆积与未堆积单窖面糟产量逐月情况图

2.6 发酵24 h 后面糟感官鉴定

由表1 可知，堆积发酵24 h 后的面糟色泽比未堆积面糟亮净，甜香味突出且带有明显醪糟味，有明显的糖化感官现象，而未堆积面糟在窖池内无明显变化。堆积24 h 的面糟糖化效果明显更好，微生物更容易富集繁殖，与面糟发酵24 h 微生物数量检测变化相一致。

表1 发酵24 h 后堆积与未堆积面糟的感官鉴定对比表

2.7 面糟酒感官品评

对堆积与未堆积产面糟酒进行感官品评，堆积面糟酒有复合香气，两种模式生产的基酒感官差异小，存在后味略苦、糟香味较浓的缺陷，需储存、勾调、加工后使用，详见表2。

表2 面糟酒感官品评对比表

2.8 面糟酒理化指标

浓香型酒四大酯的含量决定基酒风格，影响基酒口味。由图6 可知，堆积及未堆积面糟酒四大酯含量差异较小，己酸乙酯与乙酸乙酯含量较高，乳酸乙酯和丁酸乙酯含量低，含量从高到低为己酸乙酯＞乙酸乙酯＞乳酸乙酯＞丁酸乙酯，四大酯比例较为协调。

图6 堆积及未堆积面糟酒与不同糟层基酒酯含量对比图

酒体中苦味物质与高级醇密切相关，高级醇含量高，酒的苦味越重[9]。由图7 可知，面糟基酒中正丙醇、正丁醇含量较高，在0.45 g·L-1以上，其次是异戊醇，为0.2 g·L-1左右，异丁醇和正戊醇含量在0.1 g·L-1以下；未堆积面糟酒中正丙醇、正丁醇含量略高于堆积面糟酒，异丁醇、正戊醇、异戊醇含量差异小。面糟酒高级醇含量较高，与面糟酒感官品评后味略苦一致。

图7 堆积及未堆积面糟基酒高级醇含量对比图

3 结论

采用堆积发酵方式不仅能够提高淀粉的利用率和产量，同时能保证基酒的品质质量，而且易于操控实用。实验表明，堆积比未堆积面糟产量月平均提高12.5 kg/窖，残余淀粉含量降低0.56 个百分点；面糟适宜堆积时间24 h；堆积与未堆积面糟酒感官和理化指标差异小。由于季节的影响，面糟适宜在春夏秋季使用堆积发酵方式生产，秋季由于转排生产，效果不如春夏季理想；由于冬季温度较低，面糟在外堆积保温效果差，微生物的生长繁殖不活跃，但适当提高团糟温度和加强糟堆保温，依然有望使面糟酒的产量提高。