（1.四川省酒業(yè)集團有限責任公司，四川 成都 610000；2.貴州大學 釀酒與食品工程學院，貴州 貴陽 550025；3.瀘州職業(yè)技術學院 郎酒學院，四川 瀘州 646000；4.四川省宜賓市敘府酒業(yè)股份有限公司，四川 宜賓 644000；5.四川輕化工大學 生物工程學院，四川 宜賓 644000；6.成都師范學院 化學與生命科學學院，四川 成都 611130）

摘 要：對濃香型白酒糟醅進行容器和窖池發(fā)酵，并對發(fā)酵糟醅的常規(guī)理化指標、微生物指標、主要香氣成分、白酒品質進行對比分析，探討窖外發(fā)酵的可能性。結果表明，容器和窖池發(fā)酵糟醅的可培養(yǎng)好氧細菌、酵母和霉菌、溫度、水分、酸度、還原糖、淀粉、酒精度、四大酯、三大酸在發(fā)酵過程中變化趨勢基本相同，均呈先增加后降低的趨勢；除己酸乙酯含量差異較大外，其余物質含量差異不大，窖池發(fā)酵糟醅己酸乙酯最大值為0.13 g/L，容器發(fā)酵糟醅為0.11 g/L。窖池和容器發(fā)酵糟醅酒精度在25 d均達峰值，分別為6.7%vol、6.0%vol。窖池發(fā)酵二段酒的感官評價優(yōu)于容器發(fā)酵酒，但容器發(fā)酵酒的大多數(shù)香氣成分含量稍高于窖池發(fā)酵酒，特別是己酸乙酯含量為窖池發(fā)酵酒醅的1.4倍，但二者都能體現(xiàn)濃香型白酒風格。因此，進行窖外容器發(fā)酵是可行的。

濃香型白酒是我國白酒的主導產(chǎn)品，主要以單糧或多糧為釀造原料，以窖泥作為固定發(fā)酵容器，采用續(xù)糟配料、混蒸混燒，量質摘酒、儲存、精心勾調，最終形成獨特風味的濃香型白酒[1-2]。隨著濃香型白酒市場的不斷擴張，對濃香型白酒的產(chǎn)量和質量都提出更高要求，但濃香型白酒獨特的密閉固態(tài)發(fā)酵工藝[3-5]，在一定程度上限制了濃香型白酒的機械化、智能化、自動化，實現(xiàn)濃香型白酒的窖外發(fā)酵，是解決問題的關鍵。而發(fā)酵糟醅的動態(tài)因子變化對白酒酒質具有重要貢獻，直接決定白酒好壞[6]。因此，研究容器及窖池發(fā)酵糟醅的動態(tài)因子變化及白酒質量對濃香型白酒實現(xiàn)窖外發(fā)酵具重要意義。

近年來，為了提高濃香型白酒產(chǎn)質量，對其發(fā)酵設備和工藝也作了研究，陳茂彬等[7-9]研制了固態(tài)發(fā)酵容器，并初步探究窖外發(fā)酵；蘇占元等[10]研究了生物反應器和發(fā)酵窖池中糟醅理化變化和最終白酒產(chǎn)質量，表明生物反應器釀造白酒是可行的。羅杰等[1]研究生物反應器進行濃香型白酒發(fā)酵，并對其進行控溫對比，發(fā)現(xiàn)通過窖泥控溫出酒率和酒質最好。郝建宇等[11]對發(fā)酵糟醅常規(guī)理化和微生物進行了跟蹤監(jiān)測，探討了其變化趨勢，以及相互之間關系和糟醅發(fā)酵機理。周瑞平等[12]對多糧濃香概念股發(fā)酵過程中糟醅理化指標和微生物指標進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵糟醅中理化和微生物變化趨勢有差異，各因子之間有不同相關性，進一步表明發(fā)酵糟醅的規(guī)律性。

為了研究濃香白酒窖外發(fā)酵的可能性，本研究主要研究容器及窖池發(fā)酵糟醅動態(tài)因子變化規(guī)律，以及對白酒產(chǎn)質量影響。進一步明確容器及窖池發(fā)酵糟醅動態(tài)因子變化規(guī)律，為濃香型白酒的窖外發(fā)酵、產(chǎn)質量提高、發(fā)酵的智能化和機械化提供基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

入窖糟醅：瀘州某酒企釀造車間正常發(fā)酵窖池的糟醅；窖泥：同一企業(yè)自制人工窖泥。

營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基、虎紅瓊脂培養(yǎng)基：北京奧博星生物技術有限責任公司；無水乙醇、氫氧化鈉、葡萄糖、硫酸銅、酒石酸鉀鈉（均為分析純）：成都市科龍化工試劑廠；酚酞、次甲基藍：天津市福晨化學試劑廠；白酒組分標樣（均為色譜純）：鄭州譜析科技有限公司。

1.2 儀器與設備

7890A氣相色譜儀、7697A頂空進樣系統(tǒng)：Agilent科技有限公司；LZP-930-白酒分析專用毛細管色譜柱：上海荊和分析儀器有限公司；AR2130電子天平：賽多利斯科學儀器有限公司；PX-A1T精密酒精計：廣州市普析通儀器有限公司；GZX-GF101-3-BS-II電熱鼓風干燥箱：上海賀德實驗設備有限公司；LS-1F潔凈工作臺：上海索普儀器有限公司；LDZX-75KBS高溫滅菌鍋：上海申安醫(yī)療器械廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗模型的建立

在瀘州某酒企釀造車間選擇一口正常發(fā)酵的窖池，同一窖池的發(fā)酵糟醅在窖外發(fā)酵容器中同時進行發(fā)酵。

（1）窖外發(fā)酵容器

發(fā)酵容器的體積為2.4 m3（長方體），材質為不銹鋼，由密封蓋、罐體和底座三部分組成。密封蓋的中間有便于取樣和測量溫度的取樣孔和卡盤接頭，可以向發(fā)酵體系添加液體，密封蓋與罐體能進行水封。罐體采用雙層結構，兩側上下分別有開孔，能通過添加循環(huán)水控制發(fā)酵體系的溫度。罐體內有4個窖泥托板，采用帶有小孔的扁鋼來支撐窖泥。罐體底部為兩個帶有濾孔的活動式門板結構，底座為帶閥門的凹槽，便于發(fā)酵過程中黃水的收集與排出，罐體與底座活動式密閉連接，并與底座水封[13]，窖外發(fā)酵容器見圖1[10]。

圖1 發(fā)酵容器示意圖
Fig.1 Schematic diagram of fermentation container

10.密封蓋，20.箱體，30.底座，40.排氣裝置，50.卡盤街頭，60.壓力泵進管，70.進料分流管，80.不銹鋼板，90.開啟裝置，100.沖孔鋼板，110.濾孔，120.黃水收集裝置，130.壓力泵出口，140.溫度計，150.壓力表，160.吊環(huán)，170.壓力泵。

（2）入窖糟醅發(fā)酵

在瀘州某酒企釀造車間選擇一口正常發(fā)酵的窖池，按照正常生產(chǎn)將發(fā)酵糟醅入窖后進行發(fā)酵。窖外發(fā)酵容器的發(fā)酵糟醅與窖池均來自同一糟醅，窖泥為企業(yè)自制人工窖泥，入窖后對發(fā)酵容器用水進行密封，與窖池在同一車間進行室溫發(fā)酵。

（3）取樣時間與方式

總的發(fā)酵周期為55 d，分別在發(fā)酵0 d、2 d、5 d、8 d、12 d、16 d、21 d、26 d、33 d、39 d、46 d、55 d時進行混合取樣。取樣點位分別為發(fā)酵容器和窖池上（糟醅表面）、中（窖外發(fā)酵容器為距上層糟醅60 cm處，窖池為距上層糟醅2 m處）、下層（窖外發(fā)酵容器和窖池底部）糟醅，各取20 g[13]。

1.3.2 分析檢測

（1）糟醅微生物指標測定

可培養(yǎng)好氧細菌、可培養(yǎng)霉菌、可培養(yǎng)酵母采用稀釋平板菌落計數(shù)法進行計數(shù)[14]。

（2）糟醅理化指標測定

溫度測定：在窖外發(fā)酵容器、窖池中均插入數(shù)顯溫度計，使溫度計探頭在糟醅中層位置，監(jiān)測中層溫度變化；水分含量的測定采用烘干法[15]；酒精度的測定：采用蒸餾法結合酒精計法[15]；酸度的測定：采用酸堿中和滴定法[15]；還原糖含量測定：采用斐林試劑法[16]；淀粉含量測定：采用酸水解結合斐林試劑法[16]；酒精度測定：采用蒸餾法[15]。

（3）糟醅主要香氣成分測定[17]

取發(fā)酵后的糟醅2 g于頂空瓶中，加入8 mL無菌水，頂空進樣后進行氣相色譜檢測。

氣相色譜條件：Lzp-930白酒專用毛細管柱（30 m×0.32 mm×0.5 μm），柱溫50 ℃，保持3 min，后以3.5 ℃/min的速率升溫至150 ℃，保持1 min，以10 ℃/min升溫至200 ℃，保持30 min；進樣口溫度220 ℃，進樣量0.4 μL，分流比3∶1。

（4）白酒感官及主要香氣成分測定

白酒感官品質測定：參照GB/T 10345—2022《白酒分析方法》標準相關要求[18]以及鄧少平[19]設計的白酒感官品評通用尺度表，對白酒的色澤、香氣、口味、風格進行品評。

白酒主要香氣成分測定：參考文獻[17]的方法，采用頂空直接進樣法進行測定。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel2016進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，GraphPad Prism 9繪圖。

2 結果與分析

2.1 容器及窖池發(fā)酵糟醅微生物數(shù)量變化

濃香型白酒的釀造過程是各類微生物代謝產(chǎn)生風味物質和乙醇的過程[20]，糟醅中微生物與濃香型白酒產(chǎn)量及質量密切相關[21]，發(fā)酵糟醅可培養(yǎng)微生物變化結果見圖2。

圖2 窖池及容器發(fā)酵對糟醅可培養(yǎng)細菌（a）、霉菌（b）及酵母（c）數(shù)量的影響
Fig.2 Effects of fermentation in pit and container on the number of cultivable bacteria (a),mold (b) and yeast (c) of fermented grains

由圖2可知，發(fā)酵容器和窖池中發(fā)酵糟醅可培養(yǎng)好氧細菌、可培養(yǎng)霉菌、可培養(yǎng)酵母變化趨勢均一致。由圖2a可知，可培養(yǎng)好氧細菌隨著發(fā)酵時間的推移呈先增加后降低的趨勢，容器發(fā)酵糟醅的可培養(yǎng)好氧細菌在第2天達峰值，窖池在第5天達峰值且數(shù)量較發(fā)酵容器低，可能與發(fā)酵容器體積較小、溶氧量等因素有關。由圖2b可知，二者可培養(yǎng)霉菌均在發(fā)酵第2天達最大值后迅速降低，且達最大值時發(fā)酵容器中可培養(yǎng)霉菌較窖池高，在出窖時未檢測出可培養(yǎng)霉菌。此變化趨勢與方軍等[22-23]研究結果一致。由圖2c可知，二者可培養(yǎng)酵母在發(fā)酵前期急劇增加后緩慢下降，到出窖時幾乎檢測不出，此變化與呂輝等[24]研究結果一致。發(fā)酵容器、窖池可培養(yǎng)酵母菌達峰值時間分別為第5天、第8天，峰值也有差異，可能與二者發(fā)酵體系溫度、溶氧量等因素有關。

2.2 容器及窖池發(fā)酵糟醅理化指標變化

糟醅發(fā)酵溫度變化取決于微生物的生長代謝，從而初步反應發(fā)酵狀況[24]。窖池內外發(fā)酵糟醅的理化指標測定結果見圖3。

圖3 窖池及容器發(fā)酵對糟醅理化指標的影響
Fig.3 Effects of fermentation in pit and container on physicochemical indexes of fermented grains

由圖3a可知，容器發(fā)酵和窖池發(fā)酵糟醅溫度都遵循“前緩、中挺、后緩落”的變化規(guī)律。但是在整個發(fā)酵周期，窖池溫度都較發(fā)酵容器溫度高。容器和窖池發(fā)酵糟醅溫度分別在發(fā)酵第8天、16天達到最高值，在發(fā)酵第21天時，窖池溫度明顯高于發(fā)酵容器。究其原因，可能與發(fā)酵容器體積較小、材質為易受外界環(huán)境影響的不銹鋼、含氧量不同有關。

水分是所有生化反應必需物質，也是微生物代謝物的溶劑，不僅影響糟醅蒸餾中風味物質的提取，也有助于影響糟醅酸度和溫度[25]。由圖3b可知，窖池和容器發(fā)酵糟醅水分含量變化趨勢一致，呈先增加后降低的趨勢，此規(guī)律與張文學等[26]研究結果相同。整個發(fā)酵過程中，窖池糟醅水分含量與發(fā)酵容差異較小。發(fā)酵中后期會產(chǎn)生黃水，由于發(fā)酵容器的特殊設計，黃水和發(fā)酵糟醅可有效分離，而窖池中產(chǎn)生黃水不會和糟醅分離，理論上容器發(fā)酵糟醅水分含量應小于窖池，但實際差異不大，可能與發(fā)酵容器中糟醅的不均勻性阻礙了黃水向下滲透與糟醅分離，使部分黃水還在發(fā)酵糟醅中有關。

酸度是決定濃香型白酒質量的重要因素之一[23]。由圖3c可知，容器和窖池發(fā)酵糟醅酸度變化趨勢相同，呈先上升再下降最后又上升的趨勢，并在出窖時達最大值，分別為2.40 mmol/10 g、2.72 mmol/10 g；此變化與周新虎等[27]的研究結果一致。整個發(fā)酵周期，發(fā)酵容器中酸度較窖池低，原因可能與糟醅中的酸隨流動相向下滲透到黃水中，并與糟醅分離有關。

糟醅中淀粉和還原糖的變化間接反映了微生物的代謝情況[25]。由圖3d可知，隨著發(fā)酵的進行，發(fā)酵容器和窖池內還原糖含量先增加再降低，且都在發(fā)酵第2天達峰值，并在出窖時達最小值，分別為10.54%、10.02%。前期由于微生物產(chǎn)生的糖化酶的增加，糖化酶的作用使還原糖增加，后期由于微生物利用還原糖進行生長與代謝，又使還原糖降低。由圖3e可知，容器和窖池發(fā)酵糟醅淀粉含量變化趨勢相同，隨發(fā)酵進行糟醅淀粉含量呈下降趨勢，直至出窖，這可能與糟醅中微生物利用淀粉和氧氣代謝繁殖有關。在發(fā)酵過程中，發(fā)酵容器糟醅淀粉含量都較窖池高，這可能與糟醅不均質及微生物數(shù)量和種類有關。

由圖3f可知，窖池發(fā)酵和容器發(fā)酵中糟醅酒精度隨時間的推移呈增加后降低的趨勢，該規(guī)律與余有貴等[28]的研究基本一致。二者酒精度都在發(fā)酵25 d達到峰值，分別為6.7%vol、6.0%vol，發(fā)酵容器中糟醅酒精度在第39天時有所回升，明顯高于窖池，這可能與發(fā)酵容器糟醅的不均一性，以及黃水與糟醅分離有關。

因此，綜合圖3a～圖3f的結果表明，窖池及發(fā)酵容器糟醅常規(guī)理化變化趨勢大致相同，且與以往研究一致，二者含量變化與糟醅中微生物數(shù)量及種類有關。

2.3 容器及窖池發(fā)酵糟醅主要揮發(fā)性香氣成分變化

容器及窖池發(fā)酵糟醅四大酯、三大酸含量隨發(fā)酵時間的變化見表1和表2。由表1可知，發(fā)酵容器和窖池糟醅中除己酸乙酯外，其余三大酯含量變化趨勢一致，乳酸乙酯含量先降低再增加；丁酸乙酯和乙酸乙酯含量先增加后減低；窖池糟醅中己酸乙酯含量逐漸上升，直至出窖，發(fā)酵容器糟醅中己酸乙酯先上升再降低。發(fā)酵容器中糟醅己酸乙酯、丁酸乙酯含量均高于窖池，己酸乙酯在第21～26天時為窖池含量的3～4倍，但出窖時低于窖池。容器發(fā)酵糟醅中丁酸乙酯含量在第33天達最大值，較窖池發(fā)酵提前7 d，在發(fā)酵第8天時為窖池糟醅含量的5倍。這些可能與發(fā)酵容器大小、糟醅中微生物代謝及糟醅與窖泥接觸面積有關。發(fā)酵容器中乳酸乙酯含量大多數(shù)時間較發(fā)酵容器低，可能與發(fā)酵容器中溫度較窖池低，影響了吸熱反應的酯化反應的進行。

表1 窖池及容器發(fā)酵對糟醅四大酯含量的影響
Table 1 Effects of fermentation in pit and container on four kinds of esters contents in fermented grains g/L

表2 窖池及容器發(fā)酵對糟醅三大酸含量的影響
Table 2 Effects of fermentation in pit and container on three kinds of acids contents in fermented grains g/L

由表2可知，容器和窖池發(fā)酵糟醅三大酸含量變化趨勢相似，都先增加再降低。己酸、丁酸、乙酸含量達峰值時間分別為第12天、8天、16天。發(fā)酵周期內，發(fā)酵容器和窖池中糟醅的三大酸含量除己酸和乙酸在發(fā)酵中后期發(fā)酵容器比窖池低外，其余發(fā)酵過程中差異較小?？赡芘c發(fā)酵容器中后期產(chǎn)生的黃水以及糟醅中的酸向下滲透與糟醅分離有關。

因此，窖池及容器中發(fā)酵糟醅主要香氣成分變化趨勢基本一致，除己酸乙酯含量差異稍大外，其余成分含量差異較小。

2.4 容器及窖池發(fā)酵白酒感官和主要香氣成分比較

容器及窖池發(fā)酵糟醅二段白酒感官和主要香氣成分見表3和表4。由表3、表4可知，窖池發(fā)酵白酒的感官評價較容器發(fā)酵白酒好，發(fā)酵容器和窖池中二段白酒中主要揮發(fā)性香氣成分己酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸乙酯、己酸、正丙醇、含量分別為1.236 g/L、0.361 g/L、0.603 g/L、0.544 g/L、0.510 g/L和0.979 g/L、0.299 g/L、0.599 g/L、0.314 g/L、0.321 g/L。容器發(fā)酵白酒中大多數(shù)香氣成分均高于窖池發(fā)酵白酒，可能因為窖池糟醅與黃水未分離，增加了糟醅的黏稠性，在蒸餾過程中阻礙了香味成分的蒸出。容器發(fā)酵白酒香味協(xié)調性稍差，這可能與白酒中酸、醇含量稍高以及微量成分的比例不同有關。

表3 容器及窖池發(fā)酵二段白酒感官評價結果
Table 3 Sensory evaluation results of second-stage Baijiu fermented in the container and pit

表4 容器及窖池發(fā)酵二段白酒主要揮發(fā)性香氣成分測定結果
Table 4 Main aroma components determination results of the second-stage Baijiu fermented in the container and pit

3 結論

窖外發(fā)酵容器和窖池發(fā)酵糟醅中微生物數(shù)量、常規(guī)理化指標、主要香味成分（四大酯、三大酸）含量有差異，但變化趨勢相似。二者發(fā)酵糟醅中可培養(yǎng)好氧細菌、可培養(yǎng)霉菌、可培養(yǎng)酵母菌都隨發(fā)酵時間增加前期快速增加后減少，可培養(yǎng)霉菌和細菌在發(fā)酵后期幾乎檢測不出。窖池發(fā)酵糟醅中溫度、酸度、酒精度在整個發(fā)酵過程中都較發(fā)酵容器糟醅高，淀粉在整個發(fā)酵過程中較容器發(fā)酵低。容器發(fā)酵和窖池發(fā)酵糟醅水分和還原糖都隨時間推移前期快速增加后期緩慢降低，但含量差異較小。發(fā)酵過程中窖池發(fā)酵糟醅中乳酸乙酯和乙酸乙酯含量較發(fā)酵容器糟醅高，己酸乙酯和丁酸乙酯含量較發(fā)酵容器糟醅低。二者發(fā)酵糟醅三大酸含量都先增加再降低，丁酸含量差異較小，己酸和乙酸含量發(fā)酵前期差異不大，中后期窖池稍高于發(fā)酵容器糟醅。容器發(fā)酵和窖池發(fā)酵二段白酒感官和主要香氣成分都有差異，容器發(fā)酵白酒中的大多數(shù)酸、酯、醇都較窖池高，但是二者都能體現(xiàn)濃香型白酒風格。

通過發(fā)酵容器和窖池對比發(fā)酵，實現(xiàn)糟醅的窖外發(fā)酵是可行的。但是由于發(fā)酵容器的局限性，在某些方面限制了糟醅發(fā)酵，因此可以考慮優(yōu)化發(fā)酵容器、對發(fā)酵容器進行控溫、流加黃水等措施，提高糟醅窖外發(fā)酵效果及白酒質量。

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