張　杰，李學(xué)思，李紹亮

(1. 周口師范學(xué)院 生命科學(xué)與農(nóng)學(xué)學(xué)院，河南 周口466001； 2. 河南省宋河酒業(yè)股份有限公司，河南 鹿邑 477265)

傳統(tǒng)白酒固態(tài)發(fā)酵是一個多菌種協(xié)同發(fā)酵過程，其中主要的微生物有酵母菌﹑霉菌和細(xì)菌，在整個發(fā)酵過程中這些微生物相互作用、相互影響，微生物的種類和數(shù)量都處在一個動態(tài)變化的過程中[1].在實際生產(chǎn)中， 很難精確對整個發(fā)酵過程中微生物的種類和數(shù)量進(jìn)行連續(xù)的測定，微生物的生長代謝過程中導(dǎo)致的酒醅溫度發(fā)生的變化和代謝的產(chǎn)物是可測的.發(fā)酵過程中溫度的變化，必然會導(dǎo)致整個發(fā)酵過程中微生物的種類、數(shù)量和代謝產(chǎn)物發(fā)生變化[2].喬宗偉等對濃香型白酒優(yōu)質(zhì)曲與普通曲的發(fā)酵力、糖化力、溫度和水分等理化指標(biāo)的分析表明它們的變化趨勢大體一致，變化過程存在差異[3].陳丙友等認(rèn)為地缸中的溫度場對清香型白酒發(fā)酵過程產(chǎn)生了影響，并且酒醅溫度及其變化模式對酒醅微生物群落的生長和代謝產(chǎn)生顯著影響[4].西鳳酒發(fā)酵過程中酒醅微生物功能多樣性與pH之間有重要關(guān)系[5].

白酒固態(tài)發(fā)酵過程中，溫度變化要求前緩、中挺、后緩落[2].在實際生產(chǎn)中為了了解酒醅的溫度變化情況，通常采用溫度計插入窖池內(nèi)來測量酒醅發(fā)酵過程的溫度變化.另外在記錄溫度變化的過程中，將會分析產(chǎn)物的變化，產(chǎn)物主要有：乙醇、水分、酸、淀粉等[6-8].通過上述方法以宋河酒業(yè)的發(fā)酵酒醅為研究對象，系統(tǒng)研究窖池發(fā)酵過程中酒醅溫度變化及化學(xué)物質(zhì)成分隨時間和溫度的動態(tài)變化過程，可以為了解宋河酒中成分和風(fēng)味的關(guān)系奠定基礎(chǔ)[9-10].

本實驗將采取溫度計插入窖池內(nèi)來測量酒醅發(fā)酵過程的溫度變化，在對應(yīng)的時間段里跟蹤測量相應(yīng)產(chǎn)物的變化情況[11].通過動態(tài)測量固態(tài)發(fā)酵過程的微生物及其代謝產(chǎn)物的變化規(guī)律，實現(xiàn)對固態(tài)發(fā)酵中溫度及產(chǎn)物的控制，可對白酒的生產(chǎn)實踐提供基礎(chǔ)的科學(xué)理論依據(jù).

1　材料與方法

1.1　材料

酒醅(宋河酒廠發(fā)酵不同階段的酒醅).

1.2　實驗方法

1.2.1溫度的檢測

溫度計插入窖池內(nèi)來測量酒醅發(fā)酵過程中的溫度變化.具體操作方法如下：每隔5 d為一個單位測量，在窖池的同一位置、每天的同一時間測量窖池內(nèi)酒醅的溫度.

1.2.2酒醅酒精度的檢測

稱取100 g酒醅，置入500 mL圓底燒瓶中.加水200 mL進(jìn)行蒸餾，用100 mL量筒接收餾出液100 mL.將蒸出酒液上下攪拌均勻，放入干凈的酒精計.穩(wěn)定后，以液面水平線為準(zhǔn)，讀取酒精度數(shù)，同時測定酒液溫度.對照酒精度與溫度校正表，將酒精度校正為20 ℃時的酒精度.

1.2.3酒醅酸度的檢測

酒醅酸度用精密pH計來測量，取樣本酒醅各100 mL，接通電源打開精密pH計，用中性緩沖液調(diào)試至中性，用濾紙吸干緩沖液，接著用蒸餾水沖洗.將測量棒放入酒醅樣品中讀數(shù)，待數(shù)值穩(wěn)定后記錄數(shù)據(jù).依次記錄下十三個樣品的pH值.每個樣品測三次，取平均值.

1.2.4淀粉含量的測定

淀粉含量的測定采用蒽酮比色法.

1.2.5還原糖含量的測定

還原糖含量的測定采用比色法.

2　結(jié)果與分析

2.1　發(fā)酵過程中溫度的變化規(guī)律

圖1發(fā)酵溫度隨時間的變化圖

由圖1可知，在0 d時的溫度是室溫23 ℃,第5 d溫度達(dá)到最高溫度30 ℃，第5 d之后溫度開始下降，到第35 d時溫度下降到室溫23 ℃.

2.2　發(fā)酵過程中發(fā)酵產(chǎn)物變化

2.2.1發(fā)酵過程中酒醅酒精度的變化

圖2酒精含量隨發(fā)酵時間的變化曲線圖

從圖2可知，從0～10 d這段時間內(nèi)可以觀察到酒精度一直在迅速升高，從10～40 d這段時間內(nèi)酒精度數(shù)上升到最高值；40 d以后，微生物發(fā)酵已經(jīng)進(jìn)入后期，這段時間內(nèi)的酒精度波動不大，進(jìn)入穩(wěn)定期.

2.2.2發(fā)酵過程中酸度的變化

從圖3可以看出，窖池內(nèi)的酒醅在0 d的時候已經(jīng)有了少許酸的存在，在0～10 d這段時間內(nèi)酒醅中的酸度明顯增加，并且速度很快；在10～15 d內(nèi)，酸的含量明顯減少，15～20 d內(nèi)，酸度減少緩慢.20～25 d之后，酸度量有增加趨勢之后又降落，直到?jīng)]有很大的變化，進(jìn)入平穩(wěn)期.

2.2.3發(fā)酵過程中淀粉含量的變化

圖3酸度隨時間的變化曲線圖

圖4　淀粉含量隨發(fā)酵時間的變化曲線圖

由圖4可知，0～25 d這段時間內(nèi)淀粉的含量一直在減少；25～60 d這段時間淀粉的含量沒有太大的變化，進(jìn)入平穩(wěn)期.

2.2.4發(fā)酵過程中還原糖的變化

圖5　還原糖的含量隨發(fā)酵時間的變化曲線圖

由圖5可知， 0～15 d的時間段內(nèi)，還原糖的量不斷下降，下降的速度很快；15～30 d時間段內(nèi)，還原糖的量保持穩(wěn)定，可能是微生物種類發(fā)生了改變，沒有消耗太多的還原糖； 15～30 d時間段內(nèi)還原糖的含量又呈下降趨勢.

3　討論

0～5 d這段時間溫度在不斷上升，這說明此固態(tài)發(fā)酵的前中期溫度變化比較明顯，微生物的生長情況比較明顯，微生物處在高速繁殖的階段，在快速繁殖的過程中也在進(jìn)行著很快的新陳代謝，所以在此階段溫度達(dá)到了發(fā)酵過程中的最大值，這與文獻(xiàn)報道相一致[12].5～60 d這段時期是發(fā)酵的中后期，微生物數(shù)量最大，但代謝速率下降，溫度逐漸下降.同時觀察到前期和中期時間較短也不易區(qū)分，后期發(fā)酵時間較長，推測這樣的時間分布有助于酒醅固態(tài)發(fā)酵過程中發(fā)酵成分的生成和質(zhì)量的提升.

在0～20 d這段時期內(nèi)微生物的數(shù)量和生長狀態(tài)處于最高和最好的時期，在這一段時期內(nèi)微生物處于快速生長的時期，所以酒精作為一種產(chǎn)物其量在不斷地升高.10～15 d這個時期在發(fā)酵過程中屬于中期，微生物的數(shù)量達(dá)到最高值，代謝產(chǎn)物也大量產(chǎn)生，所以酸的量也達(dá)到最高值，這與醬香型白酒窖內(nèi)糟醅微生物的研究相一致[13].從15～60 d可看出這主要是因為發(fā)酵過程已經(jīng)進(jìn)入了后期，微生物停止生長和死亡，所以酸的量沒有很大的變化.

20～60 d可以看出在這段時間內(nèi)微生物的數(shù)量沒有太大的生長波動，所以導(dǎo)致了酒精的量沒有太大的變化.在發(fā)酵的前期微生物一直在大量生長，新陳代謝的主要能量和產(chǎn)物主要用于微生物的生長和繁殖，所以酸的量增長的很少.由0～60 d的曲線可知，微生物處于快速生長狀態(tài)，很高的新陳代謝速度必定要消耗很多的能量[14].淀粉作為能量的來源被消耗了，所以淀粉的量一直在減少[15-16]，表明微生物的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了最大值，并且開始進(jìn)入發(fā)酵的后期.

因為在發(fā)酵的前中期微生物的生長需要很多能量，所以這段時間微生物消耗了很大一部分還原糖.微生物的數(shù)量達(dá)到平衡狀態(tài)，這主要是因為還原糖的分解所導(dǎo)致的結(jié)果[16-19].傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵工藝中高級醇的生成受外界波動較小[20]，這與本研究結(jié)果相類似.堆積酒醅和窖池發(fā)酵酒醅之間微生物種類存在較大差異也表明窖池是個獨立的體系[21].湯向陽等也認(rèn)為窖齡的延長使得原漿酒的酒精度、總酸、總酯含量高于新窖窖池原漿酒，而固形物含量低于新窖窖池原漿酒[22].

參考文獻(xiàn)：

[1] 唐玉明，任道群，姚萬春，等．醬香型酒糟醅堆積過程溫度和微生物區(qū)系變化及其規(guī)律性[J]. 釀酒科技,2007(5): 54-58．

[2]張肖克，黃永光，胡曉瑜．醬香型酒糟醅堆積過程溫度和微生物區(qū)系變化及其規(guī)律性[J]. 釀酒科技,2006 (1): 65-72．

[3]喬宗偉，張霞，施思，等. 不同感官質(zhì)量曲藥在培曲過程中理化指標(biāo)變化規(guī)律研究[J]. 中國釀造, 2016,35(10):116-119.

[4]陳丙友, 韓英, 張鑫, 等. 酒醅溫度調(diào)控對清香型白酒發(fā)酵過程的影響[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2016,42(6):44-49.

[5]傅國城. 西鳳酒發(fā)酵過程中微生物消長規(guī)律的研究[J]. 釀酒,2016, 43(5): 8-12.

[6]張志剛，王念偉，何社勛．滴定碘法測定白酒固態(tài)發(fā)酵酒醅酒分的探討[J]．2002, 21(5): 25-26．

[7]劉俠．小麥中酸度測定方法的影響因素分析[J]．糧食加工, 2008, 33(4) :79-81.

[8]沈金科，張穗忠，李杰．酸堿中和滴定法測定螢石中碳酸鹽量[J]．武鋼技術(shù), 2009, 47(6): 12-17．

[9]高秀賢．糧食中淀粉測定方法的操作關(guān)鍵點[J]．糧食加工，2011, 36(3): 78-79．

[10]徐昌杰，陳文峻，陳昆松，等．淀粉含量測定的一種簡便方法—碘顯色法[J]．1998, 8(2):41-43．

[11]黃治國，熊俐，羅惠波，等．Biolog微生物自動鑒定系統(tǒng)在糟醅酵母菌鑒定中的應(yīng)用初探[J]. 食品與發(fā)酵科技, 2008 ,44(1): 8-10．

[12]張文學(xué)，喬宗偉，胡承，等．PCR技術(shù)對濃香型白酒糟醅細(xì)菌菌群的解析[J]．四川大學(xué)學(xué)報(工程科學(xué)版)，2005,37(5):82-87．

[13]唐玉明，姚萬春，任道群，等．醬香型白酒窖內(nèi)酒發(fā)酵過程中糟醅的微生物分析[J]．釀酒科技, 2007(12): 50-53．

[14]張文學(xué), 向文良, 喬宗偉, 等. 濃香型白酒窖池糟醅原核微生物區(qū)系的分類研究[J]. 釀酒科技, 2005(7): 22-25．

[15]謝善慈, 李璐, 陳澤軍, 等. 濃香型白酒糟醅微生物分離方法初探[J]．釀酒科技, 2009(1) : 55-57．

[16]喬宗偉, 張文學(xué), 張麗鶯, 等．濃香型白酒糟醅微生物分離培養(yǎng)基的選擇研究[J]．釀酒科技, 2004(6): 30-32．

[17]張獻(xiàn)敏. 杜康酒釀造過程中化學(xué)物質(zhì)的變化及其規(guī)律[J]. 中國釀造, 2011, 30(2): 93-95．

[18]張文學(xué), 岳元嬡, 向文良. 濃香型白酒酒醅中化學(xué)物質(zhì)的變化及其規(guī)律性[J]. 四川大學(xué)學(xué)報(工程科學(xué)版), 2005, 37(4): 44-48．

[19]呂春福, 劉建華, 于勇. 白酒固態(tài)發(fā)酵過程中的三大變化[J]. 釀酒, 2003, 30(2): 61-62．

[20]游玲, 任羽, 王濤, 等. 酵母對濃香型白酒糟醅中高級醇生成的影響[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2016, 42(2): 23-28.

[21]黃蘊(yùn)利, 黃永光, 胡建峰, 等. 醬香型白酒第二輪次酒發(fā)酵過程微生物多樣性研究[J]. 中國釀造, 2017, 36(9): 30-35.

[22]湯向陽, 肖長元, 朱棟才, 等. 江西李渡酒業(yè)明代古窖窖泥微生物的研究[J]. 釀酒, 2016, 43(6): 19-23.