張 杰，李學(xué)思，李紹亮，楊 玲，李 妍

(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(gè)多菌種協(xié)同發(fā)酵過(guò)程，其中主要的微生物有酵母菌﹑霉菌和細(xì)菌，在整個(gè)發(fā)酵過(guò)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(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程中[1].在實(shí)際生產(chǎn)中， 很難精確對(duì)整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中微生物的種類和數(shù)量進(jìn)行連續(xù)的測(cè)定，微生物的生長(zhǎng)代謝過(guò)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(cè)的.發(fā)酵過(guò)程中溫度的變化，必然會(huì)導(dǎo)致整個(gè)發(fā)酵過(guò)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(duì)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(shì)大體一致，變化過(guò)程存在差異[3].陳丙友等認(rèn)為地缸中的溫度場(chǎng)對(duì)清香型白酒發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生了影響，并且酒醅溫度及其變化模式對(duì)酒醅微生物群落的生長(zhǎng)和代謝產(chǎn)生顯著影響[4].西鳳酒發(fā)酵過(guò)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(guò)程中，溫度變化要求前緩、中挺、后緩落[2].在實(shí)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(jì)插入窖池內(nèi)來(lái)測(cè)量酒醅發(fā)酵過(guò)程的溫度變化.另外在記錄溫度變化的過(guò)程中，將會(huì)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(guò)上述方法以宋河酒業(yè)的發(fā)酵酒醅為研究對(duì)象，系統(tǒng)研究窖池發(fā)酵過(guò)程中酒醅溫度變化及化學(xué)物質(zhì)成分隨時(shí)間和溫度的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，可以為了解宋河酒的成分和風(fēng)味的關(guān)系奠定基礎(chǔ)[9-10].

本實(shí)驗(yàn)將采取溫度計(jì)插入窖池內(nèi)來(lái)測(cè)量酒醅發(fā)酵過(guò)程的溫度變化，在對(duì)應(yīng)的時(shí)間段里跟蹤測(cè)量相應(yīng)產(chǎn)物的變化情況[11].通過(guò)動(dòng)態(tài)測(cè)量固態(tài)發(fā)酵過(guò)程的微生物及其代謝產(chǎn)物的變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對(duì)固態(tài)發(fā)酵中溫度及產(chǎn)物的控制，可對(duì)白酒的生產(chǎn)實(shí)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(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 溫度的檢測(cè)

溫度計(jì)插入窖池內(nèi)來(lái)測(cè)量酒醅發(fā)酵過(guò)程中的溫度變化.具體操作方法如下：每隔5 d為一個(gè)單位測(cè)量，在窖池的同一位置、每天的同一時(shí)間測(cè)量窖池內(nèi)酒醅的溫度.

1.2.2 酒醅酒精度的檢測(cè)

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(jì).穩(wěn)定后，以液面水平線為準(zhǔn)，讀取酒精度數(shù)，同時(shí)測(cè)定酒液溫度.對(duì)照酒精度與溫度校正表，將酒精度校正為20 ℃時(shí)的酒精度.

1.2.3 酒醅酸度的檢測(cè)

酒醅酸度用精密pH計(jì)來(lái)測(cè)量，取樣本酒醅各100 mL，接通電源打開(kāi)精密pH計(jì)，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(cè)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(gè)樣品的pH值.每個(gè)樣品測(cè)三次，取平均值.

1.2.4 淀粉含量的測(cè)定

淀粉含量的測(cè)定采用蒽酮比色法.

1.2.5 還原糖含量的測(cè)定

還原糖含量的測(cè)定采用比色法.

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵過(guò)程中溫度的變化規(guī)律

圖1發(fā)酵溫度隨時(shí)間的變化圖

由圖1可知，在0 d時(shí)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(kāi)始下降，到第35 d時(shí)溫度下降到室溫23 ℃.

2.2 發(fā)酵過(guò)程中發(fā)酵產(chǎn)物變化

2.2.1 發(fā)酵過(guò)程中酒醅酒精度的變化

圖2酒精含量隨發(fā)酵時(shí)間的變化曲線圖

從圖2可知，從0～10 d這段時(shí)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(shí)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(shí)間內(nèi)的酒精度波動(dòng)不大，進(jìn)入穩(wěn)定期.

2.2.2 發(fā)酵過(guò)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(shí)候已經(jīng)有了少許酸的存在，在0～10 d這段時(shí)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(shì)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(guò)程中淀粉含量的變化

圖3酸度隨時(shí)間的變化曲線圖

圖4 淀粉含量隨發(fā)酵時(shí)間的變化曲線圖

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

2.2.4 發(fā)酵過(guò)程中還原糖的變化

圖5 還原糖的含量隨發(fā)酵時(shí)間的變化曲線圖

由圖5可知， 0～15 d的時(shí)間段內(nèi)，還原糖的量不斷下降，下降的速度很快；15～30 d時(shí)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(méi)有消耗太多的還原糖； 15～30 d時(shí)間段內(nèi)還原糖的含量又呈下降趨勢(shì).

3 討論

0～5 d這段時(shí)間溫度在不斷上升，這說(shuō)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(zhǎng)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(guò)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(guò)程中的最大值，這與文獻(xiàn)報(bào)道相一致[12].5～60 d這段時(shí)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(shí)觀察到前期和中期時(shí)間較短也不易區(qū)分，后期發(fā)酵時(shí)間較長(zhǎng)，推測(cè)這樣的時(shí)間分布有助于酒醅固態(tài)發(fā)酵過(guò)程中發(fā)酵成分的生成和質(zhì)量的提升.

在0～20 d這段時(shí)期內(nèi)微生物的數(shù)量和生長(zhǎng)狀態(tài)處于最高和最好的時(shí)期，在這一段時(shí)期內(nèi)微生物處于快速生長(zhǎng)的時(shí)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(gè)時(shí)期在發(fā)酵過(guò)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?yàn)榘l(fā)酵過(guò)程已經(jīng)進(jìn)入了后期，微生物停止生長(zhǎng)和死亡，所以酸的量沒(méi)有很大的變化.

20～60 d可以看出在這段時(shí)間內(nèi)微生物的數(shù)量沒(méi)有太大的生長(zhǎng)波動(dòng)，所以導(dǎo)致了酒精的量沒(méi)有太大的變化.在發(fā)酵的前期微生物一直在大量生長(zhǎng)，新陳代謝的主要能量和產(chǎn)物主要用于微生物的生長(zhǎng)和繁殖，所以酸的量增長(zhǎng)的很少.由0～60 d的曲線可知，微生物處于快速生長(zhǎng)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(lái)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(kāi)始進(jìn)入發(fā)酵的后期.

因?yàn)樵诎l(fā)酵的前中期微生物的生長(zhǎng)需要很多能量，所以這段時(shí)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?yàn)檫€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(jí)醇的生成受外界波動(dòng)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(gè)獨(dú)立的體系[21].湯向陽(yáng)等也認(rèn)為窖齡的延長(zhǎng)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].