濃香型白酒新老窖池分層池底窖泥鈣含量差異及其影響因素

張會(huì)敏，孟雅靜，王艷麗，陳泳興，李安軍，梁金輝，周慶伍，王 錄，張 嚴(yán)，邢新會(huì)

（1.安徽省固態(tài)發(fā)酵工程技術(shù)研究中心，安徽 亳州 236820；2.清華大學(xué) 化學(xué)工程系，北京 100084）

窖泥對濃香型白酒發(fā)酵具有重要作用。而新窖泥有時(shí)會(huì)出現(xiàn)白色顆粒析出，形成“退化”窖泥，甚至鈣化板結(jié)的現(xiàn)象[1]。陳彬等[2]證實(shí)板結(jié)窖泥中鈣元素含量高，仲幾曉等[3]證實(shí)窖泥灰白色團(tuán)塊中含量最高的金屬元素是鈣元素，且通過乳酸強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)證實(shí)乳酸的額外加入導(dǎo)致新窖泥灰白色團(tuán)塊析出，而老窖泥中并無白色團(tuán)塊析出。劉大江等[4]證實(shí)窖泥的白色團(tuán)塊主要為乳酸鈣。表明窖泥中鈣和乳酸的含量變化對窖泥質(zhì)量具有重要影響。

現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明，隨窖齡增加，窖泥質(zhì)量提高[5]，窖泥菌群多樣性[5-6]和豐度[7]增加，乳酸含量和鈣含量減少[8]，pH值升高[1，2，5，8-10]。窖泥老熟過程中，不斷受黃水浸潤影響，黃水中有機(jī)酸以乳酸為主[1，5]，新鮮黃水中乳酸含量高達(dá)80 g/L[11]。老窖泥中豐富的乳酸降解菌[12-13]可以降解乳酸，從而提高pH值；而新窖泥菌群豐度較低[7]，乳酸降解功能比較弱，新窖泥pH值較低。因此，有必要深入分析新、老窖泥中鈣（鈣離子與固體鈣）含量差異及其與pH值、乳酸含量之間的關(guān)系。

基于新、老窖池池底窖泥理化性質(zhì)隨取樣深度的梯度變化差異[14]，本研究選取安徽省北部某著名濃香型白酒公司的新、老窖池，進(jìn)行分層分位點(diǎn)池底窖泥取樣，分別分析新、老窖池池底窖泥中可溶性鈣離子、相對鈣含量與pH值、乳酸的關(guān)系，為窖泥“退化”，“鈣化”現(xiàn)象提供部分理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

窖泥樣本：安徽北部某知名濃香型白酒企業(yè)；試驗(yàn)所用試劑為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

FE20 pH計(jì)：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；6890氣相色譜儀：美國Agilent公司；Acquity超高效液相色譜儀：美國Waters公司；ICS5000+離子色譜儀（配ICS-5000+-DC電導(dǎo)檢測器）：美國Thermo Fisher公司；XRF-1800 X射線熒光光譜儀：日本島津公司；XD6多晶X射線衍射儀：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

1.3 方法

1.3.1 分層分位點(diǎn)池底窖泥樣本采集方法

分別選取窖齡不同而發(fā)酵工藝相同的新窖池（窖齡5年）和老窖池（窖齡≥50年）各6個(gè)，采用三位點(diǎn)四層取樣法[14]對池底窖泥取樣，四個(gè)取樣深度為：0～1 cm，1～3 cm，3～5 cm和5～7 cm。角點(diǎn)（Corner）窖泥樣本依次標(biāo)注為：Cor_01，Cor_13，Cor_35和Cor_57；中心點(diǎn)（Center）窖泥樣本標(biāo)注為：Cen_01，Cen_13，Cen_35和Cen_57；四分之一點(diǎn)（Quarter）窖泥樣本標(biāo)注為：Qua_01，Qua_13，Qua_35和Qua_57。新、老窖泥樣本分別添加“Y_”、“O_”前綴表示。如老窖池中心點(diǎn)1～3 cm的窖泥樣本標(biāo)注為O_Cen_13。每個(gè)窖池12個(gè)窖泥樣本，共144個(gè)窖泥樣本。

1.3.2 pH值、乳酸和可溶性鈣離子含量分析

使用pH計(jì)檢測窖泥pH值（將新鮮窖泥與去離子水按1∶3質(zhì)量體積比混勻靜置檢測[1]）。將新鮮窖泥與去離子水按照1∶9（g∶mL）混勻，30 ℃超聲波處理40 min，0.22 μm濾膜過濾后，采用液相色譜法檢測乳酸含量[11]，采用離子色譜法檢測可溶性Ca2+濃度[14]?？偣?2個(gè)窖池144個(gè)窖泥樣本。

1.3.3 泥中碳酸鈣定性分析與相對鈣含量的半定量分析

新鮮窖泥經(jīng)風(fēng)干粉碎過80目篩，使用多晶X射線衍射（X-ray diffraction，XRD）儀定性檢測是否有碳酸鈣[15]。新鮮窖泥經(jīng)風(fēng)干粉碎過40目篩，于106 ℃下烘干1 h冷卻后，將樣品放入聚氯乙烯環(huán)（φ30）中，壓樣機(jī)壓樣。使用X射線熒光光譜（X-ray fluorescence spectrum，XRF）儀自帶標(biāo)準(zhǔn)曲線的定性-定量（Qual-Quant）方法[16]在氧化物模式下進(jìn)行氧化鈣的半定量分析，并非單純檢測氧化鈣，而是代表可以轉(zhuǎn)化為氧化鈣的相對鈣含量，包括碳酸鈣、氫氧化鈣等，主要為窖泥原材料黃淤土中的碳酸鈣等成分。共檢測了新、老窖池各3個(gè)，總共6個(gè)窖池的72個(gè)窖泥樣本。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

皮爾森相關(guān)性系數(shù)和線性回歸分析通過Origin 9.0實(shí)現(xiàn)。差異顯著性分析通過方差分析（SPSS 24.0）實(shí)現(xiàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 鈣離子、相對鈣含量與碳酸鈣的分布規(guī)律

新、老窖池分層池底窖泥的鈣離子含量和相對鈣含量的變化規(guī)律見圖1。由圖1可知，首先，在縱向上，新、老窖泥中，鈣離子含量和相對鈣含量呈相反的變化規(guī)律，前者隨窖泥深度減少而增加，后者隨窖泥深度的減小而減小。與老窖泥的相對鈣含量相比，新窖泥相對鈣含量的遞減趨勢逐漸增強(qiáng)，依次減少為相同深度老窖泥的87.47%，77.27%，49.52%和30.24%（圖1A）。分析窖泥中可溶性鈣離子的來源，一部分來自于糧食降解和釀酒用水，一部分來自窖泥原材料黃淤土[9]的鈣鹽解離。前者在新、老窖泥中基本相同，因此，推測新、老窖泥鈣離子含量差異主要與后者，即黃淤土（主要為碳酸鈣）的鈣解離程度有關(guān)。已知碳酸鈣、氫氧化鈣等解離受pH值的影響，窖泥pH值與其酸的含量有關(guān)。乳酸是窖泥中含量最大的有機(jī)酸[5，14]，碳酸鈣可以用于中和乳酸[17]等以提高pH值。窖泥中解離的鈣離子的含量越多，在發(fā)酵過程中鈣離子隨黃水洗脫而流失得越多，因此，窖泥中相對鈣含量與鈣離子呈相反的變化規(guī)律。本研究數(shù)據(jù)證實(shí)新、老窖泥中乳酸的含量確實(shí)隨窖泥深度減少而增加。新、老窖泥的鈣離子和相對鈣含量在0～3 cm差異最顯著，總體來說，0～3 cm新窖泥的鈣離子含量為0～3 cm老窖泥的6.62倍，0～3 cm新窖泥的相對鈣含量為0～3 cm老窖泥的39.88%。目前對表層新、老窖泥理化性質(zhì)的研究[1，5]證明其乳酸含量差異顯著，與本研究數(shù)據(jù)推測一致。

其次，在橫向上，新、老窖泥鈣離子和相對鈣含量在三個(gè)位點(diǎn)（中心點(diǎn)、四分之一點(diǎn)和角點(diǎn)）的含量規(guī)律略有差異。老窖泥鈣離子和相對鈣含量在三個(gè)位點(diǎn)的變化規(guī)律基本一致（圖1B），新窖泥鈣離子和相對鈣含量在三個(gè)位點(diǎn)的變化規(guī)律并不一致，尤其是鈣離子，其在三個(gè)位點(diǎn)按照中心點(diǎn)、四分之一點(diǎn)和角點(diǎn)的順序略有降低。該結(jié)果表明，經(jīng)過50多年的發(fā)酵，老窖池池底泥的鈣含量在水平方向分布均勻，而新窖池池底泥在水平方向上則有顯著差異。推測鈣離子含量差異與乳酸等酸的含量差異導(dǎo)致的鈣解離差異有關(guān)。本研究數(shù)據(jù)顯示，乳酸在三個(gè)位點(diǎn)按照中心點(diǎn)、四分之一點(diǎn)和角點(diǎn)的順序略有降低，與鈣離子的含量變化規(guī)律一致，與推測一致。

深入分析新、老窖池池底泥的乳酸含量在橫向方向上的差異。一方面，黃水是窖泥營養(yǎng)物質(zhì)的來源[18]，其乳酸含量高達(dá)80 g/L且新老窖池黃水乳酸含量無顯著差異[11]（P＞0.05）。另一方面，新窖泥菌群豐度比老窖泥小約3個(gè)數(shù)量級(jí)[7]，其中包括降解乳酸的菌[12，19]。推測新、老窖泥乳酸含量差異主要受其乳酸降解菌豐度差異的影響。新窖池角點(diǎn)的菌群豐度確實(shí)顯著高于中心點(diǎn)和四分之一點(diǎn)[14]，與推測一致。此外，可能與三個(gè)位點(diǎn)黃水的滲透差異有關(guān)。首先，從滲透面來說，中心點(diǎn)與四分之一點(diǎn)黃水是360°全方位滲透，角點(diǎn)黃水是90°滲透。其次，受黃水浸泡的影響，池底平面容易形成中間低四周高的情況。黃水浸泡時(shí)間，按照中心點(diǎn)、四分之一點(diǎn)和角點(diǎn)的順序遞減。因此，窖泥中酸的含量按照相同順序依次降低，形成了鈣離子含量在中心點(diǎn)幾乎不存在、在四分之一點(diǎn)很微弱，只有在角點(diǎn)較顯著的現(xiàn)象，最終角點(diǎn)鈣離子的縱向遞變規(guī)律較接近老窖泥。

圖1 新（A）、老（B）窖池分層池底泥中鈣離子與相對鈣含量的分布規(guī)律Fig.1 Distribution of calcium ions and relative calcium content in layered young (A) and old (B) bottom-pit mud

綜上，推測表層新、老窖泥鈣離子和相對鈣含量差異主要由兩者乳酸降解能力差異導(dǎo)致的乳酸含量差異所致；而新窖泥三個(gè)位點(diǎn)的鈣離子和相對鈣含量差異除了與菌群豐度差異有關(guān)，還可能與黃水中乳酸的滲透差異有關(guān)。窖泥菌群的乳酸降解能力在新、老窖泥質(zhì)量差異中起主要作用，而黃水（乳酸）的滲透作用對新窖池池底不同位點(diǎn)窖泥質(zhì)量差異起次要作用。

鑒于新、老窖池表層池底窖泥中鈣離子和相對鈣含量的顯著差異，窖泥黃淤土[9]中廣泛存在碳酸鈣。進(jìn)一步通過XRD定性檢測新、老窖泥中碳酸鈣的存在，以碳酸鈣為例，驗(yàn)證窖泥中鈣鹽被酸解的程度。碳酸鈣的定性檢測結(jié)果見表1。由表1可知，老窖泥中，1～7 cm所有樣本，一個(gè)0～1 cm樣本（O_Cen_01）的檢測結(jié)果為陽性。新窖泥中，表層0～1 cm樣本，絕大多數(shù)1～3 cm樣本，一個(gè)3～5 cm（Y_Cen_35）和一個(gè)5～7 cm樣本（Y_Cor_57）的檢測結(jié)果均為陰性。因此，與老窖泥相比，新窖泥碳酸鈣的XRD檢測線下移約2 cm，兩者的碳酸鈣含量差異主要表現(xiàn)在表層0～3 cm，推測其差異與表層新、老窖泥pH值差異，即酸含量差異有關(guān)。結(jié)果顯示，表層新、老窖泥乳酸含量差異顯著，進(jìn)一步說明了新窖泥中相對鈣含量小于老窖泥，間接說明了新窖泥中鈣離子含量大于老窖泥。

表1 通過X射線衍射對新老窖池分層池底泥中的碳酸鈣定性分析結(jié)果Table 1 Qualitative analysis results of calcium carbonate in layered young and old bottom-pit mud through X-ray diffraction

2.2 鈣離子和相對鈣含量與pH值的相關(guān)性分析

建立新、老窖池分層池底窖泥鈣離子含量與pH值的皮爾森相關(guān)性分析和線性回歸分析，結(jié)果見圖2。由圖2可知，新、老窖泥鈣離子含量與pH值均呈負(fù)相關(guān)，即：窖泥鈣離子含量隨pH值的增加而減少。新老窖泥鈣離子含量與pH值呈線性關(guān)系，新窖泥的擬合度較低（R2Adj=0.167 5），方程式為：y=-214.265 8x+2 451.697；老窖泥的擬合度更高（R2Adj=0.648 0），方程式為：y=-69.009 1x+675.216 8。推測老窖泥中鈣離子和pH值相對穩(wěn)定，離散程度較小，所以鈣離子和pH值線性回歸曲線的擬合度也較高。與老窖泥相比，新窖泥鈣離子含量隨pH值增加而減少的幅度更大，初始鈣離子濃度更大，結(jié)合表1數(shù)據(jù)，推測可能是新窖泥中鈣鹽在其低pH環(huán)境下過度解離，致使鈣離子與pH值失去線性關(guān)系所致，并非新窖泥中鈣離子含量受pH值的影響小。

與線性回歸相比，新窖泥鈣離子含量與pH值更適合高斯（Gauss）回歸（R2Adj=0.383 7）。鈣離子含量以pH值5.14為界，先上升后降低。推測當(dāng)pH＜5.14時(shí)，窖泥中碳酸鈣和酸發(fā)生中和反應(yīng)使pH值升高，比如中和乳酸[17]，鈣離子增加；當(dāng)pH值達(dá)到5.14后，微弱的酸性無法使鈣鹽繼續(xù)解離，乳酸鈣隨pH值升高溶解度降低[23]，同時(shí)在偏中性或者弱堿性環(huán)境下，鈣離子反而更傾向于與OH-生成氫氧化鈣進(jìn)而可與環(huán)境中CO2等反應(yīng)生成碳酸鈣[21]，導(dǎo)致鈣離子含量迅速降低。本課題組數(shù)據(jù)顯示在新鮮黃水（pH 3.2～3.5）中添加過量碳酸鈣粉末，其pH值逐漸升至5左右而不再繼續(xù)升高，其pH值5與圖2B中的pH閾值5.14很接近，據(jù)此，結(jié)合圖2B的模型，推測在窖泥環(huán)境中碳酸鈣中和有機(jī)酸，可以提高pH值的上限為5.14。與新窖泥相比，老窖泥pH值普遍大于閾值5.14[5，6，14]，所以其鈣離子含量沒有形成先增加后減小的變化規(guī)律。窖泥中一些菌[12，13，22]其降解乳酸的功能需要在pH值5.0～5.8范圍內(nèi)起作用，當(dāng)pH值低于5.0時(shí)無法降解乳酸，而乳酸桿菌（Lactobacillus）甚至可以在pH值2.4時(shí)生存良好[23]，從而導(dǎo)致新窖泥中乳酸桿菌占優(yōu)勢，繼續(xù)產(chǎn)生乳酸，使pH值持續(xù)降低。由此推測，在pH值偏低且出現(xiàn)乳酸鈣白色團(tuán)塊析出的“退化”窖泥中，單純通過碳酸鈣暫時(shí)中和乳酸提高pH值，無法扭轉(zhuǎn)乳酸桿菌占優(yōu)勢和pH值降低的狀況。

圖2 新老窖池分層池底泥鈣離子含量與pH值之間的回歸分析Fig.2 Regression analysis between calcium ion content and pH value of layered young and old bottom-pit mud

建立新、老窖池分層池底窖泥相對鈣含量與pH值的皮爾森相關(guān)性分析和線性回歸，以分析其相對鈣含量受pH值的影響，結(jié)果見圖3。由圖3A可知，新、老窖泥相對鈣含量與pH值均呈正相關(guān)，且老窖泥的皮爾森相關(guān)性系數(shù)（0.750 2）顯著高于新窖泥（0.483 2）。新、老窖泥的相對鈣含量均隨pH值的增加而增加，不過老窖泥相對鈣含量受pH值的影響更大。線性回歸分析表明，老窖泥中相對鈣含量與pH值的線性回歸擬合度較高（R2Adj=0.549 9），新窖泥較低（0.210 9）。推測老窖泥中相對鈣含量受pH值影響較大，同時(shí)老窖泥的理化性質(zhì)比較穩(wěn)定，所以線性回歸的擬合度較高。推測新窖泥中相對鈣含量與pH值可能不適合直線回歸。建立新窖泥相對鈣含量與pH值的二項(xiàng)式回歸，得到了較高擬合度（R2Adj=0.530 5）。二項(xiàng)式回歸分析顯示，當(dāng)pH值小于一定閾值（約6.2）時(shí)新窖泥的相對鈣含量隨pH值增加呈上升趨勢，表明在pH值小于閾值時(shí)，隨著窖泥環(huán)境酸性減弱，鈣鹽酸解離減弱，相對鈣含量增加；當(dāng)pH值大于閾值時(shí)，新窖泥的相對鈣含量隨pH值增加呈降低趨勢。

圖3 新老窖池分層池底泥中相對鈣含量與pH值之間的回歸分析Fig.3 Regression analysis between relative calcium content and pH value of layered young and old bottom-pit mud

由圖3B可知，R2=0.585 6，擬合度較高，兩個(gè)頂點(diǎn)將曲線分為三部分。pH＜6.09時(shí)，窖泥的相對鈣含量呈上升趨勢，推測隨pH值升高，窖泥酸性降低，酸解離變?nèi)?，同時(shí)窖泥中乳酸鈣隨pH值上升溶解度降低[20]（析出白色乳酸鈣沉淀[4]），相對鈣含量增加。6.09＜pH＜7.29時(shí)，窖泥的相對鈣含量相對穩(wěn)定，呈微弱下降趨勢。推測中性環(huán)境比較適宜窖泥菌群的生長繁殖，乳酸降解菌屬[13]代謝乳酸，導(dǎo)致與乳酸根離子匹配的鈣元素的流失，使得相對鈣含量的微弱減少（7.454%～7.286%）。pH＞7.29時(shí)，窖泥的相對鈣含量呈上升趨勢。推測在弱堿性環(huán)境下，窖泥中的鈣離子更傾向于與OH-、CO32-等形成鈣鹽固定下來；同時(shí)，弱堿性環(huán)境更適合甲烷菌生存，甲烷菌的存在是窖泥老熟的標(biāo)志。老窖泥更完整的窖泥菌群代謝鏈?zhǔn)谷樗峤到饧铀?，pH值繼續(xù)升高。推測新、老窖泥鈣含量差異與乳酸等有機(jī)酸含量差異引起的鈣鹽解離差異有直接關(guān)系，與其菌群的乳酸降解功能差異有間接關(guān)系。新、老窖泥相比，前者的pH值范圍為3.8～8.3，平均值為（5.5±1.4），后者的pH值范圍為5.2～9.5，平均值為（8.3±1.4），兩者的pH值范圍差異造成了兩者相對鈣含量分布差異。

2.3 乳酸含量與pH值的相關(guān)性分析

窖泥4種主要有機(jī)酸中，乳酸的含量最大[1，5，14]，乳酸為水溶性，且乳酸pKa值（3.86）比己酸（4.83）、丁酸（4.82）和乙酸（4.74）小，即在溶解度范圍內(nèi)，同樣酸濃度條件下，乳酸溶液的酸性更強(qiáng)。為了驗(yàn)證窖泥中乳酸和pH值的關(guān)系，建立乳酸與pH值的皮爾森相關(guān)性分析和線性回歸分析，如圖4所示。新、老窖泥的乳酸含量均與pH值均呈較強(qiáng)負(fù)相關(guān)（-0.686 2，-0.789 3），乳酸含量的減少伴隨著pH值的增加。新、老窖泥乳酸與pH值的線性回歸分析顯示兩者的R2Adj分別大于（0.617 6）或者接近0.5（0.463 3），表明新、老窖泥的乳酸含量與pH值的擬合度較強(qiáng)，其中老窖泥的擬合度更強(qiáng)。新窖泥中斜率（-5 711.02）絕對值比老窖泥（-650.56）大，表明新窖泥pH值隨乳酸含量減少而增大的幅度更大，推測與新窖泥中乳酸含量較大[5]、pH值較低[5]、需要較多乳酸提供所需酸度有關(guān)。新窖泥中含量較大的乳酸可能導(dǎo)致了其中鈣鹽的過度解離（表1）。已知老窖泥菌群的豐度比新窖泥大約3個(gè)數(shù)量級(jí)[7]，推測新、老窖泥中降解乳酸的菌[12，13，26]的豐度差異對新、老窖泥中的乳酸含量差異具有重要作用，進(jìn)而影響了新、老窖泥的pH值差異。綜上，可知窖泥中乳酸含量對窖泥質(zhì)量具有重要影響作用。

圖4 新、老窖池分層池底泥乳酸含量與pH值之間的線性回歸分析Fig.4 Regression analysis between lactic acid content and pH value of layered young and old bottom-pit mud

2.4 鈣離子和相對鈣含量與乳酸含量的相關(guān)性分析

鑒于乳酸是窖泥中含量最高的有機(jī)酸，以及乳酸對pH值的影響明顯（圖4），進(jìn)一步建立新、老窖泥鈣離子與乳酸含量的皮爾森相關(guān)性分析和線性回歸關(guān)系，以驗(yàn)證窖泥鈣離子受乳酸的影響，結(jié)果見圖5。由圖5可知，通過皮爾森相關(guān)性系數(shù)可知，與新窖泥相比（0.418 6），老窖泥鈣離子與乳酸含量的相關(guān)性更強(qiáng)（0.717 6），其次，老窖泥鈣離子與乳酸的擬合度（0.508 0）高于新窖泥（0.163 5）。老窖泥中鈣離子含量受乳酸含量的影響較大，且老窖泥中鈣離子含量和乳酸鈣含量兩個(gè)理化參數(shù)的數(shù)量關(guān)系相對比較穩(wěn)定，鈣離子含量隨乳酸含量的增加而增加。

圖5 新（A）、老（B）窖池分層池底泥鈣離子含量與乳酸含量之間的線性回歸分析Fig.5 Regression analysis between calcium ion content and lactic acid content of layered young(A)and old(B)bottom-pit mud

不過，老窖泥鈣離子與乳酸的皮爾森相關(guān)系數(shù)和擬合度均稍低于其與pH值的兩個(gè)系數(shù)值（圖2），分析其原因，乳酸作為窖泥含量最大的有機(jī)酸，對pH值起主要影響作用，不過己酸、丁酸和乙酸等有機(jī)酸也對窖泥pH值有稍許影響。因此，與pH值相比，乳酸與鈣離子的皮爾森相關(guān)性系數(shù)和線性回歸擬合度值略有降低。新窖泥中乳酸含量比老窖泥大1個(gè)數(shù)量級(jí)；新窖泥中鈣離子濃度遠(yuǎn)大于老窖泥。與老窖泥相比，新窖泥鈣離子與乳酸的皮爾森相關(guān)性系數(shù)（0.418 6）和線性回歸的擬合度很?。≧2=0.163 5），推測可能過量的乳酸與鈣鹽達(dá)到反應(yīng)上限，失去線性關(guān)系所致（表1）。

建立新、老窖泥相對鈣含量與乳酸含量之間的皮爾森相關(guān)性分析和線性回歸分析，以驗(yàn)證窖泥相對鈣含量受乳酸含量的影響，結(jié)果見圖6。由圖6可知，新、老窖泥相對鈣含量與乳酸之間均呈負(fù)相關(guān)（相關(guān)系數(shù)分別為-0.517 71，-0.637 94），老窖泥中的負(fù)相關(guān)性更強(qiáng)，即窖泥乳酸含量的減少伴隨著窖泥相對鈣含量的增加。不過，新、老窖泥的相對鈣含量與乳酸之間的擬合度（0.246 5，0.389 5）都比較低。推測與新、老窖泥中相對鈣含量和乳酸含量的數(shù)值離散程度比較大有關(guān)。具體對新窖泥來說，推測其中過量乳酸的存在致使鈣鹽過度解離（表1），使其線性關(guān)系并不明晰。對老窖泥來說，其皮爾森相關(guān)性系數(shù)和擬合度均低于其相對鈣含量與pH值的系數(shù)值（圖3A），推測可能與將pH值提高到弱堿性的一些因素有關(guān)，比如OH-，CO32-等，這些離子在弱堿性環(huán)境中利于提高相對鈣含量，卻不再受乳酸含量的影響。

圖6 新老窖池分層池底泥中相對鈣含量與乳酸含量之間的線性回歸分析Fig.6 Regression analysis between relative calcium content and lactic acid content of layered young and old bottom-pit mud

3 結(jié)論

本研究統(tǒng)計(jì)分析了濃香型白酒新、老窖池分層池底泥中鈣離子、相對鈣含量的分布規(guī)律，及其分別與pH值、乳酸之間的關(guān)系：

新、老窖泥中鈣離子與相對鈣含量隨窖泥深度變化呈相反的變化規(guī)律。兩者在表層0～3cm差異最顯著。新、老窖泥乳酸含量與pH值均呈比較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)（-0.686 2，-0.789 3）。與新窖泥相比（0.463 3），老窖泥中pH值與乳酸的擬合度（0.617 6）更高。

新、老窖泥鈣離子與pH值均呈負(fù)相關(guān)（-0.4234，-0.8081），與新窖泥相比，老窖泥鈣離子與pH值的線性擬合度較高（0.648 0）。此外，新窖泥鈣離子與pH值略呈高斯回歸（R2=0.383 7），以pH=5.14為界，鈣離子隨pH值升高先增加后降低。新、老窖泥相對鈣含量與pH值均呈正相關(guān)（0.4832，0.750 2），老窖泥相對鈣含量與pH值的線性擬合度較高（0.549 9）。此外，新窖泥相對鈣含量與pH值呈較強(qiáng)二項(xiàng)式回歸（R2=0.530 5），以pH 6.2為界，相對鈣含量先增加后下降。新、老窖泥相對鈣含量整體與pH值呈較強(qiáng)三項(xiàng)式回歸，pH＜6.09時(shí)上升，6.09＜pH＜7.29時(shí)微弱下降，pH＞7.29時(shí)上升。

新、老窖泥鈣離子與乳酸均呈正相關(guān)關(guān)系（0.418 6，0.717 6），與新窖泥（0.163 5）相比，老窖泥鈣離子與乳酸的線性擬合度更高（0.508 0）。新、老窖泥相對鈣含量與乳酸均呈較強(qiáng)負(fù)相關(guān)關(guān)系（-0.517 7，-0.637 9），不過，線性擬合度均較低（0.246 5，0.389 5）。

綜上，pH值和乳酸含量差異對新、老窖泥鈣離子和相對鈣含量差異有較大影響。受表層新窖泥中鈣鹽過度解離的影響，新窖泥中鈣含量與pH值、乳酸的統(tǒng)計(jì)關(guān)系較弱。推測新、老窖泥鈣含量差異長期與其菌群乳酸降解功能差異有關(guān)，短期與乳酸含量差異所引起的鈣鹽解離差異有關(guān)。本研究為“退化”和“鈣化”窖泥的形成提供了新的理論依據(jù)。