酸度對濃香型大曲酒發(fā)酵的影響及其控制措施

任 飛，朱文優(yōu)，程文浩

（1.西南科技大學(xué) 生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川 綿陽 621010；2.宜賓學(xué)院固態(tài)發(fā)酵資源利用四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 宜賓 644000）

大曲酒的酒精發(fā)酵是厭氧發(fā)酵，酵母菌要分解大量的可發(fā)酵性糖，以獲得所需的能量。酵母菌細(xì)胞內(nèi)通過糖酵解（embden-meyerhof-pathway，EMP）途徑會(huì)產(chǎn)生還原型輔酶I（nicotinamide adenine dinucleotide，NADH），但產(chǎn)生的量并不多，如不及時(shí)將NADH氧化生成氧化型輔酶I（nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+），糖的分解產(chǎn)能將會(huì)中斷。大曲酒的發(fā)酵實(shí)質(zhì)上就是酵母菌在厭氧條件下，將經(jīng)過EMP途徑生成的丙酮酸繼續(xù)降解生成乙醇，糖酵解加速，NAD+和NADH周轉(zhuǎn)較快，從而獲得維持自身新陳代謝所需的能量，酵母菌通過厭氧發(fā)酵可以產(chǎn)生大量的乙醇[1]。

酸是形成濃香型大曲酒香味成分的前體物質(zhì)，其本身也是酒體中的一種重要的呈味物質(zhì)。入窖酸度對微生物群落的演變以及代謝產(chǎn)物的生成具有重要影響。該文綜述了酸度對濃香型大曲酒發(fā)酵的影響，在大曲酒的釀造過程中，控制糟醅合適的入窖酸度，給有益微生物的生長、繁殖、發(fā)酵創(chuàng)造良好條件，有助于提高濃香型大曲酒的產(chǎn)量和質(zhì)量[4-5]。

1 酸度對大曲酒發(fā)酵的意義

1.1 有助于淀粉的糊化和糖化

母糟中的碳水化合物經(jīng)微生物的發(fā)酵作用產(chǎn)生各種有機(jī)酸，如乙酸、乳酸、丁酸、己酸等，合理利用母糟，可以為入窖糟醅提供合適的酸度。有機(jī)酸不利于淀粉吸水糊化，可以抑制糟醅中有害雜菌的繁殖和代謝。當(dāng)pH值＞10.0時(shí)，淀粉會(huì)快速糊化，而隨著酸度增加或pH降低，淀粉的糊化會(huì)受到抑制，當(dāng)pH值在4～7的范圍內(nèi)酸度對糊化的影響不明顯。因此，合適的酸度有利于控制淀粉的糊化程度，從而達(dá)到“熟而不粘，內(nèi)無生心”的效果[6-7]。

糖化和發(fā)酵作用都是在微酸性條件下進(jìn)行的，入窖糟醅的酸度在一定范圍內(nèi)，以及糟醅發(fā)酵過程中酸度的適度增加，這都有利于發(fā)酵前期淀粉的糖化作用，同時(shí)抑制部分有害雜菌的生長繁殖，濃香型大曲酒的糟醅中含有多種有機(jī)酸，具有較強(qiáng)的緩沖能力，這對糖化酶的催化活性有一定的保護(hù)作用。

1.2 抑制雜菌，有利于大曲酒發(fā)酵

酸度（pH值）除對細(xì)胞產(chǎn)生直接影響外，還會(huì)影響微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，影響環(huán)境中有害物質(zhì)對微生物的毒性，影響代謝途徑中各種酶的活性，影響代謝產(chǎn)物的形成[8-9]。通常情況下，酵母菌和霉菌的最適生長pH值為4.5～5.5，細(xì)菌的最適生長pH值為6.5～7.5[10]。名酒廠的生產(chǎn)實(shí)踐證明，濃香型大曲酒入窖酸度在1.2～1.7之間較為適宜，發(fā)酵糟醅的酸度過高或過低均不利于濃香型大曲酒的發(fā)酵。適宜的入窖酸度不僅有利于細(xì)菌、酵母菌等有益的微生物的生長、繁殖，形成優(yōu)勢菌，而且可以抑制有害微生物的生酸作用，因而出窖糟醅的酸度增加不大，為控制下排入窖糟醅的酸度創(chuàng)造有利條件，減緩窖池老化。入窖酸度不當(dāng)，不僅直接影響微生物的種類和數(shù)量，嚴(yán)重者會(huì)影響整個(gè)窖池的微生態(tài)體系[11-12]。

合適的酸度有利于抑制雜菌的生長繁殖、可以促進(jìn)酵母菌的生長和發(fā)酵[13]?？刂葡募驹沲娜虢阉岫仍诮湍妇淖钸m酸度（pH值4.5左右），從而有效抑制雜菌的生長繁殖，生產(chǎn)上叫“以酸治酸”，即通過控制糟醅合適的入窖酸度來抑制雜菌的生長繁殖，防止大量產(chǎn)酸，有利于酵母菌生長占優(yōu)勢，控制發(fā)酵緩慢升溫[14-15]。

如果入窖糟醅的酸度過高，大曲酒發(fā)酵過程中的有益菌（主要是細(xì)菌和酵母菌）就不能很好地生長繁殖，細(xì)菌產(chǎn)生的淀粉酶、糖化酶減少，不利于淀粉的糖化和酵母菌的酒精發(fā)酵，導(dǎo)致出窖糟醅的殘余淀粉含量較高，出酒率下降[16]。如果入窖糟醅的酸度過低，糟醅中的細(xì)菌會(huì)大量繁殖同時(shí)產(chǎn)生細(xì)菌淀粉酶、糖化酶，會(huì)導(dǎo)致前期發(fā)酵升溫過猛，導(dǎo)致酵母菌早衰，不利于大曲酒的發(fā)酵[17]。

1.3 有利于酯化作用

大曲酒發(fā)酵過程中，酒醅中的有機(jī)酸是產(chǎn)生大曲酒香味成分的前體物質(zhì)，有機(jī)酸本身也是酒體中的一種重要的呈味物質(zhì)。在濃香型白酒中，乙酸、己酸、乳酸、丁酸這四種有機(jī)酸的總含量占總酸的90%以上。白酒中的酸類物質(zhì)約為白酒香味成分總量的14%～16%[18]。大曲酒發(fā)酵過程中，糟醅中的酸類物質(zhì)含量的增加有利于酸醇酯化反應(yīng)的進(jìn)行[19]。乳酸主要是由乳酸菌產(chǎn)生的，乳酸是酵母菌酯化產(chǎn)生酯類香味成分的前體物質(zhì)[20-21]。濃香型大曲酒入窖糟醅的酸度過低時(shí)，所產(chǎn)的酒無濃香風(fēng)格，味單調(diào)，但是過高的入窖酸度會(huì)抑制釀酒有益微生物（主要是酵母菌）的生長和代謝活動(dòng)。從而導(dǎo)致發(fā)酵受阻，因而不產(chǎn)酒或少產(chǎn)酒[22]。

2 酸度的控制措施

2.1 低溫入窖，緩慢發(fā)酵

在濃香型大曲酒的生產(chǎn)過程中，控制酸度可以采取以下措施：降低入窖淀粉濃度、使用陳曲、減少用曲量、控制合適的入池水分、降低入窖溫度等[23]。低溫入窖，緩慢發(fā)酵對濃香型大曲酒的生產(chǎn)最為重要。

揚(yáng)中市位于鎮(zhèn)江市東部江心，黃金水道——長江中下游，蘇南現(xiàn)代化建設(shè)示范區(qū)內(nèi)，是由太平洲、中心沙、雷公島、西沙島組成的城市。其東北與泰州、揚(yáng)州隔江相望，西南與鎮(zhèn)江、常州一衣帶水，南橋與滬寧高速公路和京滬鐵路相接，北渡可聯(lián)京滬高速公路。其距上海浦東國際機(jī)場與南京祿口國際機(jī)場分別為2.5小時(shí)和1.5小時(shí)車程。

入窖溫度低，一般封窖后8～12 d才升至發(fā)酵最高溫度，溫度緩慢升高，符合濃香型大曲酒發(fā)酵溫度變化的“前緩、中挺、后緩落”的要求。糖化酶作用緩慢，封窖后還原糖逐漸產(chǎn)生，酵母發(fā)酵比較緩慢，酵母始終保持較高的發(fā)酵力。抑制了有害雜菌生長，故酒質(zhì)醇和、雜味較少[6]。

低溫緩慢發(fā)酵是濃香型大曲酒發(fā)酵工藝的關(guān)鍵。低溫緩慢發(fā)酵有利于生成濃香型白酒的主體香味物質(zhì)—己酸乙酯；有利于醇甜類物質(zhì)的生成；可以控制高級醇的產(chǎn)生，避免酒出現(xiàn)苦、澀、辣等怪雜味。低溫入窖并控制合適的入窖酸度，有利于發(fā)酵前期緩慢升溫，酒醅中的乙醇含量逐漸增加，能有效抑制細(xì)菌的生長繁殖，防止酒醅升溫過猛，酸度增加較為緩慢，有利于大曲酒的邊糖化邊發(fā)酵，出窖時(shí)糟醅的殘余淀粉含量低，酸度增加合適，酒精含量高，原料出酒率高。如果入窖溫度高，淀粉消耗和酸度增加都較快，出窖時(shí)母糟殘余淀粉含量、酸度都較高，酒精含量卻相對減少，出酒率較低[6]。

在濃香型大曲酒生產(chǎn)過程中，采用低溫入窖有利于醇甜物質(zhì)的形成、控酸產(chǎn)酯、控制高級醇的形成、抑制有害菌的生長繁殖、加速新窖老熟和提高酒質(zhì)[24]。在地溫低于15 ℃時(shí)，入窖溫度為13～14 ℃；地溫達(dá)到15～20 ℃時(shí)，則入窖溫度為15.5～20.5 ℃；地溫達(dá)到20～25 ℃時(shí)，控制入窖溫度在20.5～25 ℃，地溫如果達(dá)到25～30 ℃，入窖溫度平地溫[25]。

在濃香型大曲酒的生產(chǎn)過程中，糟醅入窖后適當(dāng)踩窖能減少入窖糟醅的空氣含量，可以抑制醋酸菌的繁殖，減少生酸，有利于濃香型大曲酒的緩慢發(fā)酵。在夏季濃香型大曲酒的生產(chǎn)過程，氣溫比較高、母糟酸度大、入窖糟醅容易污染雜菌，利用細(xì)菌和酵母菌最適宜生長溫度的差異，采用低溫入窖，一方面可以防止酵母菌因發(fā)酵溫度過高而大量產(chǎn)酸，另一方面也有利于抑制雜菌的生長繁殖，控制酒醅緩慢發(fā)酵。

2.2 使用陳曲，控制用曲量

大曲作為大曲酒發(fā)酵的糖化劑和發(fā)酵劑，含有豐富的菌系和酶系。大曲既是釀造濃香型大曲酒的糖化發(fā)酵劑，又是釀酒的重要原料，同時(shí)為釀酒提供部分風(fēng)味物質(zhì)或風(fēng)味前體物質(zhì)，對白酒的香型風(fēng)格有著舉足輕重的作用，故釀酒行業(yè)有“曲乃酒之骨”的說法[26]。在制曲過程中，有大量的產(chǎn)酸菌進(jìn)入曲坯，乳酸菌是大曲中的優(yōu)勢菌群[27]。

大曲經(jīng)曲房培養(yǎng)成熟后，經(jīng)過3～6個(gè)月的貯存成為陳曲。在大曲貯存過程中，產(chǎn)酸菌失去繁殖能力或死亡，減少了大曲酒發(fā)酵過程中產(chǎn)酸菌的數(shù)量。使用貯存期較短的大曲釀酒時(shí)，產(chǎn)酸菌在大曲酒的前發(fā)酵階段會(huì)大量生長繁殖，產(chǎn)生淀粉酶、糖化酶等，導(dǎo)致淀粉糖化過快，酵母菌發(fā)酵旺盛，糟醅升溫過猛會(huì)導(dǎo)致酵母菌早衰，不利于酵母菌的酒精發(fā)酵[28]。

在大曲酒的生產(chǎn)過程中強(qiáng)調(diào)使用陳曲，在夏季大曲酒的生產(chǎn)過程中使用陳曲可以防止“升溫過猛、生酸過快”的情況出現(xiàn)，控制發(fā)酵時(shí)糟醅的品溫變化符合大曲酒發(fā)酵“前緩、中挺、后緩落”的規(guī)律，可以預(yù)防在夏季大曲酒生產(chǎn)過程中產(chǎn)量、質(zhì)量嚴(yán)重下降[29]。熱季入窖溫度比冷季高，大曲的糖化酶活性隨溫度的升高而增大，所以在不影響糖化發(fā)酵正常進(jìn)行的情況下，適當(dāng)減少用曲量以防止前火來得太快，發(fā)酵品溫過高而導(dǎo)致酒醅生酸[30]。

2.3 加強(qiáng)滴窖，大汽沖酸

黃水是窖池內(nèi)酒醅向下層滲漏的黃色淋漿水，是母糟長期發(fā)酵的產(chǎn)物。黃水含有約4%～5%（V/V）的乙醇、1%～2%的殘余淀粉、0.3%～0.7%的殘?zhí)?，還含有醋酸、腐殖質(zhì)和酵母菌體的自溶物，以及一些經(jīng)過馴化后的己酸菌和大曲酒的香味前體物質(zhì)。黃水的酸度較大，pH值在2.5～4.2[31]。所以在夏季滴窖特別重要，要使母糟中的黃水滴盡，強(qiáng)化滴窖控酸；盡量降低出窖糟醅的水分含量。

滴窖過程中要勤舀，一般每窖需要舀黃水5～6次，滴窖的目的在于防止酒醅的酸度過高、酒醅含水太多，不利于蒸酒，防止糠殼用量過大而影響下一排的酒質(zhì)。沒有滴窖，或滴窖時(shí)間短，或滴窖不勤舀，母糟中含黃水多，酸度必然升高。

從蒸餾操作控制入池酸度可以采取多流酒尾、大汽沖酸的方法。酒尾中除含有揮發(fā)酸和非揮發(fā)酸外，還含有一些發(fā)酵阻礙物如高級醇類、醛類物質(zhì)。實(shí)踐證明采用多流酒尾、大汽沖酸的措施可以去除蒸酒后殘留于酒醅中的一部分酸類物質(zhì)，是行之有效的控酸措施[23]。

2.4 控制輔料（糠殼）的用量

在濃香型大曲酒的發(fā)酵過程中，糠殼是優(yōu)良的填充劑和疏松劑，可以稀釋淀粉濃度、降低酸度、吸收發(fā)酵過程產(chǎn)生的酒精、保持漿水、有利于發(fā)酵和蒸餾。一般要求糠殼新鮮、干燥，呈金黃色，不帶霉?fàn)€味。使用前還需要預(yù)先把糠殼清蒸30～40 min，以驅(qū)除糠殼中的異雜味和有害物質(zhì)[14]。作為輔料，糠殼用量過大，發(fā)酵糟疏松，窖池內(nèi)空氣較多，因而促使酵母菌大量繁殖而使品溫快速升高，酵母過早鈍化，導(dǎo)致雜菌大量繁殖生酸。一般糠殼的用量為投糧量的17%～22%，冬多夏少[1，25]。如果出窖酸度不太高，可考慮采用“加回減糠”的辦法，即加大回醅量以減少稻殼用量，這樣既能提高入窖酸度，又能減少用糠量[21]。

出窖酸度高的母糟，尤其是秋季轉(zhuǎn)排階段應(yīng)多用一些谷殼，從而降低糧醅的入池酸度、減少發(fā)酵抑制物濃度等，可以盡快恢復(fù)入窖糟醅的活性，避免因壓排期較長而帶來的不利影響。出窖酸度低的母糟，以及轉(zhuǎn)排后的生產(chǎn)階段，可以少用谷殼，更有利于保證產(chǎn)酒質(zhì)量[32]。

秋季轉(zhuǎn)排困難的主要原因是入窖糟醅的酸度太大，降低入窖糟醅的酸度有利于轉(zhuǎn)排。一是大汽排酸工藝，既可提高壓池酒的質(zhì)量，提高排酸效果；二是通過適量退醅，增加稻殼用量，進(jìn)一步降低酸度，使其達(dá)到合適的入窖酸度，同時(shí)也可除去一部分由于長期發(fā)酵過程中香醅內(nèi)積聚的過多發(fā)酵阻礙物，削弱發(fā)酵阻力，為發(fā)酵微生物提供一個(gè)良好的外部環(huán)境[33]。在夏季，為了降低酒醅的淀粉濃度，控制酒醅升溫過高而引起生酸“掉排”，適當(dāng)加大回醅量，將糧醅比由1.0∶3.6～1.0∶4.2擴(kuò)大到1.0∶4.8～1.0∶5.0，最高不超過1.0∶5.2，采用大醅比的操作法，以利于安全生產(chǎn)，安全度夏[34]。

糠殼的用量需要靈活掌握，如果出窖糟醅的酸度過大或者殘余淀粉濃度過高時(shí)，需要適當(dāng)增加糠殼的用量以排除一部分舊底醅，增加新醅。有利于降低入窖糟醅的淀粉濃度和酸度、以及入窖糟醅中發(fā)酵阻礙物的濃度，有利于濃香型大曲酒發(fā)酵的正常進(jìn)行[20]。

2.5 搞好環(huán)境衛(wèi)生、加強(qiáng)窖池管理

在釀酒生產(chǎn)操作中，搞好環(huán)境衛(wèi)生是多產(chǎn)酒、產(chǎn)好酒的關(guān)鍵。夏季氣溫高、濕度大，有利于細(xì)菌和青霉菌等有害微生物的大量繁殖，有害微生物通過生產(chǎn)場地和工具進(jìn)入入窖糟醅，導(dǎo)致發(fā)酵升溫過快，不利于濃香型大曲酒的正常發(fā)酵[35]。保持生產(chǎn)場地、生產(chǎn)工具和設(shè)備以及窖池周邊的清潔衛(wèi)生，減少雜菌感染，從而保證酒醅的正常發(fā)酵。

糟醅入窖后需要用窖皮泥封窖。封窖的目的是為了使酒醅與外界空氣隔絕，杜絕空氣和雜菌侵入，抑制窖內(nèi)好氧性細(xì)菌的生長代謝，也可以防止酵母菌在空氣充足時(shí)大量利用可發(fā)酵性糖進(jìn)行繁殖，影響正常的酒精發(fā)酵，導(dǎo)致大曲酒產(chǎn)量下降，封窖提供的厭氧環(huán)境有利于濃香型大曲酒的正常發(fā)酵[26]。

研究表明，己酸乙酯是濃香型大曲酒的主體香味成分，它是由窖泥中的己酸菌等有益微生物代謝產(chǎn)生的，加強(qiáng)窖池管理，有利于保護(hù)窖泥中功能性微生物群落[36-37]。只要封窖嚴(yán)密，加強(qiáng)管理，即使發(fā)酵期較長，也不會(huì)產(chǎn)生燒醅現(xiàn)象，酒醅酸度也不會(huì)很高。但是封窖不嚴(yán)，管窖不及時(shí)，如果窖皮泥出現(xiàn)裂口，可能會(huì)引起酒醅發(fā)燒、霉變、生酸，還可能使酒帶上邪雜味。加強(qiáng)窖池管理，如果窖皮泥裂口，好氧生酸菌大量進(jìn)入和繁殖，會(huì)造成酒醅酸度增加，出酒率和酒質(zhì)降低。大曲酒發(fā)酵時(shí)間過長、管窖不及時(shí)、以及環(huán)境衛(wèi)生差都會(huì)導(dǎo)致酒醅酸度增高。

3 展望

控制適宜的入窖糟醅的酸度，有利于大曲酒的正常發(fā)酵并提高大曲酒的產(chǎn)量和質(zhì)量。從5月-10月，由于入窖溫度較高（20 ℃以上），發(fā)酵升溫過猛，不利于大曲酒的生產(chǎn)，同時(shí)造成出窖糟醅酸度過高，不利于秋季轉(zhuǎn)排。熱季改變生產(chǎn)作息時(shí)間，盡量在氣溫低的時(shí)段生產(chǎn)，從而降低大曲酒糟醅的入窖溫度，或者在生產(chǎn)車間設(shè)置溫控系統(tǒng)以降低環(huán)境溫度，在前發(fā)酵階段進(jìn)行控溫，使發(fā)酵糟醅的品溫變化符合“前緩、中挺、后緩落”的規(guī)律，夏季可以防止大曲酒生產(chǎn)過程中出現(xiàn)嚴(yán)重掉排，同時(shí)減小生酸幅度，有利于秋季轉(zhuǎn)排。