不同年份窖泥理化指標(biāo)的對(duì)比研究

郭 杰，徐姿靜，彭 奎，唐清蘭，劉 念，劉孟華，李 覓，常少健，趙晨婕，王超凱

窖泥在濃香型白酒釀造過(guò)程中扮演了重要的角色，是釀酒微生物棲息及生長(zhǎng)繁殖的重要載體[1]。在釀酒過(guò)程中窖泥不斷與釀酒原料進(jìn)行物質(zhì)能量交換，隨著時(shí)間的推移，不同年份窖泥在理化指標(biāo)如氨態(tài)氮、有效磷、速效鉀以及礦質(zhì)元素等方面呈現(xiàn)出一定的差異性[2-3]，為研究窖泥年份、老熟程度，評(píng)價(jià)窖泥質(zhì)量提供了參考[4]。但對(duì)于窖泥顆粒特性及水分保持特性研究較少。

本研究以不同年份窖泥為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)比pH 值、水分等常規(guī)理化指標(biāo)，結(jié)合窖泥顆粒特性及水分保持特性，進(jìn)一步研究窖泥隨時(shí)間變化呈現(xiàn)出的差異性，為指導(dǎo)人工窖泥培養(yǎng)，完善窖泥評(píng)價(jià)方法增加理論依據(jù)[5]。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

酒樣：采樣具體方法見(jiàn)1.2.1。

試劑及耗材：氫氧化鈉，分析純，成都科龍?jiān)噭S。蒸餾水，由實(shí)驗(yàn)室提供。

儀器設(shè)備：pH 計(jì)，上海雷磁；甲種土壤比重計(jì)、實(shí)驗(yàn)篩、液塑限測(cè)定儀，滄州路儀試驗(yàn)儀器有限公司；干燥箱，上海一恒。其他實(shí)驗(yàn)儀器：燒杯、量筒、溫度計(jì)等。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品采集

窖泥樣品取自四川某名酒廠，窖泥年份分別為1 年、10 年、25 年、50 年，每個(gè)年份的窖泥取自兩口不同窖池。5 點(diǎn)法取樣，取樣點(diǎn)為窖池四壁、窖底對(duì)角線中心，同一口窖池的樣品混合。

1.2.2 窖泥pH值測(cè)定

測(cè)定方法參照《釀酒分析與檢測(cè)》[6]。

1.2.3 窖泥水分測(cè)定

測(cè)定方法參照《釀酒分析與檢測(cè)》。

1.2.4 窖泥干燥曲線測(cè)定[7-8]

將風(fēng)干窖泥過(guò)篩去除糠殼，再將風(fēng)干窖泥加蒸餾水至飽和狀態(tài)（液限）。將水飽和狀態(tài)下的窖泥放入烘箱105 ℃下烘制恒重，期間每隔一定時(shí)間將窖泥樣品取出稱重，記錄失水率與時(shí)間并繪制窖泥的干燥曲線。

1.2.5 窖泥粒徑分析[9]

（1）窖泥懸濁液制備。取風(fēng)干窖泥過(guò)篩0.075 mm，測(cè)定含水率，根據(jù)含水率稱取窖泥使絕干窖泥為30 g；加入200 mL 蒸餾水浸泡12 h；根據(jù)窖泥pH 值加入分散劑，本實(shí)驗(yàn)用分散劑為0.5M NaOH 20 mL。將窖泥懸濁液煮沸40 min，將懸濁液冷卻至室溫，全部轉(zhuǎn)移至1000 mL量筒中，定容至刻度。

（2）測(cè)定。用攪拌器在量筒內(nèi)沿整個(gè)懸液深度上下攪拌l min，往返約30次，使懸液均勻分布。取出攪拌器，同時(shí)開(kāi)動(dòng)秒表。測(cè)記0.5 min、1 min、5 min、15 min、30 min、60 min、120 min、240 min及1440 min的密度計(jì)讀數(shù)。每次讀數(shù)前10～20 s 將密度計(jì)小心放入量筒至約接近估計(jì)讀數(shù)的深度。每次讀數(shù)后均須測(cè)記懸液溫度，準(zhǔn)確至0.5 ℃。

（3）計(jì)算。根據(jù)密度計(jì)讀數(shù)及以下公式計(jì)算小于某粒徑顆粒所占百分比，繪制不同年份窖泥顆粒粒徑分布曲線。

式中：K——粒徑計(jì)算系數(shù)；

L——土粒有效沉降距離；

t——土粒沉降時(shí)間。

式中：L——土粒有效沉降距離；

L0——密度計(jì)浮泡中心至最低分度值距離；

L1——最低刻度值至玻璃桿各分度的距離；

V——密度計(jì)浮泡體積；

A——1000 mL量筒面積。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同年份窖泥pH值對(duì)比

不同年份窖泥的pH 值測(cè)定結(jié)果如圖1 所示。年份為1年的窖泥pH值最低為3.92，顯著低于其他3個(gè)年份窖泥pH值（p＜0.05）。年份為10年的窖泥pH 值最高為4.79，年份25 年、50 年的窖泥pH 值分別為4.48 和4.32，隨著年份的增長(zhǎng)，窖泥pH 值有小幅度的降低，但不顯著。總體上看，新窖泥pH 值較低，隨著時(shí)間推移，窖泥逐漸成熟，窖泥pH 值有一定幅度上升，到一定時(shí)期趨于穩(wěn)定。

圖1 不同年份窖泥pH值對(duì)比

2.2 不同年份窖泥含水量對(duì)比

不同年份窖泥含水量測(cè)定結(jié)果如圖2 所示。隨著窖泥年份增加，窖泥的含水量呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)：年份為1 年的窖泥含水量為44.52%，與年份為10 年的窖泥含水量45.07 %差異不顯著。年份為25 年和50 年的窖泥含水量分別為52.49 %和58.89%，水分含量顯著上升。

圖2 不同年份窖泥含水量對(duì)比

2.3 不同年份窖泥干燥曲線

不同年份窖泥的保水性通過(guò)干燥曲線來(lái)判斷，曲線斜率表示單位時(shí)間內(nèi)窖泥的失水率，斜率越大表明保水性越差，反之則表明保水性越好。不同年份窖泥干燥曲線如圖3 所示，曲線斜率隨窖泥年份增加而呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，說(shuō)明窖泥年份越長(zhǎng)，其保水性越好。與2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果相互印證，其保水性越好，在相同的工藝操作中，窖泥的水分含量越高。

圖3 不同年份窖泥水分干燥曲線

2.4 不同年份窖泥粒徑分布

本實(shí)驗(yàn)主要對(duì)比了不同年份窖泥細(xì)粒（0.075 mm）的含量，不同窖泥粒徑分布如圖4 所示。年份為1年的窖泥粒徑分布曲線與年份為10 年、25 年、50年的窖泥粒徑分布曲線差異較大，可以完全分開(kāi)，而10 年、25 年、50 年窖泥粒徑分布曲線有一定的交叉或重合。表明其1 年窖泥的顆粒組成與其他3個(gè)年份窖泥的顆粒組成差異較大。具體粒徑范圍及占比如表1 所示。1 年的窖泥較大的顆粒（0.05～0.075 mm）的顆粒較多，約占40 %，其他3個(gè)年份的窖泥大顆粒僅占15%左右。從較小顆粒（＜0.002 mm）占比來(lái)看，隨著窖泥年份增加，小顆粒占比呈增加趨勢(shì)。

表1 不同年份窖泥各粒徑范圍所占比例

圖4 不同年份窖泥粒徑分布

3 結(jié)論與討論

以四川某名酒廠不同年份窖泥為研究對(duì)象，對(duì)比了不同年份窖泥pH 值、水分、保水性、顆粒組成。不同年份的窖泥pH 值呈現(xiàn)出先上升后穩(wěn)定的趨勢(shì)，其原因可能是新窖泥在制作過(guò)程中原料呈酸性，且?guī)肓溯^多好氧微生物，其生長(zhǎng)代謝迅速，產(chǎn)生的有機(jī)酸降低了窖泥pH 值[10-11]。但隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，窖泥趨于成熟，厭氧微生物逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，代謝產(chǎn)生了堿性物質(zhì)如銨根離子等提高了窖泥pH 值[12]，同時(shí)酯化反應(yīng)消耗了部分有機(jī)酸[13]。水分呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，窖泥中的水分含量、保水性與窖泥的顆粒大小有一定關(guān)系。小顆粒占比越高，窖泥的水分含量及保水性越好。窖泥中小顆粒的多少一方面與原料土的性質(zhì)有關(guān)，另一方面可能與釀造過(guò)程中積累物質(zhì)成分有關(guān)[14]。本實(shí)驗(yàn)中，隨著窖泥年份的增加，成熟窖泥和新窖泥在顆粒組成上呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性變化，該變化規(guī)律還需進(jìn)通過(guò)一步擴(kuò)大樣品量、擴(kuò)大取樣范圍，大數(shù)據(jù)對(duì)比進(jìn)行驗(yàn)證。