不同處理對(duì)濃香型白酒窖外發(fā)酵糟醅香氣成分和理化的影響研究

王 媚，邱樹毅，黃 婷，黃 河，李 征，馮學(xué)愚，趙金松，*

（1.四川省酒業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川 成都 611230；2.貴州大學(xué) 釀酒與食品工程學(xué)院，貴州 貴陽 550025；3.四川輕化工大學(xué) 生物工程學(xué)院，四川 宜賓 644000；4.成都師范學(xué)院 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，四川 成都 611130）

濃香型白酒在中國(guó)白酒市場(chǎng)具有較高占有率[1-2]，但其以泥窖為發(fā)酵容器，自然接種（多數(shù)為未培養(yǎng)微生物[3]）的多菌種的密閉固態(tài)發(fā)酵[4]，為發(fā)酵的標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化帶來了很大的困難，實(shí)現(xiàn)發(fā)酵糟醅的窖外發(fā)酵是解決該問題的關(guān)鍵。“千年老窖萬年糟，酒好還需窖池老”的傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)表明，糟醅和窖池在濃香型白酒釀造過程中起著至關(guān)重要的作用。此外，濃香型白酒續(xù)糟發(fā)酵工藝，糟醅經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的循環(huán)發(fā)酵，累積了大量的風(fēng)味成分，濃香型白酒“窖香濃郁，綿甜甘冽，香味協(xié)調(diào)，尾凈余長(zhǎng)”的風(fēng)味成分由糟醅經(jīng)蒸餾直接帶入酒，因此糟醅對(duì)白酒酒質(zhì)具有重要的貢獻(xiàn)[5]。

在糟醅香氣成分研究中，舒代蘭等[6]跟蹤調(diào)查了濃香型白酒發(fā)酵過程中發(fā)酵糟醅香氣成分的變化，發(fā)現(xiàn)糟醅中乙酸、丁酸、己酸和乳酸變化趨勢(shì)與對(duì)應(yīng)的乙酯的生成趨勢(shì)大體一致。胡沂淮等[7]分析雙輪底糟醅香氣成分，鑒定出19種主要香味物質(zhì)，其中10種屬于酯類化合物，占總數(shù)的52.6%。應(yīng)靜等[8]研究了溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)室窖外發(fā)酵出壇糟醅揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)高、中、低溫發(fā)酵出壇糟醅中的高級(jí)醇含量分別為7.74 mg/100 g、7.42 mg/100 g、9.72 mg/100 g。中、低溫發(fā)酵糟醅中未檢測(cè)出糠醛，高溫發(fā)酵糟醅中糠醛含量為1.90 mg/100 g，中溫發(fā)酵糟醅與對(duì)照窖池出池糟醅風(fēng)味組分構(gòu)成更為接近。雷學(xué)俊等[9]研究多糧濃香白酒糟醅中香氣成分的空間分布規(guī)律表明，酯類和酸類是糟醅的主要香氣成分，其含量的分布規(guī)律為下層＞中層≥上層，同層糟醅距離窖壁越近含量越高且呈擴(kuò)散遞減趨勢(shì)，窖邊糟（0 cm）的酸類和酯類化合物含量最高分別為899.57 μg/g和2 792.91 μg/g。醇類、芳香族、醛酮類成分的總含量并未呈現(xiàn)顯著的空間異質(zhì)性，部分物質(zhì)（如正己醇、正丁醇、正戊醇、鄰甲酚、對(duì)甲酚、苯酚）表現(xiàn)為下層＞中層≥上層，同層糟醅中0 cm處含量最高。窖邊糟醅中較高含量物質(zhì)包括己酸、丁酸、己酸乙酯、丁酸乙酯、己酸己酯和己酸丁酯等。以往研究中，未見不同處理對(duì)窖外發(fā)酵糟醅香氣成分的影響研究。

窖泥和黃水中含有豐富的功能性微生物和醇、酸、酯等風(fēng)味成分[10-14]，本實(shí)驗(yàn)對(duì)入窖糟醅進(jìn)行4種不同處理后進(jìn)行發(fā)酵，初步探討黃水、窖泥中的化學(xué)成分和微生物對(duì)發(fā)酵糟醅香味和理化指標(biāo)的影響，以期為糟醅窖外發(fā)酵的進(jìn)一步研究與實(shí)現(xiàn)提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

白酒多組分標(biāo)樣（色譜純）：鄭州譜析科技有限公司；入窖糟醅（已添加20%的曲粉）：取自四川省宜賓市某知名多糧濃香型白酒企業(yè)；黃水為同一企業(yè)同一入窖糟醅上一輪發(fā)酵的黃水；窖泥為同一企業(yè)同一入窖糟窖池同一位置的窖泥。

1.2 儀器與設(shè)備

7890氣相色譜儀（gas chromatography，GC）、7697A頂空進(jìn)樣器：安捷倫科技（中國(guó)）有限公司；AR2130電子分析天平：賽多利斯（上海）貿(mào)易有限公司；LDZX-75KBS高溫壓力蒸汽滅菌鍋：上海申安醫(yī)療器械廠；1 L玻璃壇：四川省瀘縣海羅玻璃廠。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

準(zhǔn)確稱取0.833 kg入窖糟醅（已添加20%的曲粉），裝入1 L已滅菌的玻璃壇，對(duì)入窖糟醅進(jìn)行不同處理：

（1）入窖糟醅直接發(fā)酵：用筷子在玻璃壇糟醅上面均勻的插10個(gè)洞，依次用滅菌的窖皮泥、壇蓋、保鮮膜封口，在室溫條件下發(fā)酵60 d。

（2）入窖糟醅＋黃水發(fā)酵：用筷子在玻璃壇中的糟醅上面均勻的插10個(gè)洞，用滅菌的量筒量取30 mL黃水于裝有20 mL無菌水的三角瓶中搖勻，然后均勻的倒入10個(gè)洞，依次用滅菌的窖皮泥、壇蓋、保鮮膜封口，在室溫條件下發(fā)酵60 d。

（3）入窖糟醅＋窖泥發(fā)酵：用筷子在玻璃壇糟醅上面均勻的插10個(gè)洞，同時(shí)裝入半徑為3 cm，厚度為3 cm的窖泥，依次用滅菌的窖皮泥、壇蓋、保鮮膜封口，在室溫條件下發(fā)酵60 d。

（4）入窖糟醅＋（窖泥＋黃水）（滅菌）發(fā)酵：用筷子在玻璃壇中的糟醅上面均勻的插10個(gè)洞，用滅菌的量筒量取30 mL滅菌黃水于裝有20 mL無菌水的三角瓶中搖勻，然后全部均勻的倒入10個(gè)洞，同時(shí)裝入半徑為3 cm、厚度為3 cm的滅菌的窖泥，最后依次用滅菌的窖皮泥、壇蓋、保鮮膜封口，在室溫條件下發(fā)酵60 d。

所有不同處理均進(jìn)行3組重復(fù)試驗(yàn)。

1.3.2 測(cè)定方法

（1）發(fā)酵糟醅香氣成分檢測(cè)

發(fā)酵結(jié)束后，剝?nèi)ゲＡ饪诘牟牧希跓o菌條件下混勻糟醅，分別取發(fā)酵糟醅進(jìn)行檢測(cè)。

酸類物質(zhì)的檢測(cè)：在無菌條件下取發(fā)酵后混勻的糟醅40 g，加入100 mL無菌水，過夜。6 000 r/min離心10 min，用0.45 μm細(xì)菌濾膜過濾后進(jìn)行GC檢測(cè)。

其他香味成分檢測(cè)：在無菌條件下取發(fā)酵后混勻的糟醅2 g放入頂空瓶，再加入8 mL無菌水，頂空進(jìn)樣后進(jìn)行GC檢測(cè)。

色譜條件：Lzp-930白酒專用毛細(xì)管柱（30 m×0.32 mm×0.5 μm）；程序升溫條件為柱溫50 ℃保持3 min，以3.5 ℃/min升溫至150 ℃保持1 min，以10 ℃/min 升溫至200 ℃保持30 min；進(jìn)樣口溫度220 ℃，進(jìn)樣量0.4 μL，分流比3∶1。

不同處理糟醅的3個(gè)重復(fù)均單獨(dú)取樣檢測(cè)，取平均值。

（2）糟醅理化指標(biāo)檢測(cè)

水分含量的測(cè)定采用烘干法[15]；酒精度的測(cè)定采用蒸餾法結(jié)合酒精計(jì)法[15]；酸度的測(cè)定采用酸堿中和滴定法[15]；還原糖含量測(cè)定采用斐林試劑法[16]；淀粉含量測(cè)定采用酸水解結(jié)合斐林試劑法[16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)糟醅香氣成分的影響

酯類成分是濃香型白酒發(fā)酵糟醅中主要的微量香氣成分[17-18]。由表1可知，4種不同處理糟醅中酯類物質(zhì)的種類和含量都存在一定差異，入窖糟發(fā)酵糟醅的酯類為13種，其他3種糟醅為14種。入窖糟醅＋黃水發(fā)酵糟醅中乙酸乙酯、乙酸丙酯、辛酸乙酯含量分別為其他3種發(fā)酵糟醅的2～3倍、2～6倍、2～3倍，說明黃水對(duì)乙酸乙酯、乙酸丙酯、辛酸乙酯的生成有促進(jìn)作用；入窖糟醅＋黃水發(fā)酵糟醅中檢測(cè)出戊酸乙酯，其他3種處理均未檢測(cè)出該物質(zhì)，說明黃水對(duì)戊酸乙酯的生成有明顯促進(jìn)作用；入窖糟醅＋窖泥發(fā)酵糟醅中庚酸乙酯為其他3種發(fā)酵糟醅的2～4倍，表明窖泥能促進(jìn)庚酸乙酯的生成。

表1 不同處理發(fā)酵糟醅揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的比較Table 1 Comparison of volatile flavor compounds in fermented Zaopei with different treatments

醇類物質(zhì)是由葡萄糖和氨基酸降解產(chǎn)生，是酯類的前驅(qū)物質(zhì)[19-20]。由表1可知，入窖糟醅和入窖糟醅＋黃水發(fā)酵糟醅可檢測(cè)出8種醇類，入窖糟醅＋窖泥發(fā)酵糟醅和入窖糟醅＋（窖泥＋黃水）（滅菌）發(fā)酵糟醅可以檢測(cè)到9種醇類。4種發(fā)酵糟醅中醇類物質(zhì)大多數(shù)含量較相近，入窖糟醅＋黃水發(fā)酵糟醅中正丙醇、異丁醇含量為其他3種發(fā)酵糟醅的2～7倍、2～3倍，表明黃水有利于正丙醇和異丁醇的生成；入窖糟醅＋（窖泥＋黃水）（滅菌）的發(fā)酵糟醅中正丁醇含量為其他3種發(fā)酵糟醅的2～3倍，表明黃水和窖泥微生物能促進(jìn)正丁醇的生成；入窖糟醅＋（窖泥＋黃水）（滅菌）的發(fā)酵糟醅中乙醇含量最低，說明黃水和窖泥化學(xué)成分對(duì)乙醇的生成有較大抑制作用；入窖糟發(fā)酵糟醅中未檢測(cè)出仲丁醇，表明入窖糟醅直接發(fā)酵不利于仲丁醇的生成。

酸類化合物作為酒體風(fēng)味物質(zhì)外，還是白酒中酯類生物合成的重要前體物質(zhì)[21-22]。入窖糟發(fā)酵糟醅的檢測(cè)出酯類為6種，其他3種發(fā)酵糟醅為7種。入窖糟醅＋（窖泥＋黃水）（滅菌）發(fā)酵糟醅中檢測(cè)的異戊酸、辛酸含量分別為其他3種發(fā)酵糟醅的1～2倍、1～2倍，表明黃水和窖泥化學(xué)成分能促進(jìn)異戊酸和辛酸的生成；入窖糟醅＋黃水發(fā)酵糟醅中檢測(cè)出的丁酸和己酸含量最低，表明黃水對(duì)丁酸和己酸的生成有抑制作用。

白酒中芳香族成分賦予了酒體優(yōu)雅醇厚的風(fēng)味特征[23-24]。由表1可知，入窖糟醅＋黃水發(fā)酵糟醅檢測(cè)出其他類物質(zhì)6種，其他3種處理發(fā)酵糟醅檢測(cè)出5種。僅有入窖糟醅＋黃水發(fā)酵糟醅中檢測(cè)出雙乙酰的含量，說明黃水中的微生物和化學(xué)成分可能促進(jìn)雙乙酰的生成。

醛酮類化合物對(duì)濃香型酒的香氣有一定的作用，但含量過高易造成酒體出現(xiàn)苦味[25]。由表1可知，入窖糟醅＋（窖泥＋黃水）（滅菌）發(fā)酵糟醅中檢測(cè)的糠醛含量是其他3種發(fā)酵糟醅的2～4倍，表明黃水和窖泥中化學(xué)物質(zhì)能促進(jìn)糠醛的生成；入窖糟醅＋黃水發(fā)酵糟醅中檢測(cè)的乙縮醛最低，表明黃水中的微生物和化學(xué)物質(zhì)抑制乙縮醛的生成。

進(jìn)一步由香氣成分聚類分析熱圖（圖1）可知，不同處理糟醅，除入窖糟醅＋黃水發(fā)酵糟醅外，其他3種發(fā)酵糟醅化合物信息表達(dá)相近，且與入窖糟醅＋黃水發(fā)酵糟醅香氣成分之間存在互補(bǔ)。在化合物聚類上，總體可分為兩類，第1類為醇類和酯類，第2類為酸類和其他物質(zhì)類。

圖1 不同處理發(fā)酵糟醅香氣成分的聚類分析熱圖Fig.1 Cluster analysis heat map of aroma components in fermented Zaopei with different treatments

2.2 不同處理對(duì)發(fā)酵糟醅部分理化指標(biāo)的影響

由表2可知，與入窖糟醅相比，3種不同處理方式的發(fā)酵糟醅水分和酸度都較高，其中入窖糟醅＋黃水的發(fā)酵糟醅水分含量最高，達(dá)到58.8%，酸度達(dá)到2.98 mmol/10 g，這可能與初始黃水滲透到糟醅以及黃水本身相關(guān)物質(zhì)含量有關(guān)。4種不同處理糟醅中，入窖糟醅＋黃水和入窖糟醅＋窖泥發(fā)酵糟醅中淀粉含量較低，分別為8.95%、9.85%，可能與窖泥和黃水中豐富微生物相關(guān)。4種不同處理糟醅中還原糖含量差異較小，在0.98%～1.35%之間。入窖糟醅＋（窖泥＋黃水）（滅菌）發(fā)酵糟醅酒精度低于其他3種處理糟醅，最低達(dá)到2.9%vol。結(jié)果表明，添加黃水、窖泥更有利于糟醅發(fā)酵，可能與黃水、窖泥中含有豐富的微生物和化學(xué)物質(zhì)有關(guān)。

表2 不同處理對(duì)發(fā)酵糟醅部分理化指標(biāo)的影響Table 2 Effect of different treatments on some physical and chemical indicator of fermented Zaopei

3 結(jié)論

窖泥和黃水的微生物和化學(xué)成分對(duì)窖外發(fā)酵糟醅香味成分的種類和含量都有影響。4種不同處理發(fā)酵糟醅中，入窖糟發(fā)酵糟醅檢測(cè)的香味成分種類為32種，其余發(fā)酵糟醅可檢測(cè)香味成分為35種。與入窖糟發(fā)酵糟醅比較，添加窖泥的發(fā)酵糟醅中酯類、酸類物質(zhì)含量較高；添加黃水的發(fā)酵糟醅中大多數(shù)酯類物質(zhì)和醇類物質(zhì)含量較高，而酸類物質(zhì)含量較低；而添加（窖泥＋黃水）（滅菌）發(fā)酵糟醅中大酸類物質(zhì)和其他類物質(zhì)含量較高。

窖泥對(duì)糟醅中的己酸丁酯、辛酸、仲丁醇含量有明顯的促進(jìn)作用，黃水對(duì)糟醅中的戊酸乙酯、乙酸丙酯、辛酸乙酯、辛酸、仲丁醇、正丙醇、異丁醇、雙乙酰有明顯的促進(jìn)作用，而對(duì)苯甲酸乙酯、β-苯乙醇含量的生成有一定抑制作用。

不同處理方式對(duì)糟醅理化指標(biāo)中酸度、還原糖、酒精度含量影響較小，添加黃水的發(fā)酵糟醅水分含量明顯高于其他3種糟醅，達(dá)到58.8%，而淀粉明顯低于其他3種糟醅，含量?jī)H為8.95%。

總之，玻璃壇發(fā)酵糟醅中添加窖泥、黃水或（窖泥＋黃水）（滅菌）都能使糟醅中的物質(zhì)種類和含量增加。因此，在窖外發(fā)酵過程中應(yīng)該考慮窖泥、黃水的添加，可以通過中試試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證黃水和窖泥對(duì)發(fā)酵糟醅及酒質(zhì)的影響。