發(fā)酵溫度曲線與固態(tài)釀酒前置控制條件間的關系

1、發(fā)醉溫度曲線與固態(tài)釀酒前置控制條件間的關系向雙全1'2陳菊1'2張志剛12(1.甘肅省固態(tài)發(fā)酵工程技術研究中心甘肅徽縣742308;2.金徽酒股份有限公司甘肅徽縣742308)公開發(fā)表于釀酒2015年第5期摘要：我國傳統(tǒng)固態(tài)釀酒工藝確定了白酒生產(chǎn)是以預先配置好一定比例的糧、糠、水、曲、母糟以及適當?shù)娜虢褱囟茸鳛槿虢寻l(fā)酵的主要前置控制條件。通過對窖池內(nèi)糟醋發(fā)酵溫度進行實時監(jiān)測、并同步自動繪制發(fā)酵溫度曲線圖，結(jié)合發(fā)酵溫度曲線圖預判窖內(nèi)糟酷發(fā)酵情況，在出窖前10天做好下一輪入窖配料準備工作，使入窖糟醋的前置控制條件始終處于最佳狀態(tài)。闡述了中國傳統(tǒng)固態(tài)釀酒工藝要素與發(fā)酵溫度變化之間的關

2、系，并首次把傳統(tǒng)釀酒工藝模式總結(jié)為“前置條件控制工藝模式”。關鍵詞：固態(tài)發(fā)酵；前置控制；窖池心電圖；前緩；中挺；后緩落；TherelationshipbetweenthefermentationtemperaturecurveandsolidstatebrewingbetweenprecontrolconditionsZhangZhi-gang1,2,XiangShuang-quan1,2(1.GansuProvincesolidstatefermentationengineeringtechnologyresearchcenter,Huicounty742308,China;2.Jinhui

3、LiquorCO.,LTDofprovincialtechnologycenter,Huicounty742308,China)Abstract:Thetraditionalsolidstatebrewingtechniqueofourcountryliquorproductionisdeterminedinapreconfiguredacertainproportionofgrain,bran,water,curved,maternalgrainsandthepropertemperatureforpitentryasthemainfrontcontrolforpitentryferment

4、ationconditions.Thisarticlethroughtothefermentedgrainsinpitsfermentationtemperaturereal-timemonitoring,andthesynchronousautomaticdrawingoffermentationtemperaturecurve,combinedfermentationtemperaturecurveprefermentationoffermentedgrainsinpitsinthesituation,agoodthenextroundofpitentryingredientprepara

5、tionwork10daysagopit,maketheconditionsofprecontroloffermentedgrainsforpitentryalwaysinthebestcondition.ThispaperelaboratestherelationsbetweenChinesetraditionalsolid-statefermentationbrewingtechnologyelementsandthetemperaturechange,andforthefirsttimethetraditionalbrewingprocessmodelissummarizedas&quo

6、t;processmodecontrolpreconditions".Keywords:Solidstatefermentation;Precontrol;Pitecg;Precorrosion;Ting;Afteraslowfall;邊糖化、邊發(fā)酵，固態(tài)糖化發(fā)酵、固態(tài)蒸儲”是近代白酒科研工作者對我國傳統(tǒng)白酒生產(chǎn)精辟的總結(jié)，其中固態(tài)糖化發(fā)酵又是我國傳統(tǒng)白酒生產(chǎn)最核心的特點。其主要體現(xiàn)為預先配置好一定比例的糧、糠、水、曲、母糟以及適當?shù)娜虢褱囟茸鳛槿虢寻l(fā)酵的主要前置控制條件，一旦糟酹入窖封窖開始發(fā)酵后，我們無法再對窖內(nèi)發(fā)酵情況施加任何影響，只能任其發(fā)展，直到發(fā)酵期結(jié)束，因此我們將傳統(tǒng)固

7、態(tài)發(fā)酵工藝特點總結(jié)為前置控制發(fā)酵所以對發(fā)酵前置控制條件的調(diào)整是整個傳統(tǒng)固態(tài)白酒生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的核心所在，只有把控好前置控制條件，才能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的原酒。固態(tài)白酒前置控制發(fā)酵最核心的表現(xiàn)形式為發(fā)酵溫度，多年的白酒釀造實踐告訴我們理想的優(yōu)質(zhì)固態(tài)白酒發(fā)酵溫度曲線應符合前緩、中挺、后緩落”的規(guī)律。增減入窖淀粉、曲藥、糠殼、水分、入窖溫度等任一生產(chǎn)要素都會引起窖內(nèi)發(fā)酵溫度的變化。溫度是影響窖內(nèi)釀酒微生物生長代謝的重要因素之一，窖內(nèi)固態(tài)糟酹發(fā)酵溫度的變化主要由釀酒微生物生長代謝的呼吸熱量、發(fā)酵熱量和環(huán)境溫度（入窖溫度、地溫）共同作用的結(jié)果。目前，了解窖內(nèi)固態(tài)糟酷發(fā)酵情況最主要的手段還是人工間斷性觀測窖內(nèi)發(fā)酵溫度

8、的變化，因此精確繪制每口窖池的實時發(fā)酵溫度曲線對于指導生產(chǎn)實踐將具有重要意義。有關釀造發(fā)酵溫度的研究已有相關報道1-14。該文采用物聯(lián)網(wǎng)無線測溫技術對生產(chǎn)區(qū)域1168口窖池內(nèi)糟酹發(fā)酵溫度進行實時在線監(jiān)測、并同步繪制窖內(nèi)糟酹發(fā)酵溫度曲線圖，工藝管理人員人性化把脈”每口生產(chǎn)窖池的發(fā)酵情況，把每口窖池的發(fā)酵溫度曲線圖稱之為窖池心電圖”，結(jié)合每口窖的窖池心電圖”，出窖前預判窖內(nèi)糟酹發(fā)酵情況，預先針對性地做好下一輪入窖配料工作，使入窖糟酹的前置控制條件始終處于最佳狀態(tài)，為逐步穩(wěn)定提高釀酒車間白酒產(chǎn)、質(zhì)量提供一個良好的可控操作平臺。1發(fā)酵溫度曲線即窖池心電圖”的在線繪制在生產(chǎn)車間4個區(qū)內(nèi)的1168口窖池內(nèi)

9、安裝1168個高精度無線溫度計，統(tǒng)一安插位置為每口窖池中心點往下插入1.5米處（離窖底0.5米）。從封窖開始每支溫度計每隔2小時自動采集一次糟酹發(fā)酵溫度數(shù)據(jù)，并自動生成每口窖池的實時發(fā)酵溫度曲線圖即窖池心電圖（已獲得國家創(chuàng)新專利授權），同時該圖同步生成入窖溫度、到達頂溫時間、升溫幅度、升溫速率、挺溫時間等重要發(fā)酵溫度信息，并顯示在生產(chǎn)區(qū)域的LED大屏上供生產(chǎn)管理人員以及釀酒工人查看。生產(chǎn)工藝管理人員利用工作站軟件操作系統(tǒng)，結(jié)合每口窖池的窖池心電圖”（見圖1）與發(fā)酵相關的溫度參數(shù)進行分析，判定糟酷發(fā)酵情況，在出窖前10天作出最終診斷評估”,優(yōu)化下一輪每口窖池的配料（糧、糠、曲、水）比例，并傳送至

10、配料部門做好配料發(fā)放工作，使窖池內(nèi)入窖糟酹的配料比例始終處于一個最佳狀態(tài)，糟酷發(fā)酵始終處于良性循環(huán)狀態(tài)中，大大減小生產(chǎn)中各生產(chǎn)要素不均衡協(xié)調(diào)引起糟酹發(fā)酵的波動性，為釀酒生產(chǎn)精細化管理、精細化操作提供了可控平臺，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)基酒以及提高優(yōu)質(zhì)品率打下堅實的基礎。圖1每口窖內(nèi)窖池心電圖”以及生產(chǎn)參數(shù)顯示圖2各生產(chǎn)要素與窖池心電圖”之間的關系各生產(chǎn)要素之間是相互聯(lián)系、互相影響的矛盾統(tǒng)一體。各生產(chǎn)要素與窖池心電圖”之間的關系見圖2。必須以辯證思維正確處理好它們之間的關系，使窖內(nèi)糟酷發(fā)酵達到中庸、和諧、共生、共存”的狀態(tài)才能使各類有益釀酒微生物均衡協(xié)調(diào)繁殖生長，各盡所能，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的基酒。由圖2可知，入窖酸

11、度、淀粉、水份、母糟、大曲、糠殼、入窖溫度、地溫、氧量等生產(chǎn)要素都可以影響釀酒微生物的活動而引起窖池心電圖”的變化，其中酸度、淀粉、水份、母糟、大曲、糠殼要素之間的配比又相互影響，相互牽制，動其中一個因素都會或多或少引起其他要素的比例變化；入窖糟酷含氧量直接影響窖池內(nèi)酵母的繁殖生長，進而表現(xiàn)為窖內(nèi)糟酷溫度的逐漸上升，當氧氣耗盡后窖池內(nèi)的酵母開始無氧呼吸，進入主發(fā)酵期，產(chǎn)生酒精，窖內(nèi)溫度隨著釀酒微生物的大量繁殖、代謝而達到窖內(nèi)頂溫。主發(fā)酵期過后大量的酵母開始逐漸死亡，窖內(nèi)溫度逐漸下降，此時窖內(nèi)由兼氧性和厭氧性微生物主導產(chǎn)酸、產(chǎn)酯、生香，一直持續(xù)到出窖。整個發(fā)酵溫度曲線圖要達到完美的前緩、中挺、后

12、緩落”發(fā)酵效果，就要綜合考慮以上各要素間的相互關系，它們的最終入窖參數(shù)形成整個釀酒發(fā)酵的前置控制條件。圖2窖池心電圖”與各生產(chǎn)要素之間的關系圖，單向箭頭表示單向影響；雙向箭頭表示相互影響2.1 酸度與窖池心電圖”之間的辯證關系酸度是釀酒生產(chǎn)要素的中心，是衡量糟酹質(zhì)量的主要參數(shù)之一，也是所有前置控制條件的中心參數(shù)。在傳統(tǒng)固態(tài)白酒釀造過程中只有把控好酸度才能使白酒生產(chǎn)進入良性循環(huán)，產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)基酒。恰恰酸度控制又是生產(chǎn)中的一個重點和難點。必須圍繞釀酒微生物的需求，以酸度要素為中心，協(xié)調(diào)平衡其他生產(chǎn)要素，才能保證實現(xiàn)良好的前置入窖條件。糟酹中適當?shù)乃岫瓤梢砸种撇糠蛛s菌的生長繁殖，同時為有益微生物提供生長

13、繁殖的有利環(huán)境；酸（生酸期）是主發(fā)酵期”和生香期”之間的紐帶，參與酯化過程，促進呈香呈味物質(zhì)的生成；酸還具有水解淀粉和纖維素的能力，有利于糊化和糖化作用。過高的酸度會抑制酵母和其它有益菌的生長和繁殖，前期升溫緩慢或者不升溫的情況，使出窖糟酹殘?zhí)恰埖砀?，影響出酒率；酸度過低會導致生酸菌快速生長繁殖，前期發(fā)酵升溫快，主發(fā)酵期短，到達頂溫時間短，后期溫度快速下落，即影響出酒率也影響基酒口感。因此適當?shù)乃岫仁切纬砂l(fā)酵溫度前緩、中挺、后緩落”的關鍵生產(chǎn)要素，其次適當?shù)牡诇厝虢?，緩慢發(fā)酵”又是糟酹在窖內(nèi)控酸的又一關鍵措施。因此我們建議濃香型白酒生產(chǎn)正常的入窖酸度為1.72.2之間。當入窖淀粉偏高時，會使

14、發(fā)酵升溫猛，發(fā)酵不完全，出窖殘?zhí)?、殘淀高，升酸快，為避免以上情況，可適當提高入窖酸度控制酵母、生酸菌的繁殖速度，以酸制酸，控制升溫速度；反之，也然。若入窖糟醋酸度偏高，會使曲藥中的酶活力受到抑制，升溫過程緩慢，應適當補充用曲量；若入窖酸度偏低，曲藥中的酶活力增強，會使升溫過猛，應適當減少用曲量。當糟酹中含氧量太大會使有氧呼吸過旺，升溫過猛；乙酸菌、乳酸菌活躍，升酸快；酵母早衰，出窖糟酹殘?zhí)?、殘淀、酸度均偏高，出酒率低；此時應提高入窖酸度以抑制酵母菌和生酸菌的快速生長繁殖勢頭。反之，也然。2.2 水分與發(fā)酵溫度曲線（窖池心電圖”）的關系在其它生產(chǎn)要素都穩(wěn)定的前提下，如果入窖水分小，前期升溫猛，溫

15、度曲線直線上升，會造成糟酹溫度過高而結(jié)塊，微生物生長繁殖受阻，不產(chǎn)酒或產(chǎn)量很低；若入窖水分過大，前期窖內(nèi)升溫非常緩慢，微生物繁殖也很緩慢，還沒有達到微生物生長的最佳溫度，窖內(nèi)升溫已經(jīng)停止，這樣使得整過發(fā)酵過程沒有完成，產(chǎn)質(zhì)量都會受到嚴重的影響。所以過大或者過小的水分都會不利于釀酒發(fā)酵，而且會使糟酹結(jié)構受損，不利于下排生產(chǎn)調(diào)控。我們建議執(zhí)行冬季工藝時入窖水分主要隨入窖溫度變化而變化，入窖溫度較低時，水分也低，入窖溫度較高時，水分也可以偏大一點，總之冬季入窖水分可控制在50%53%之間；執(zhí)行夏季工藝時入窖水分也主要參考入窖溫度而變化，入窖溫度低，水分也走下限，入窖溫度高時，水分走上限，夏季入窖水分

16、可控制在52%55%之間。在各要素協(xié)調(diào)的前置控制條件下，發(fā)酵過程就會體現(xiàn)在溫度變化上，形成我們需要的工藝控制模式，即溫度曲線圖就會表現(xiàn)為前緩、中挺、后緩落2.3入窖淀粉與發(fā)酵溫度曲線（窖池心電圖”）的關系淀粉是窖內(nèi)微生物的營養(yǎng)基質(zhì)，是窖內(nèi)發(fā)酵升溫的動力源，恰當?shù)牡矸郾壤靠墒菇褍?nèi)微生物生長旺盛，代謝產(chǎn)物豐富，可達到豐產(chǎn)豐收效果。在一定范圍內(nèi)糟酹淀粉濃度的增加，酒精的產(chǎn)量呈增長趨勢，淀粉乙醇的轉(zhuǎn)化率（出酒率）呈下降趨勢，但是這種趨勢維持到淀粉濃度達到臨界值時結(jié)束，酒精的產(chǎn)量不再隨著淀粉濃度的增加而增長，且出窖糟酹的殘?zhí)菤埖碓絹碓酱?，不利于下排調(diào)控。每消耗1%的淀粉，可使窖內(nèi)溫度大約升高1.5C

17、15。入窖淀粉濃度太高糟酷顯膩、易起疙瘩，而且造成入窖糟酷耙軟，不利于釀酒微生物的繁殖生長，發(fā)酵升溫反而緩慢甚至不升溫現(xiàn)象；入窖淀粉濃度太低糟醋較松散，含氧量高、無肉頭”，初期發(fā)酵升溫猛、但持續(xù)時間短，且升溫幅度小。因此要形成良好的發(fā)酵升溫走勢，就要合理地參考其它前置控制要素，結(jié)合實際科學判斷入窖淡粉濃度。首先要考慮出窖殘余淀粉含量，殘淀高要適當減糧，殘淀低要適當加糧以保持入窖糟酹淀粉總量維持在一定范圍內(nèi)；其次是入窖溫度，要做到熱季減糧，冬季加糧；最后還要結(jié)合酸度、曲藥、水分、糧食粗細度等要素全盤考慮，做出綜合評估后確定糧食比例，以達到窖內(nèi)微生物協(xié)調(diào)生長繁殖，溫度走勢表現(xiàn)為前緩、中挺、后緩落”

18、的工藝控制模式。2.4 曲藥與發(fā)酵溫度曲線（窖池心電圖”）的關系大曲在濃香型白酒發(fā)酵過程中起到引擎”作用，是窖池內(nèi)發(fā)酵的主要動力，它主要具有液化、糖化、發(fā)酵、分解蛋白、酯化、生香等重要功能。只有在一定溫度范圍內(nèi)、且在不同發(fā)酵階段內(nèi)要求不同的溫度區(qū)域曲藥才能充分發(fā)揮其各項功能。曲藥在把淀粉轉(zhuǎn)變成糖和乙醇的過程中會產(chǎn)生大量的熱量。因此，夏季入窖溫度高時用曲量要小，冬季入窖溫度低時則用曲量要大。若入窖溫度高、用曲量大會造成前期發(fā)酵升溫過猛生酸快，若入窖溫度低、用曲量小會導致前期發(fā)酵升溫過緩或不升溫。所以控制好曲藥與其他生產(chǎn)要素比例的同時，一定要首先考慮溫度問題，只有把控好適當?shù)娜虢褱囟龋颓‘數(shù)那?/p>

19、用量才可使窖內(nèi)發(fā)酵協(xié)調(diào)有序進行，窖內(nèi)溫度才能以可控模式進行變化，達到豐產(chǎn)豐收的效果。2.5糠殼發(fā)酵溫度曲線（窖池心電圖”）的關系糠殼在傳統(tǒng)濃香型白酒釀造中當做輔料來利用，這一點我們覺得有待商榷。因為單從糠殼的用量上來講，它達到用糧的20%左右，和曲藥用量相當，甚至有時大于曲藥用量；按其入窖糟酹體積比例來計算，超過所有糧食和曲藥總和，僅次于母糟；按其本身的物性來講，稻殼富含纖維素、木質(zhì)素、二氧化硅，含碳36%、含氮0.48%、含磷0.32%、含鉀0.27%,能為窖內(nèi)微生物代謝提供必須的氮、磷、鉀元素；按其功能來講，主要起到使糟酹拌合均勻、疏松有回彈力，蒸儲過程中均勻透氣和防止黏結(jié)，有利于淀粉糊化

20、和提高蒸儲效果；其次為窖內(nèi)好氧性微生物提供大量的氧氣，有利于淀粉糖化和酵母繁殖。微生物有氧呼吸放出的熱量是無氧呼吸作用的8.1倍8,若帶入氧氣過剩，好氧菌生長繁殖快，厭氧菌生長受抑制，導致前期發(fā)酵升溫猛；帶入氧氣過少，糖化不徹底，酵母繁殖受阻，發(fā)酵升溫緩慢。在其他要素穩(wěn)定的前提下，糠殼用量的多少直接影響到窖內(nèi)前期發(fā)酵升溫速度的快慢，體現(xiàn)為主要影響升溫曲線的前緩”工藝控制階段。3展望隨著對傳統(tǒng)固態(tài)釀酒工藝的不斷深入剖析研究，我們將更準確地把控好入窖糟酹的各項前置控制條件，結(jié)合自然環(huán)境，把中庸、和諧”融入到釀酒工藝控制中。協(xié)調(diào)好前置控制各要素間配比，使發(fā)酵前期窖內(nèi)溫度緩慢上升且升溫幅度較高，發(fā)酵中期頂溫持續(xù)時間較長，發(fā)酵后期溫度緩慢下降，最終使絕大多數(shù)窖池的整過發(fā)酵過程溫度變化符合前緩、中挺、后緩落”的理想控制工藝模式。參考文獻：1蒲嵐，李璐，邱樹毅等.發(fā)酵溫度調(diào)控對濃香型白酒主要香味成分生成的影響J.食品與發(fā)酵工業(yè),2011(7)126-129.2黃治國，羅惠波，程鐵轅等.酒醋發(fā)酵過程中溫度變化曲線的實時檢測及數(shù)學模型建立J.釀酒科技，2008(10)20-22.3李春明，程鐵轅，黃治國等.窖池酒醋溫度的三維結(jié)構圖J.食品研究與開發(fā)，2012.33(2):21-24.4唐玉明，任道群，姚萬春等.醬香型酒糟醋堆積過程溫度和微生物區(qū)系變化及其規(guī)律性J.釀酒科技，20