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文檔簡介
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
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