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

1、食品與發(fā)酵工業(yè)FOOD AND FERMENTATION 1禎淅圈1262011Vol. 37No. 7（T ota l 283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*蒲嵐1,李璐2,邱樹毅2,游玲1,謝善慈1,許德富3,倪斌3,稅梁揚(yáng)3,沈亮亮4,馮學(xué)愚4, 11（宜賓學(xué)院生工學(xué)院，發(fā)酵資源與應(yīng)用四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川宜賓， 644000 2（貴州大學(xué)生物與化學(xué)工程學(xué)院，貴州省發(fā)酵工程與生物制藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 貴州貴陽，550025 3（瀘州老窖集團(tuán)公司,四川瀘州，646000 4（四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院，釀酒生物技術(shù)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 自貢，643000 摘要研究了用換熱方

2、式實(shí)現(xiàn)對濃香型白酒發(fā)酵過程溫度進(jìn)行控制的新方法。通過 對控溫發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵方法進(jìn)行對照試驗(yàn)，檢測不同發(fā)酵期糟酷中主要香味成分的含量，探討主要香 味成分的生成規(guī)律，以及控溫發(fā)酵方法對基酒質(zhì)量的影響,證明用換熱方法實(shí)現(xiàn)對 濃香型白酒發(fā)酵溫度進(jìn)行控制是可行的。關(guān)鍵詞濃香型白酒,發(fā)酵溫度,溫度控制，總酯，已酸乙酯，總酸第一作者:大學(xué)本科，工程師（馮學(xué)愚教授為通訊作者。*四川省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目（082A001，四川省科技廳支撐計劃項(xiàng)目（2010NZ0029， 四川省省屬高校白酒生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊建設(shè)計劃資助。收稿日期：2010 -12-01，改回日期:2011 -05- 12白酒發(fā)酵是固態(tài)、多菌種協(xié)同發(fā)酵，

3、微生物在糟酷的固、氣、液三相中進(jìn)行復(fù)雜的物質(zhì)能量代謝。Graves 1, Membre等2和Matilda Olstorpe等3的研究均表明，在固態(tài)發(fā)酵中溫度對微生物 生長代謝有重要影響。徐占成等認(rèn)為，通過控制入窖溫度，有利于正常發(fā)酵和生 酯4；唐現(xiàn)洪等認(rèn)為，采用高溫堆積發(fā)酵新工藝，不僅豐富了微生物的種類和數(shù)量，同時增加其代謝產(chǎn)物的種類和含量，增加了白酒中的香味成分，香氣更加幽雅、細(xì)膩；口味更醇甜、綿軟、豐 滿、味長5o周慶伍認(rèn)為，發(fā)酵溫度控制在“前緩、中挺、后緩落”的變化趨勢時，能生產(chǎn)好酒6O酯化反應(yīng)是吸熱反應(yīng),窖內(nèi)生香產(chǎn)酯菌也需要合適的發(fā)酵溫度。實(shí)際生產(chǎn)中受氣候、操作習(xí)慣等因素的影響，實(shí)現(xiàn)

4、良好的發(fā)酵溫度變化趨勢有困難。目前對固態(tài)通風(fēng)發(fā)酵可以通過培養(yǎng)基水分蒸發(fā)、通風(fēng)等實(shí)現(xiàn)溫度控制7,而對固態(tài)厭氧發(fā)酵溫度控制的方法不多。我們通過研究換熱方式，在固態(tài)厭氧的窖池內(nèi)實(shí)現(xiàn)對白酒發(fā)酵溫度的控制8o通過適當(dāng)降低發(fā)酵前期窖池內(nèi)溫度上升速度,在發(fā)酵中后期控制窖池內(nèi)溫 度維持在頂溫附近,實(shí)現(xiàn)促進(jìn)已酯生成、降低乳酯生成量的目標(biāo)。糟酷是微生物生長代謝的營養(yǎng)源和載體,發(fā)酵過程中成分的變化是窖池內(nèi)微生 物生長代謝的結(jié)果,也反映了窖池內(nèi)微生物區(qū)系的更替過程。通過對控溫發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵方法進(jìn)行對照,測定糟酷中主要呈香呈味成分的積累數(shù)據(jù)，可以判定發(fā)酵狀況的優(yōu)劣。1材料與方法窖池內(nèi)控溫與測溫試驗(yàn)在四川某集團(tuán)公司生產(chǎn)車

5、間進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)窖池為安裝換熱裝置的生產(chǎn)用窖池，并同時以傳統(tǒng)生產(chǎn)窖池為對照。控溫方式:在發(fā)酵前期通入冷卻水控制窖池內(nèi)溫度上升幅度,在發(fā)酵中后期通 入熱水控制窖池內(nèi)溫度維持在頂溫附近，適當(dāng)延長“中挺”時間，以及后期溫度 “緩落”的幅度。溫度測定:糟醅入窖時，將溫度探頭埋入窖池內(nèi)部，每口窖池設(shè) 3個測溫點(diǎn)，測溫點(diǎn)位于中層取樣點(diǎn)附近，分為窖池中部、邊部、角落。1.2 分析檢測方法用蒸餾法將試樣中的揮發(fā)性成分與不揮發(fā)物質(zhì)分離，然后用皂化-酸堿滴定法 來測定總酯的含量，用中和滴定法測定總酸的含量。用蒸餾法將試樣中的糟酷中 揮發(fā)性成分與不揮發(fā)物質(zhì)分離后，用氣相色譜法測定樣品中主體香氣成分含量。 分析檢測在釀酒

6、生物技術(shù)及應(yīng)用四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室氣相色譜室（瀘州老窖集團(tuán)進(jìn) 行。2結(jié)果與討論2.1控溫發(fā)酵與對照發(fā)酵窖池溫度變化趨勢實(shí)驗(yàn)窖池與對照發(fā)酵窖池內(nèi)各點(diǎn)的溫 度變化分生產(chǎn)與科研經(jīng)驗(yàn)35P 一翅胞P 一翅胞-實(shí)驗(yàn)窖池，對照窖池-實(shí)驗(yàn)窖池，對照窖池35-實(shí)驗(yàn)窖池，對照窖池實(shí)驗(yàn)窖池對照客池P 一些鹿2011年第37卷第7期（總第283期127別如圖1圖3所示。入窖溫度為20h左右，實(shí)驗(yàn)窖池與對照發(fā)酵窖池溫度變 化均呈現(xiàn)“前緩、中挺、后緩落”的變化趨勢,說明發(fā)酵過程溫度正常。實(shí)驗(yàn)窖池在發(fā)酵“前緩”階段的溫度較對照窖池溫度低2h左右，在發(fā)酵“緩落”階段的溫度較 對照窖池高2h左右,說明實(shí)驗(yàn)窖池溫度得到有效調(diào)控。圖

7、1圖3的數(shù)據(jù)還表明，窖池中部位置的溫度較周邊位置高,原因是窖池周邊和角更靠近窖壁，受地溫影響更大,也表明糟酷傳熱性差。由此可以推測糟酷傳質(zhì)阻力也大,窖內(nèi)糟酷成分、微生物微生態(tài)在不同位置有較大差異。圖1發(fā)酵過程中窖池中央溫度變化圖2發(fā)酵過程中窖池邊溫度變化圖3發(fā)酵過程中窖池角溫度變化由于窖池中央可預(yù)埋取樣器的位置不多，因此實(shí)驗(yàn)窖池、對照窖池中層與下 層樣品均指邊中層和邊下層（以下同。2 . 2酒酷中總酸及主要高級酸的變化趨勢實(shí)驗(yàn)窖池與對照發(fā)酵窖池內(nèi)中、下層糟酷中總酸的變化及趨勢如圖4所示，中層和下層糟酷中已酸、乙酸的變化及趨勢分別如圖5、圖6所示。圖4發(fā)酵過程中窖池糟酷中總酸含量變化發(fā)酵過程中窖

8、池中層糟酷中已酸和乙酸含量變化圖6發(fā)酵過程中窖池下層糟酷中已酸和乙酸含量變化圖4表明，2 口窖池糟酷酸度變化趨勢基本一致。在發(fā)酵初期，對照窖池中層 糟酷中的酸度增幅出現(xiàn)一個峰值。隨著發(fā)酵進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)窖池與對照窖池的糟酷中酸度的增幅呈現(xiàn)有波動的上升趨勢。舒代蘭等人認(rèn)為在發(fā)酵前期窖內(nèi)產(chǎn)生的酸主要是乳酸9,酵母菌、兼性厭氧細(xì)菌呈現(xiàn)此消彼長的動態(tài)變化關(guān)系10-12。結(jié)合圖5、圖6的數(shù)據(jù),可以推論控制實(shí)驗(yàn)窖池的溫度,利于抑制乳酸生成,促進(jìn)已酸的生成。乙酸生成量與 相差研究結(jié)果有差異9, 13,推測原因是較頻繁的取樣破壞了窖內(nèi)厭氧環(huán)境。2 . 3總酯及3大酯的變化趨勢2.3.1總酯的變化趨勢食品與發(fā)酵工業(yè)F

9、OOD AND FERMENTATION 1禎淅圈1282011Vol. 37No. 7(T ota l 283總酯是評價濃香型大曲酒基礎(chǔ)酒質(zhì)量的重要指標(biāo)，主要是由已酸乙酯、乙酸 乙酯、乳酸乙酯構(gòu)成,其中已酸乙酯是主體香味成分。生產(chǎn)中通常是已酸乙酯、乙酸乙酯產(chǎn)生量不足,乳酸乙酯生成量過多，需要“增已降乳”。實(shí)驗(yàn)窖池與對照窖池糟酷中總酯含量的變化情況如圖7所示?？梢钥闯?，變化趨勢與相關(guān)9, 13的研究結(jié)果相符。至發(fā)酵結(jié)束，實(shí)驗(yàn)、對照窖池中層糟酷總酯分別為279、273mg /100g,實(shí)驗(yàn)、對照窖池下層糟酷總酯分別為261、246mg /100g于對照窖池,說明控制實(shí)驗(yàn)窖池溫度,可以提高糟酷總酯

10、的含量。與吳衍庸等人對酯化 酶最適反應(yīng)溫度研究結(jié)果相符14一匚妥=二)-圖7發(fā)酵過程中糟酷總酯含量變化2.3.2糟酷中3大酯變化趨勢實(shí)驗(yàn)窖池與對照發(fā)酵窖池內(nèi)各點(diǎn)糟酷中乳酸乙酯的變化趨勢如圖8所示。圖8表明，實(shí)驗(yàn)窖池中層糟酷中乳酸乙酯含量較 對照發(fā)酵窖池低,在下層糟酷中實(shí)驗(yàn)窖池與對照發(fā)酵窖池乳酸乙酯含量幾乎一 致。說明控溫發(fā)酵可以降低乳酸乙酯生成總量一匚妥=二)-圖8發(fā)酵過程中糟酷乳酸乙酯含量變化結(jié)合現(xiàn)有的研究結(jié)果9-13,可以認(rèn)為，控制實(shí)驗(yàn)窖池在發(fā)酵“前緩”階段的溫度比對照窖池溫度低，抑制了乳酸菌的生長代謝，為酵母菌生長繁殖提供了更好的條件，降低糟酷中 乳酸乙酯的含量。實(shí)驗(yàn)窖池與對照發(fā)酵窖池內(nèi)

11、中層糟酷和下層糟酷中已酸乙酯、乙酸乙酯的變化情況分別如圖9、圖10所示?？刂茖?shí)驗(yàn)窖池發(fā)酵溫度,在發(fā) 酵前期糟酷中已酸乙酯、乙酸乙酯生成量較低；在發(fā)酵中后期已酸乙酯、乙酸乙酯含量更高。至發(fā)酵結(jié)束，實(shí)驗(yàn)窖池中層糟酷已酸乙酯、乙酸乙酯含 量分別達(dá)到9 .862、7 . 725mg /100g,對照窖池中層糟酷已酸乙酯、乙酸乙酯含量分別為8 .590、5 . 984mg /100g;實(shí)驗(yàn)窖池下層糟酷已酸乙酯、乙酸乙酯含量分別達(dá) 到10 . 590、6. 245mg /100g,對照窖池中層糟酷已酸乙酯、乙酸乙酯含量分別為9 .440、7 . 012mg/100g。已酸乙酯的變化趨勢與呂松等人9的研究結(jié)

12、果相符,乙酸乙酯的生成趨勢有差異,推測與發(fā)酵過程中大量取樣破 壞了實(shí)驗(yàn)窖池內(nèi)的厭氧環(huán)境有關(guān),也反證了對實(shí)驗(yàn)窖池溫度進(jìn)行控制更利于已酸 乙酯的生成。驗(yàn)證了吳衍庸等人認(rèn)為酯化反應(yīng)需要較高溫度的研究結(jié)果11發(fā)酵過程中窖池內(nèi)中層糟酷中的已酸乙酯、乙酸乙酯變化趨勢圖10發(fā)酵過程中窖池內(nèi)下層糟酷中的已酸乙酯、乙酸乙酯變化趨勢綜合圖8圖10的數(shù)據(jù)可以看出，采用換熱方式控制發(fā)酵溫度，可以實(shí)現(xiàn)窖池內(nèi)“增已降乳”，即降低發(fā)酵過程中乳酸乙酯 的生成量，增加已酸乙酯、乙酸乙酯的生成量,并使總酯生成量有所提高。3結(jié)論白酒生產(chǎn)周期長,不可控影響因素多。某些數(shù)據(jù)變化異常，也說明白酒發(fā)酵中取樣的準(zhǔn)確性、樣品的生產(chǎn)與科研經(jīng)驗(yàn)2

13、011年第37卷第7期（總第283期129處理及檢測水平對試驗(yàn)數(shù)據(jù)影響非常大。通過試驗(yàn)，可以得出以下結(jié)論：(1用換熱方式,可以實(shí)現(xiàn)對固態(tài)厭氧的白酒發(fā)酵溫度的控制。且控溫發(fā)酵不 會造成酒體風(fēng)格改變,更能突出濃香型白酒的窖香特色。(2控溫發(fā)酵可以提高糟酷總酯的含量,促進(jìn)已酸乙酯、乙酸乙酯的生成,減 少乳酸乙酯的生成。參考文獻(xiàn)1Graves T , Narendranath N V , Dawson K , et . al . Interactioneffects of lactic acid and acetic acid at different temperatures on ethanol

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19、yang 3, Shen Liang-liang 4, Feng Xue-yu 4,11(College of Life Science and Food engineering , Key Laboratory of Fermentation Resources and Application at Universities of Sichuan Province , Yibin University , Yibin , 644000, China 2(Key Laboratory of Fermentation Engineering and Biopharmacy of Guizhou Province , College ofChemical and Chemical Engineering , Guizhou University . Guiyang ,550025, China 3(Luzhoulaojiao limited company , Luzhou , 646000, China 4(College of Materials and Chemical Engineering , Sichuan University ofScience & E