小曲酒新工艺澳洲高粱发酵酒醅秋季杂醇油升高原因的研究

李长军，杨生智，曹亚龙，姚贤泽，程 祥，万贤平

(劲牌有限公司，湖北大冶435100)

小曲酒新工艺就是采用机械化、自动化的生产模式实现了原酒高效稳定的批量生产，相对于所有工序都是靠人工控制的传统工艺，其特点为工艺物料全程不沾地，不与人接触，配糟、谷壳用量少，原酒的出酒率和优级率都有了大幅提升。新工艺产酒虽然在甲醇、正丙醇、杂醇油等缺陷成分含量上均低于传统工艺酒，但是对于杂醇油含量，由于其自身的理化性质以及生成因素的复杂性，在生产过程中仍然难以控制。

杂醇油是指乙醇以外的具有3个碳链的一元醇类，这些醇类包括正丙醇、异丁醇、正丁醇、仲丁醇、戊醇、异戊醇、活性戊醇、正己醇、β-苯乙醇等，是白酒中的一类高沸点微量物质，对人体有毒害作用，能使神经系统充血，使人感觉头痛，其毒性随分子量增大而加剧。杂醇油在人体内的氧化速度比乙醇慢，在人体内停留时间长，而且杂醇油也是造成白酒苦味、涩味、出现白色浑浊的原因之一[1]。

与传统的固态发酵法生产白酒一样，小曲酒新工艺澳洲高粱发酵工艺也存在杂醇油含量过高的问题，特别是受夏季高温影响，秋季生产发酵酒醅杂醇油含量升高尤为严重，而且不同生产工艺，杂醇油生成规律与原因也各不相同，因此开展本实验，研究小曲酒新工艺澳洲高粱发酵酒醅秋季杂醇油升高的原因，为小曲新工艺度夏生产控制杂醇油含量提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂和仪器

实验材料：九江港进口澳洲高粱（粳高粱）、国产谷壳、山泉水。

设备：毛铺健康酒业有限公司枫林酒厂车间生产设备。

1.2 实验方法

根据生产经验，夏季过后各车间每年10月份前后发酵酒醅杂醇油含量开始上升。杂醇油主要是在发酵前期随着酵母的大量增殖而产生[2]。所以7月份开始对五车间从发酵第1天到发酵第7天取同批次酒醅样跟踪检测，检测酒醅中的水分、还原糖、酸度、氨基酸态氮、酵母数，检测方法如下。

水分检测：首先用电子分析天平称干燥的称量瓶重量m1，将电子分析天平置零后，向称量瓶中加入酒醅样品约20 g（20～20.5 g），重量记为m2，然后将称量瓶置于电热恒温鼓风干燥箱，135℃干燥105 min至恒重，重量记为m3，根据以下公式计算酒醅样水分。

酸度检测：准确称取酒醅样品20 g于洁净的250 mL烧杯中，加入200 mL纯净水浸泡15 min，每隔5 min搅拌1次，然后吸取上清液10 mL于150 mL三角瓶中，加入2～3滴酚酞指示剂，用0.1 mol/L NaOH溶液滴定，酸度计算公式如下。

式中：W——酸度（以乳酸计）含量，g/100 g或%；

c——标准氢氧化钠溶液的浓度，mol/mL；

v——滴定消耗标准氢氧化钠溶液体积，mL；

k——换算为乳酸的系数，即1 mol氢氧化钠相当于乳酸的质量；

m——酒醅样重量，g；

v1——滴定吸取的样液体积，mL；

v2——浸泡样品纯净水体积，mL。

还原糖检测：准确称取25 g酒醅样于250 mL三角瓶中，加入250 mL纯净水浸泡30 min，每隔10 min搅拌1次，准确吸取1 mL上清液于150 mL三角瓶中，加入5 mL斐林试剂甲液和5 mL斐林试剂乙液，在电炉上加热沸腾10 s后，用1 g/L标准葡萄糖溶液滴定至溶液呈无色或浅黄色，记录消耗体积。同样方法准确吸取1 mL水做空白滴定，记录消耗标准葡萄糖溶液体积。酒醅还原糖计算公式如下。

式中：W——还原糖(以葡萄糖计)含量；

v0——空白试验葡萄糖标准溶液的消耗量，mL；

v1——试样测定量葡萄糖标准溶液的消耗量，mL；

c——标准葡萄糖溶液的质量浓度，g/L；

25——称取酒醅的质量，g；

250——酒醅浸出液的体积，mL；

v——所取酒醅浸出液的体积，mL。

绝干氨基酸态氮检测：准确称取样品20 g于200 mL烧杯中，加入60 mL纯净水浸泡30 min，每隔15 min搅拌1次。然后将样品定容到100 mL后过滤得澄清溶液。准确吸取过滤后的澄清溶液20 mL于100 mL烧杯中，用0.05 mol/L的NaOH溶液滴定至pH8.20，然后加入10 mL甲醛溶液，再用0.05 mol/L的NaOH溶液滴定至pH9.20，记录消耗标准溶液体积。空白加20 mL纯净水于100 mL烧杯中按同样方法滴定，记录消耗标准溶液体积。酒醅氨基酸态氮计算公式如下：

式中：W——绝干氨基酸态氮含量，g/100 g或%；

w——氨基酸态氮含量，g/100 g或%；

w0——酒醅水分，%；

v0——对照消耗标准溶液体积，mL；

v1——样液消耗标准溶液体积，mL；

c——NaOH溶液浓度，mol/L。

酵母数检测：称取10 g样品于装有100 mL无菌水的250 mL三角瓶中，于30℃，150 r/min恒温摇床中振荡15 min，准确吸取1 mL菌液于装有9 mL无菌水的试管中稀释105倍，然后准确吸取1 mL稀释菌液于3 M霉菌酵母菌测试片中心，用配套压板压好后置于30℃恒温培养箱中培养48 h后统计菌落数。酵母数等于菌落数×106个/g。

GC分析条件：气相色谱仪：Focus 8890，色谱柱：INNOWax 30 m×0.53 mm×1µm。升温顺序为：40℃保持5 min，以6℃/min升至70℃，以10℃/min升至220℃，保持5 min。进样口温度250℃，检测器温度280℃。

2 结果与分析

2.1 杂醇油含量变化（表1、图1）

表1 度夏前后五车间酒醅中杂醇油含量变化

图1 度夏前后五车间酒醅中杂醇油含量变化

本次检测主要关注度夏前后原酒杂醇油含量的变化，由表1和图1可看出，随着度夏生产时间的延长，续糟生产排数的增加，不同排次发酵酒醅原酒杂醇油升高明显，从第2排到第7排持续升高。

2.2 度夏生产酒醅中各成分变化差异对比

2.2.1 水分（图2）

图2 五车间酒醅水分变化

由图2可以看出，随着度夏生产时间的延长，续糟生产排数的增加，不同排次发酵酒醅水分是逐渐升高的，特别是入池醅水分也有较为明显的升高。水分是营养物质传输的媒介，较高的入池醅水分会导致酒醅中酵母代谢更旺盛，生长繁殖速率更快。

2.2.2 还原糖含量（图3）

图3 五车间酒醅还原糖含量变化

由图3可以看出，随着度夏生产时间的延长，续糟生产排数的增加，不同排次酒醅还原糖含量下降速度逐渐变快，说明度夏生产期间发酵前期微生物生产繁殖快，代谢旺盛，消耗还原糖速率比夏季生产前快，原因可能是入池水分较高，夏季的高气温使入池温度和发酵温度偏高。

2.2.3 酸度（图4）

图4 五车间酒醅酸度变化

由图4可以看出，随着度夏生产时间的延长，续糟生产排数的增加，不同排次发酵酒醅酸度是有所下降的。较低的酸度适合酵母的生长繁殖，进一步加快了酒醅中酵母代谢速率和生长繁殖速率。度夏后酸度下降很有可能是夏季高温导致环境和酒醅中乳酸菌含量下降而引起。

2.2.4 绝干氨基酸态氮含量（图5）

图5 五车间酒醅绝干氨基酸态氮含量变化

由图5可以看出，随着度夏生产时间的延长，续糟生产排数的增加，不同排次酒醅中的绝干氨基酸态氮含量是逐渐降低的，特别是夏季生产后期，酒醅绝干氨基酸态氮含量基本降为夏季生产前一半，说明夏季生产期间微生物对酒醅中的氨基酸存在持续的过度消耗。

2.2.5 酵母数变化（图6）

由图6可以看出，随着度夏生产时间的延长，续糟生产排数的增加，不同排次酵母数增长速度变快，酵母增殖时间延长，最大酵母数长期处于较高的水平（＞108个/g），说明夏季生产期间生产条件过于适合酵母的生长繁殖。

图6 五车间酒醅酵母数变化

2.3 秋季杂醇油含量升高原因分析

小曲酒新工艺澳洲高粱发酵酒醅秋季杂醇油升高并不是一个单因素影响的结果，而是多个因素相互影响、综合效应导致的。

酿酒酵母酒精发酵过程中，高级醇形成主要有两条途径，一种是酵母以糖为基质的合成代谢途径，即Harrsi途径。另一种是以氨基酸为基质的分解代谢途径，又称Ehrlich代谢途径。酵母在正常发酵时，75%的高级醇代谢来自Harrsi途径，只有25%的高级醇代谢来自Ehrlich途径[3]。在酿酒酵母线粒体中能催化α-酮异戊酸合成缬氨酸、催化α-酮-3-甲基戊酸合成异亮氨酸，细胞质中能催化α-酮异己酸合成亮氨酸，而这3种α-酮酸又可催化生成相应的高级醇，即异丁醇、活性戊醇和异戊醇[3]。

由图2至图6分析度夏生产酒醅中各成分变化差异对比可知，随着度夏生产时间的延长，续糟生产排数的增加，酒醅中酵母数生长增殖速度变快，最大酵母数增大，酵母生长繁殖速度过快，导致酒醅中氨基酸态氮消耗过快，使酒醅中氨基酸浓度降低，加剧酵母以糖为基质的合成代谢途径合成氨基酸；而且长期较高水平的酵母数逐排过度消耗配糟中氨基酸，使配糟中氨基酸态氮逐排降低，导致下一排发酵酒醅发酵前期酵母生长繁殖所需氨基酸不足，进一步加剧了酵母以糖为基质的合成代谢途径合成氨基酸。而酵母通过以糖为基质的合成代谢途径合成氨基酸，使合成氨基酸的前体物质α-酮酸含量升高，而α-酮酸同样比较容易生成相应的高级醇，从而也会导致杂醇油含量的升高。

3 结论

随着度夏生产时间的延长，续糟生产排数的增加，夏季气温升高，发酵酒醅水分的升高和酸度的下降都利于酵母的生长繁殖，使夏季生产期间发酵酒醅酵母生长繁殖速度过快，生长繁殖时间延长，最大酵母数长期处于较高水平。过快的酵母生长繁殖速度和长期较高水平酵母数逐排过度消耗配糟中氨基酸，导致配糟中氨基酸态氮逐排降低，使秋季生产时发酵酒醅中发酵前期的酵母生长繁殖所需的氨基酸不足，加剧了酵母以糖为基质的合成代谢途径合成氨基酸，从而导致秋季生产酒醅中杂醇油含量的升高。