Dynamic Study of the Fermentation Process of Taorong Baijiu

Liquor-Making Science and Technology - - News -

FAN Jianhui, HOU Jianguang and CHEN Mengen (Postdoctoral Research & Development Base, Yangshao Distillery Co. Ltd., Mianchi, He'nan 472000, China)

Abstract: In this study, tracing analysis of the change in microbes and physiochemical indexes in the fermentation process of Taorong Baijiu was performed. The results showed that, yeasts, bacteria and mold in aroma- producing fermented grains multiplied rapidly after pit entry due to the large amount of reducing sugar provided by saccharifying fermented grains, then the content of starch and reducing sugar dropped rapidly; the amount of mold and yeasts reached the maximum at the third and the fifth day of the fermentation respectively, and bacteria amount presented two peaks in the whole fermentation process; the content of ethanol increased rapidly from the third day to the ninth day of the fermentation and such period was considered as alcohol fermentation period; the acidity increased rapidly from the seventh day to the nineteenth day of the fermentation and such period was considered as acid-producing period; and 19 d after the fermentation, it was the mutual transformation stage of aroma-producing substances. (Trans. by YUE Yang ) Key words: Taorong Baijiu; Baijiu production; dynamic analysis

随着白酒的发展,人们更加注重身体健康和白酒内在口感,香型融合以其更加注重口味,深得市场和消费者青睐,已经成为白酒生产技术发展的新趋势。2013年,中华仰韶陶融型白酒申请成功,其成功的融合了“浓、清、酱、芝” 4种香型,微黄透明,香气幽雅、细腻、醇厚丰满、圆润舒适、香味协调、余味爽净[ 1],中华仰韶陶融型白酒风格独特,是中国传统白酒香型的一大创新。

中华仰韶陶融型白酒,采用清香型白酒的清蒸二次清工艺,利用酱香型白酒的超高温大曲和浓香 型白酒的中高温大曲及芝麻香型白酒的芝麻香专用曲作为糖化发酵剂,结合酱香型白酒和芝麻香型白酒的堆积工艺制作生香醅和小清工艺制作糖化醅,生香醅和糖化醅混合入池,配醅融合了浓清酱芝4种优质酒糟,工艺复杂。浓香型白酒发酵过程

[2,3]中生态因子的动态研究 较多,芝麻香型白酒发酵

[4]过程中的动态研究 亦有报道,但陶融型白酒发酵过程中的动态研究至今尚未报道。本研究跟踪分析了入池后发酵酒醅中的温度、水分、淀粉、还原糖、酸度、乙醇等理化指标的变化,同时也测定了酵

母菌、细菌和霉菌菌落数等微生物指标,便于今后工艺的调整及其后续的进一步研究。 1

材料与方法

1.1 材料1.1.1 窖池及酒醅取样窖池为仰韶酒业陶融型白酒酿造车间,选定3

Y- Y- Y-条产质量较好的陶池 1, 2, 3。酒醅取样分上中下3层,每次取样 500 g左右。取样要求始终控制在陶池的同等高度,采取五点取样法(四周加中间共5个点),混匀后进行测定。1.1.2 主要仪器与试剂

数显温度计,济南雪纳斯仪表有限公司; CP522C电子天平,奥豪斯仪器(常州)有限公司; DHG- 9123A电热鼓风干燥箱,上海一恒科学仪器

SF- CT-有限公司; 1A超净工作台,上海三发科学

DHP-仪器有限公司; 9272电热恒温培养箱,上海一

DL-恒科学仪器有限公司; 1万用电炉,北京科伟永

RE-兴仪器有限公司; 52A旋转蒸发器,上海亚荣生化仪器厂;酸碱滴定管等。

葡萄糖、碘液、氢氧化钠、浓硫酸、可溶性淀粉、甲醛、乙醇,均为国产分析纯。

孟加拉红培养基:蛋白胨5 g,葡萄糖10 g,磷酸二氢钾1 g,七水硫酸镁0.5 g,琼脂20 g,1/3000孟加拉红溶液100 mL,蒸馏水 1000 mL,氯霉素0.1 g。

WL培养基:酵母粉5 g,酸水解酪蛋白5 g,葡萄糖50 g,磷酸二氢钾0.55 g,氯化钾0.425 g,氯化钙0.125 g,硫酸镁 0.125 g,氯化铁 0.0025 g,硫酸锰0.0025 g,溴甲酚绿0.022 g,琼脂17 g,蒸馏水1000 mL, pH5.5±0.2。

营养琼脂培养基:蛋白胨10 g,牛肉膏3 g,氯化钠5 g,琼脂15~20 g,蒸馏水1000 mL。1.2 实验方法1.2.1 跟踪取样

采取五点取样方式,对入窖完成后的酒糟进行跟踪取样。1.2.2 温度的检测

采用数显温度计对窖内糟醅中间温度进行 测定。1.2.3 酒糟含水量的检测

用已烘至恒重的称量皿称取混匀试样约10 g ( w0),精确至0.0001 g,在( 105±2)℃条件下烘90 min,取出后在干燥器中冷却至室温后称重,称量后再烘30 min,直至前后2次重量差不超过0.001 g为止(如后一次重量大于前一次重量,则取前一次重量( w1)),含水量计算公式:

w0- f=( w1)/w0×100 %。1.2.4 酸度测定

[5]利用酸碱中和滴定法测定酸度,以100 g酒糟消耗标准NaOH毫摩尔数表示,即每 100 g曲消耗1 mmol标准NaOH为1度酸度。1.2.5 乙醇浓度检测

取100 g糟醅加水200 mL,用旋转蒸发器蒸馏出100 mL溶液,采用DMA5000密度仪测定乙醇含量。1.2.6 微生物分离与培养

[6]采用稀释平板涂布分离计数法。微生物所用培养基分别为:酵母菌用WL培养基,霉菌采用孟加拉红琼脂培养基,细菌采用营养琼脂培养基。

培养条件分别为酵母菌28 ℃恒温培养2~3 d,霉菌 32 ℃恒温培养1~2 d,细菌 35 ℃恒温培养1~2 d。 2 结果与分析 2.1 温度变化糟醅入池后,将数显温度计插入到陶池正中心位置,整个发酵过程中保持不动。对发酵过程中糟醅的温度进行测定记录,变化规律见图1。

由图1可看出,入池温度为25 ℃左右,入池后窖内糟醅温度急剧上升,随后保持平稳并稳中有降。与浓香型白酒温度变化规律“前缓,中挺,后缓

[7]落”不同。前阶段之所以温度急剧上升,是由于粮糟经过糖化堆积后,各菌株活力高,同时糟醅含糖量大,提供给微生物的环境好,所以入池后微生物急剧生长产生大量的热量,前火较猛。7~9 d基本都达到了顶火温度( 38~40 ℃),持续时间为 10 d左右,此阶段菌株生长繁殖死亡达到一个平衡状态,随着时间的延长,营养物质被大量消耗,糟醅中也产生了很多阻碍微生物生长代谢的不利物质,进入衰退期,温度缓缓下降,40 d发酵期结束时温度约为35 ℃。2.2 水分含量变化

入池后对陶池的水分进行取样测定,变化规律见图2。

从图2可以看出:整个发酵过程中,糟醅中的水分先急剧上升,经较短维持时间后,缓慢下降。从入池时的58 %~60 %达到最大值66 %~68 %,

Y-增幅7 %~8 %,发酵时间为9d。 1陶池水分最

Y-大值维持了7d左右,出池时水分为63 %, 2陶池

Y水分最大值维持了5d左右,出池时水分为63 %, 3陶池水分达到最大值仅维持2d就开始下降,出池时水分为62 %。

水分急剧上升阶段,是由于入池时糖分较高,微生物生长代谢及呼吸作用非常旺盛,产生大量的水分,糟醅中水分入池后便急剧上升;随后进入维持阶段,一方面酸醇酯化及蛋白质分解会产生很多水,另一方面代谢及其物质间的各类反应也会消耗很多水分,同时由于重力作用,水分慢慢往陶池底 部迁移沉降,三者达到一个平衡状态;最终各类营养物质被大量耗尽,陶池中主要进行着乙醇、酸、酯类、高级醇之间的相互转化,水分产生能力下降,但水分依然往窖底沉降,所以总体水分开始缓慢下降。整个发酵过程中,随着发酵的进行,前期的小分子易挥发物质逐步转化成了高沸点难挥发物质,当用烘干法时此类难挥发物质不易挥发,造成测定

[8]时水分下降 。2.3 淀粉含量变化

入池后,取样测定糟醅淀粉含量,曲线图见图。3

从图3可以看出:从入池到第9天,淀粉含量急剧下降;第9天到第18天的时候,淀粉消耗较慢;第18天到第40天发酵结束时,在此22 d的发酵时间内淀粉含量变化非常小。前期营养物质及空气充足,霉菌大量生长繁殖,产生的淀粉酶将淀粉迅速转化为糖,淀粉消耗较快,此3条试验陶池,淀粉消耗量在第9天前完成了淀粉降解总量的85 %以上。2.4 还原糖含量变化

入池后,定期取样测定发酵过程中糟醅的还原糖含量,变化规律见图4。

从图4可以看出:从入池到第7天还原糖急剧下降,之后降幅较缓。经过培菌糖化后,淀粉被糖化了很大一部分,入池时糖分虽达到了5.0 %左右,且入池后淀粉继续被糖化,但同时酵母菌、霉菌、细菌生长繁殖消耗糖,当空气耗尽时酵母菌又利用糖进行酒化作用,总的来说糖的消耗量远远大于其生成量,所以前期糖含量急剧下降。2.5 酸度的变化

图4 发酵过程中还原糖含量变化 入池后,定期取样测定发酵过程中糟醅的酸度,变化规律见图5。 图5 发酵过程中酸度变化

从图5可以看出:前期酸度上升幅度比较小,第7天之后,糟醅中酸度开始猛升。第19天时,酸度都接近最高点,之后酸度呈现上升和下降的波动状态。酸既是白酒中的呈香呈味物质,又是酒中酯类物质的前驱物,酸决定着白酒酒质。前期由于产酸性微生物较弱的代谢作用,产生一定量的酸类物质,随着发酵的进行,陶池中氧气消耗殆尽,厌氧产酸类细菌在无氧环境下代谢活动旺盛,产生大量的酸类物质,酸含量较高时酯化反应也较易进行,此阶段一方面代谢生酸,一方面酯化消耗酸,所以呈现了后期酸度的波动状。2.6 乙醇含量变化

入池后,定期取样测定发酵过程中糟醅的乙醇含量,变化规律见图6。

从图6可以看出,入池后前3 d,乙醇含量先呈小幅上升,然后快速增加,第9天时接近最大值,之后乙醇含量平稳的略微下降。

陶融型白酒酿造工艺堆积40 h,会有部分酵母在堆积无氧时产生酒精,同时堆积时为了提升堆积 图6 发酵过程中乙醇含量变化 产香物质及香味前驱物添加酒尾,所以入池时酒精含量在1.5 %vol左右,入池后陶池内的微生物增殖旺盛,很快就消耗了陶池内大量的氧气,氧气耗尽后酵母菌开始酒精发酵,乙醇含量提升迅速;第9天时,酒精发酵基本完成,乙醇含量接近最大值,此阶段伴随着酯化反应消耗部分乙醇,但是其生成仍占主导地位;之后的发酵时间内,乙醇转化为乙酸、酯类等其他物质,所以乙醇含量小幅下降。2.7 酵母菌变化

入池后定期取样,涂布WL培养基平板,测定发酵过程中糟醅酵母菌菌数,变化规律见图7。 图7 发酵过程中酵母菌菌落变化 从图7可以看出:入池后酵母菌就开始大量生

Y- Y- Y-长繁殖, 2陶池在第3天时达到了峰值, 1、 3陶池到第5天时达到了峰值,随后酵母菌数开始减少。

入池是将糖化醅和生香醅混匀入池,糖化醅提供了大量的还原糖,可以为生香醅中的酵母菌提供丰富的碳源,再加上糟醅中的氧气,所以酵母菌入池后直接进入对数期增殖,到第5天达到了峰值;大量的酵母菌快速耗尽了糟醅中的氧气,还原糖也是急剧下降,再加上无氧时酵母菌酒化反应乙醇的

图3 发酵过程中淀粉含量变化

图2 发酵过程中水分含量变化

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