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                窖泥老化原因淺析及預防措施探討
                發布時間:2022-05-08 分享到:
                通過對濃香型白酒釀造微生物來源分析及窖泥作用的探究,結合多年的生產操作實際,分析了窖泥老化的原因并提出了一些對策措施,對今后的窖泥老化預防具有一定的指導作用。

                (新疆伊力特實業股份有限公司,新疆可克達拉 835219

                 

                摘要:通過對濃香型白酒釀造微生物來源分析及窖泥作用的探究,結合多年的生產操作實際,分析了窖泥老化的原因并提出了一些對策措施,對今后的窖泥老化預防具有一定的指導作用。

                關鍵詞:濃香型白酒;窖泥;老化

                 

                Causes Analysis and Preventive Measures of Pit Mud Aging

                 

                HAI Chao

                (Xinjiang Yilite Industry Co., Ltd., Kekedala Xinjiang 835219, China)

                 

                Abstract: Based on the analysis of the source of microbes and the role of pit mud in Luzhou flavor Baijiu liquor production, the causes of aging of pit mud were analyzed based on the production practice for many years, and some countermeasures were put forward. It has a certain guiding role for pit mud aging prevention in the future.

                Key words: Luzhou flavor Baijiu; pit mud; ageing

                 

                濃香型白酒的主體香味成分是己酸乙酯,泥窖是濃香型白酒發酵的獨特容器。經長期生產實踐證明,生產*的濃香型白酒,窖泥是基礎,曲藥是動力,工藝是關鍵1,窖泥的優劣顯著影響著濃香型白酒的產量和質量,而窖泥質量的好壞由窖泥中所含微生物的種類及數量決定。傳統*老窖泥是在經過幾十年甚至上百年周而復始的發酵過程中自然老熟形成的,其中的微生物經歷了漫長的自然淘汰、馴化、優選和富集。自20世紀60年代發現窖泥中的釀造功能菌(己酸菌、甲烷菌等)以來,人工窖泥的研究取得了巨大進步,每個濃香型酒企在人工窖泥的制作上都投入大量的資金,所培養的人工窖泥對提高酒質也發揮了巨大作用。但培養好的窖泥經過一段時間的使用后,由于種種原因,部分會出現窖泥老化現象,致使酒質下降,給企業的生產帶來困難,造成經濟損失。本文分析了窖泥在發酵中的作用,對窖泥的老化原因和預防措施進行了經驗總結。

                1.濃香型白酒釀造微生物的來源及重要微生物

                傳統濃香白酒生產采用開放式操作,在曲藥制備及發酵過程中,空氣、水、原輔料、工器具、周圍環境及窖泥,都會富集并帶入種類繁多、數量豐富的微生物,這些微生物均直接或間接影響著酒的產量和質量。根據來源,可將這些進入釀酒糟醅參與發酵的微生物分成三大類2,即:環境微生物、曲藥微生物和窖泥微生物。

                環境微生物的種類及數量受季節氣候的影響較大,包括空氣中微生物、釀造用水微生物、窖皮泥微生物、場地殘留糟醅微生物等,這些微生物以好氧微生物為主,它們對酒體風格產生重要影響。

                曲藥微生物包括霉菌、酵母菌和細菌等,它們以三種狀態存在于成熟大曲中:一是在曲藥不同發酵階段失去功能的死亡微生物細胞;二是不再增殖,處于休眠狀態的芽孢或孢子;三是當條件適合就生長繁殖的微生物營養體。這些微生物同樣以好氧微生物為主,它們決定了發酵糟醅的出酒率等。

                窖泥微生物主要以嫌氣性芽孢菌和其他厭氧功能菌為主。傳統窖泥中的微生物由環境中的微生物自然接種、自然馴化而成。通過對濃香型白酒與窖泥微生物的關系研究,已確定濃香型白酒特征香氣成分主要是由窖泥微生物代謝產生3,并且窖泥微生物對濃香型白酒中的微量成分的形成及其量比關系所起的作用遠超曲藥和環境微生物的作用。因此,要想提高濃香型白酒質量和風格典型性,提高窖泥質量是必不可少的措施。幾種重要窖泥微生物在新、老窖泥中的分布見表1。

                1  幾種重要窖泥微生物分布4

                Tab.1 Distribution of several important pit mud microorganisms

                名稱

                分布



                己酸菌

                老窖泥中酸菌數量明顯多于新窖泥,并從窖池上部到下部遞增



                甲烷菌

                新窖泥中基本檢測不出甲烷菌,老窖泥中甲烷菌數量從上至下遞增



                乳酸菌

                新、老窖泥中的乳酸菌數量分布無明顯規律



                硝酸鹽還原菌

                新、老窖泥中都存在一定數量的硝酸鹽還原菌



                硫酸鹽還原菌

                老窖泥中硫酸鹽還原菌數量多于新窖泥



                厭氧異養菌

                老窖泥中數量明顯多于新窖,且隨窖池從上至下遞增



                2.窖泥對微生物的作用

                窖泥中微生物種類繁多,目前能夠被識別的有益微生物就達幾百種5,這些有益微生物,主要是梭狀芽孢桿菌(酸菌、丁酸菌等)、無芽孢的桿菌(如乳酸菌、醋酸菌等)、甲烷菌等。其中己酸菌與甲烷菌、硝酸鹽還原菌等互利共生,利用糟醅中的營養物質產生己酸、丁酸等,然后在酯酶的作用下,將己酸和乙醇酯化合成己酸乙酯。正是通過這些有益功能菌的大量生長、繁殖、代謝以及相互協調作用,賦予了濃香型白酒的獨特風格。

                窖泥對微生物主要有四個方面的作用:第一,利用窖泥微粒表面的界面作用,吸附酸菌、丁酸菌等窖泥微生物菌體,并富集糟醅中的水分及各種營養成分,為微生物的生長繁殖提供營養;第二,窖泥在連續的釀酒循環中起到自然接種的功效,當糟醅入窖后,向其接入自身富集的大量窖泥功能菌,經過生長繁殖代謝從而產生濃香型酒的特征香味物質;第三,窖泥中含有獨特的生長因子,對窖泥中的各種微生物尤其是酸菌等的繁殖、代謝起到促進作用;第四,向發酵糟醅提供自身長期富集的香味成分,特別是吡嗪類等的微量香味成分,使老窖泥所產白酒更加柔和協調6。所以,窖泥質量也是濃香型白酒質量的關鍵。

                3.窖泥老化的原因分析

                人工窖泥入窖進行濃香型大曲酒生產后,經過多年的生產循環,會逐漸轉變成*老窖泥,所生產的酒質也逐步提高。然而,并不是所有的人工窖泥在使用過程中都朝著*老窖泥的方向轉變,很多人工窖泥在使用了一段時間后,窖泥出現了白色顆粒和白色塊狀結晶,表面鹽堿化,板結堅硬,發生窖泥生物活性減弱,含水量和透水能力逐步減小,生產出的原酒中己酸乙酯含量不斷降低,酒體質量下降,出現了窖泥的老化,為濃香型*酒的生產帶來困難。造成窖泥老化的原因有以下幾個方面。

                3.1窖泥在培養制作過程中造成老化的原因

                3.1.1窖泥培養的季節選擇不當

                窖泥中的釀酒微生物的*適溫度在3235℃,而北方寒冷,特別是冬季大部分地區都在0℃以下,使得窖泥中的微生物因溫度低而生長繁殖速度緩慢,培養出的窖泥菌數偏低,質量較差。北方窖泥培養的適宜季節是夏季,從5月至9月,利用氣溫較高的有利條件,培養的窖泥質量較優。

                3.1.2 窖泥培養過程中管理不到位

                在窖泥制作和培養的過程中,各種配料混合不均勻,導致帶有生泥塊,造成營養成分不均勻;另外,在培養時,發酵窖泥密封不嚴實,導致霉菌污染,甚至有時遇到雨水還會導致營養物質流失等;更有甚者,為了急用將培養時間不足,發酵不成熟,質量未達標的窖泥提前入窖使用,這些都是造成窖泥質量差的原因。

                3.1.3窖泥配方配比不合理

                窖泥質量取決于窖泥中微生物的種類和數量的多少,而影響微生物的因素包括合適的水分含量、均衡的營養,適宜的礦物元素等,這就要求設計窖泥配方時,各種配料比例合理,營養均衡。其中水分要達到36%以上,以保障窖泥中的微生物進行正常的生長代謝。如果水分過低,則會出現不同程度的板結現象,從而抑制窖泥中的微生物的生長和代謝活動。但水分過高,窖泥太稀,無法搭在窖壁上。

                3.1.4 窖泥的pH值不適宜

                己酸菌等窖泥功能微生物適宜pH值范圍為5.86.87,為弱酸性環境,當pH正常情況下,己酸菌通過乙酰輔酶A的作用形成丁酸輔酶A,生成己酸;當pH> 8.0時,酸菌將轉入另一種代謝途徑,先脫氨基酸上的-NH3,接著形成H2S8,從而使培養的己酸菌液顏色發黑,氣味發臭,酸菌形態變小,數量劇減。當pH< 4.5時,酸菌的生長代謝將受到嚴重影響,這也是絕大部分窖泥老化的原因。因此,無論是培養窖泥或酒醅發酵,*通過工藝調控維持窖泥和糟醅的適宜pH值。

                3.2窖泥在釀酒發酵中造成老化的原因

                3.2.1糟醅淀粉濃度對窖泥的影響

                糟醅中的淀粉濃度是決定窖池產酒數量的因素之一,但同時也決定了窖泥質量的變化方向9。因糟醅中的淀粉含量具有雙重作用,一方面通過發酵生成乙醇及各種香味成分,另一方面通過分子的擴散運動進入窖泥內部,保證窖泥中腐殖質的含量,為窖泥中的微生物生長繁殖提供能量。因此,只有在母糟正常的情況下,才能促進窖泥向*窖泥發展。如果因一些原因或工藝技術使糟醅發酵能力過強,造成糟醅淀粉含量過低,則會影響糟醅中的營養物質進入窖泥中,從而影響窖泥功能菌的正常生長活動,造成窖泥老化。

                3.2.2糟醅酸度對窖泥的影響

                糟醅中的酸類物質來源于發酵過程中生成的乙酸、丁酸、乳酸、己酸和*脂肪酸等有機酸,糟醅酸度過大易生成乳酸鐵、乳酸鈣等沉積在窖泥中,使窖泥板結堅硬,含水量和透水能力降低,阻礙酸菌等釀酒微生物的繁殖代謝,導致窖泥的老化。糟醅酸度過大是窖泥發生老化的主要原因之一10。

                3.2.3 入池水分對窖泥的影響

                入池糟醅水分長期過低,或因糟醅結構不當而使其含蓄水能力差,造成淋漿嚴重,降低了窖泥的含水量,導致窖泥發生老化現象,出酒率降低、酒質變差。

                3.2.4釀酒工藝不穩定對窖泥的影響

                釀酒發酵周期時長時短不穩定、無規律,人為亂壓窖,長期雙輪底,隨意調整操作工藝,也不利于有益窖泥微生物的馴化而使窖泥功能衰退老化。

                3.3不當出入窖操作對窖泥造成影響

                3.3.1在糟醅出入窖的操作過程中不細心,人工或機械碰撞導致窖泥受損或從窖壁上脫落,破壞了窖泥表面的完整,使窖池窖泥逐漸損壞喪失功能。

                3.3.2糟培出窖后,未將窖壁及窖底的殘糟清掃干凈,長期聚集形成隔層,使糟醅不能與窖泥充分接觸,不但影響發酵作用,同時阻止養分向窖泥內的滲透而引起老化。

                3.3.3糟醅入窖后未能及時踩窖,導致窖內空氣含量過多,不能夠保持嚴格的厭氧環境,對窖泥中厭氧功能菌造成傷害,使產酸菌大量繁殖,促使糟醅的酸度增加,加速窖泥老化。

                3.4養護不當造成窖泥的老化

                對窖泥進行持續細心的養護是防止窖泥老化的必要措施,但盲目養護,或不按要求添加某些物質,不但起不到養窖作用,可能還會造成營養比例失調,加速窖泥老化。

                3.4.1養護時對窖池情況不加分析,直接用黃水、酒尾、大曲粉等對糟醅酸度過大、pH值偏低的窖池盲目養護,從而進一步降低窖泥的pH,影響酸菌等窖泥功能菌的生長代謝,使窖泥發生老化。

                3.4.2直接用曲粉來養窖,因酸菌等窖泥微生物不能直接利用大曲粉中的淀粉碳源,反而帶入了大量的產酸微生物,使窖泥的質量下降11。

                3.4.3 人工培養的窖泥養護菌液變質,不經檢測盲目使用,造成窖內有害微生物大量繁殖,使產出的酒有菌體臭,質量下降,并破壞窖泥功能而導致衰退老化。

                3.4.4 配制的噴灑窖壁的養護液酒度過高,或使用劣質的低度酒直接噴灑在窖壁上,對窖壁功能微生物起到殺滅作用12。

                4.預防窖泥老化的措施

                防止窖泥老化的關鍵在于窖泥的配方、正常的醅結構以及窖泥的正確養護,包括以下措施。

                4.1 制作人工窖泥選土時應首先判定土壤的類型,根據卡慶斯基制將窖泥用土分為粘土、壤土及砂土三大類,一般應選擇粘性大,含砂量小,含鐵、鈣低,pH值中性或偏堿性的粘土或重壤土,并添加泥炭來增加窖泥中的腐殖質,泥炭中的腐殖質含量一般在30%以上,具有良好的保水性能,對酸度也有一定的緩沖作用,在窖泥培養時,腐殖質含量一般達到5%即可。

                4.2菌種的使用宜從*高產的老窖池窖泥中分離提取,根據老窖功能菌分布規律,篩選以酸菌為主體的復合菌系,力求貼近窖內微生物環境,采取科學的富集方法,制備高質量的菌源。

                4.3 培養成熟的人工窖泥。搭窖后,應立即投入正常使用,做到當天搭好窖泥,當天入封窖發酵,避免窖泥長時間暴露在空氣中,造成窖泥感染雜菌,表面水分蒸發而干涸開裂,使窖泥功能微生物受到影響。

                4.4窖泥搭窖的厚度應在1014cm,太厚掛不住,窖泥容易從窖墻上脫落;太薄窖泥生香效果會受到影響,因與酸菌共棲的甲烷菌是完全厭氧微生物,只有窖泥厚度約在10cm時才能生存。

                4.5 入窖糟醅的配料比合理,使糟醅具有合適的淀粉濃度、酸度和水分含量等,并隨季節而相應調整,使各營養成分不出現嚴重過?;虿蛔?,保證糟醅正常發酵循環,達到促進窖泥老熟的作用。

                4.6封窖時窖帽高度不宜低于50cm,當窖帽較低或無窖帽時,跌窖后窖上部窖泥會裸露在外,造成失水干裂及窖泥退化,因此可在入窖時根據糟醅的數量適當墊高窖底以堆高窖帽,并將窖皮泥封好,封窖泥的厚度應在20cm以上,使窖池在糟醅發酵下沉的過程中始終處于保護狀態,防止窖壁的干裂。

                4.7在發酵過程中要搞好環境衛生,加強車間的管理,防止封窖泥裂口長霉,使雜菌(青霉、乳酸菌等)大量繁殖,影響發酵,破壞窖泥的正常微生物結構。

                4.8 糟醅清出后,要用軟質掃帚輕輕把殘醅清理干凈,并細心鏟去窖壁上的黑斑和霉塊,但不宜用硬質掃帚大力刮掃而損壞窖泥,遇到窖池傷泥要及時補上,不要把窖泥帶入糟醅中造成酒中雜味。

                4.9對窖泥養護時,應先進行系統測定,根據缺什么補什么,缺多少補多少的原則,配制出乙醇濃度為2%3%的養護液,利用糟醅出池蒸餾的空隙,均勻噴灑窖壁,也可在糟醅入窖時,在每一甑糟醅攤平后,將養護液噴灑在窖邊,避免空窖淋養護液直接流到窖底的弊端。

                5、展望

                窖泥在濃香型白酒生產中作用重大,如果不重視窖泥的培養和養護,造成窖泥出現老化將很難補救,且每一個環節失誤都會導致質量和產量的下降。所以應認真建好每個窖池的全過程窖泥檔案,在釀酒生產中嚴格控制生產條件,加強工藝管理,并堅持做好窖池養護,才能阻止窖泥的老化并使之不斷向*窖泥發展,使原酒的產量和質量得到持續提升。

                 

                 

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                作者簡介:海超 (1972-,男,*工程師,陜西科技大學食品科學與工程本科專業與計算機網絡(自考)本科專業,從事白酒勾調及新產品開發工作30年,現任技術中心主任。

                工作單位:新疆伊力特實業股份有限公司技術中心

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