不同新窖泥生化指标在发酵驯化过程的变化趋势及比较分析.pdf
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1、602023 No.10(Tol.352)酿酒科技2023年第10 期(总第3 5 2 期)LIQUOR-MAKINGSCIENCE&TECHNOLOGYD0I:10.13746/j.njkj.2023070不同新窖泥生化指标在发酵驯化过程的变化趋势及比较分析姚亚林,付智勇1,刘洪强,赵鑫帅,林东1,2*,李浩1*(1.四川水井坊股份有限公司,四川成都6 10 0 0 0;2.国家市场监管重点实验室(白酒监管技术),四川成都6 117 3 1)摘要:通过比较4种配方制作的新窖泥在发酵驯化过程中的生化指标,阐述了新窖泥生化指标在发酵驯化过程中的变化趋势。研究发现:4种窖泥的水分呈波动式变化,在3
2、 4%上下波动;腐殖质、氨态氮的变化规律趋于一致,呈急剧下降后再缓慢累积的趋势;在pH变化上,A、B 窖泥的pH在演替阶段(第7发酵期)显著低于C、D 窖泥;从窖泥生化指标变化趋势而言,A、B 窖泥配方优于C、D 窖泥配方。关键词:窖泥;生化指标;发酵驯化中图分类号:TS262.3;TS261.7文献标识码:A文章编号:10 0 1-9 2 8 6(2 0 2 3)10-0 0 6 0-0 5Change Trends and Comparison of Biochemical Indexesof Different New Pit Mud during CultivationYAO Yali
3、n,FU Zhiyong,LIU Hongqiang,ZHAO Xinshuai,LIN Dong*and LI Hao*(1.Sichuan Swellfun Co.Ltd.,Chengdu,Sichuan 610000;2.Key Laboratory of Baijiu SupervisingTechnology for State Market Regulation,Chengdu,Sichuan 611731,China)Abstract:In this study,the biochemical indexes of new pit mud of four formulations
4、 during the process of fermentation and cultiva-tion were compared,so as to find out the change trend of biochemical indexes of new pit mud in the process of fermentation and culti-vation.The analysis found that,the moisture content of the four kinds of pit mud fluctuated around 34%;the changes of h
5、umus andammonia nitrogen were similar,showing a trend of rapid decline and then slowly accumulating;the pH value of pit mud A and B wassignificantly lower than that of pit mud C and D in the succession stage(the 7th fermentation stage).In terms of the change trend ofbiochemical indexes,pit mud A and
6、 B were better than pit mud C and D.Key words:pit mud;biochemical indexes;cultivation泥窖是浓香型白酒酿造重要且独特的发酵容器,在行业中常有“酒好还须窖池老”的说法。泥窖的独特性在于能够为酒体带来以已酸乙酯为主体的复合香气,使酒体风味更加丰满、闻香愉悦,这主要来源于窖泥中众多复杂的功能微生物菌群发酵代谢2 。因此窖泥在酿造中起着重要作用,既是微生物菌群的天然营养培养基,也是白酒风味产生的重要载体3-4。随着行业发展,生产规模的扩大对窖泥用量的需求与日俱增,窖泥的培养制作和老熟的技术也是白酒酿造工艺中关键的一环。
7、施思等5 采用化学法和物理法对窖泥进行驯化,均起到增已降乳的功效,使综合酒质得到提高;有研究者6-7 在人工窖泥中加入泥炭来探究其对窖泥制作的效果,发现泥炭有助于提升窖泥保水性,但不利于后期芽孢杆菌的培养;姜雨函等8 对不同配方人工窖泥在发酵驯化过程的动态变化进行分析发现,水分、pH值、腐殖质等指标对窖泥培养有着重要影响;李学思等9 对新窖连续使用过程中的窖泥指标追踪发现,窖泥水分、pH值和速效钾呈先增后减的变化趋势,其他指标也呈规律性变化。好的窖泥不仅在于61东,李姚亚林,付智勇,刘洪强,赵鑫帅,林浩不同新窖泥生化指标在发酵驯化过程的变化趋势及比较分析其理化指标的丰富程度,更为核心的是功能菌
8、群丰度和已酸代谢能力0 培养出优质窖泥,是新建窖池快速成熟产出优质酒的重要条件。本研究设计了4种不同窖泥配方,将4种窖泥按传统方式用于建新窖,连续投粮发酵,跟踪窖泥的理化指标和微生物生物量情况,结合每轮次发酵原酒风味物质变化规律,综合分析窖泥在自然老熟驯化过程的质量动态变化,解析不同窖泥的特性和差异性,以期为窖泥制作和驯化提供实践经验和理论基础。1材料与方法1.1材料、试剂及仪器制作窖泥用原料:黄泥土、优质老窖泥、曲粉、优质成熟已酸菌液、池塘淤泥、鱼骨等。试剂及耗材:重铬酸钾、酒石酸钾、亚硝基铁氰化钾、邻苯二甲酸氢钾、氢氧化钠、高氯酸钠、酒石酸钾钠、浓硫酸、浓盐酸、硼酸、NHCI、钼酸铵、氟化
9、铵、酚酞等,均为分析纯,购自成都市科龙化工试剂厂。仪器设备:色谱仪(安捷伦)、凯氏定氮仪、油浴锅(奥斯豪仪器有限公司)、紫外分光光度计(上海尤尼柯仪器有限公司UV-2400)。1.2试验方法1.2.1窖泥制作根据本厂生产实践经验,总结4种窖泥制作配方(A、B、C、D),按方法做好新窖泥后待用。1.2.2发酵选择新建窖池12 口,分别用A、B、C、D 4种窖泥做窖池3 口,窖壁成型后,先用相同来源的丢糟填窖3 0 d,吸附泥土中的异杂味,起窖清窖后等待试验进行。按照传统浓香型发酵工艺进行投粮发酵,来源一致的粮糟做母糟,粮、糠、水、曲用量都保持一致,发酵周期6 0 d,进行多轮次续糟发酵。1.2.
10、3窖泥理化指标分析窖泥质量品质可通过感官指标、理化指标和微生物种群进行表征,对连续发酵过程的理化指标研究可用于阐述窖泥连续发酵下的质量变化。窖泥水分和pH采用烘干法和精密pH计检测,总氮通过凯氏定氮法检测,有效磷测定采用0.5 mol/L碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法,窖泥腐殖质检测采用焦磷酸钠-氢氧化钠提取重络酸钾氧化容量法,上述方法均参考酿酒分析与检测和白酒生产技术全书;窖泥中已酸含量通过高效液相色谱法进行测定12 ,窖泥中芽孢杆菌传统可培养计数采用MRS培养基,参照参考文献13 操作。每轮次发酵结束后,缓火流酒,分段摘酒,除酒头外,取前段2 0 kg综合酒样,分析主体风味化合物已酸乙酯的变化
11、。2结果与分析2.1不同配方窖泥的水分和pH变化规律窖泥的水分是微生物正常繁殖代谢的重要基础,适当的水分是窖泥品质的前提条件。对不同配方的窖泥在连续发酵过程中水分变化趋势研究见图1,同期比较,A、B 配方窖泥的保水性较好于C、D。窖泥水分呈先升后降再缓慢上升的动态变化趋势,其波动变化的原因可能是初始的发酵产生大量自由水,随即被窖泥吸收,随着发酵延长,微生物化对水分的需求、糟酪降解物质的附着、窖池底泥对水分的吸收等多个反应共同作用,水分呈动态变化,而最终其持水性与初始状态相差不远,表明微生物菌群形成一定程度稳态,并且在窖泥制作前端已经找到品质稳定窖泥的水分要求。长期驯化使得功能微生物菌群趋于稳定
12、,而微生物的稳定性以水分稳定作为表现。(%)X40.00r-A38.00-BC36.00D34.0032.0030.00图1不同配方窖泥的水分变化适合的pH值不仅可促进酒精发酵,也有利于2023 No.10(Tol.352)622023年第10 期(总第3 5 2 期)LIQUOR-MAKINGSCIENCE&TECHNOLOGY酿酒科技窖内微生物繁殖代谢14。由图2 可知,随泥窖连续发酵,4种配方的pH随窖泥发酵周期延长呈下降而后不同的趋势,在第7 轮发酵后,C、D 与A、B 呈现显著差异(P0.05),其中B、D 配方窖泥初始pH值基本一致,多轮发酵后的pH值呈显著差异(P0.05),不同
13、大小写字母表示差异显著(P0.05)。图2不同配方窖泥的pH变化2.2不同配方窖泥的有效磷与腐殖质变化规律窖泥中的腐殖质主要由有机质成分与土壤复合转化而来,能够为部分微生物提供有益的生长环境,是丰富窖泥微生物丰度的重要因子,也起到离子交换作用、保水作用和缓冲作用16 。由图3 可知,随发酵进行,各配方窖泥的腐殖质含量变化规律基本一致;随发酵轮次增加,腐殖质呈先急剧下降,再缓慢增加的波动变化趋势(8x/)60AB55-C50D4540353025Od6T-图3不同配方窖泥腐殖质含量变化磷元素是微生物细胞的重要组成部分,微生物死亡分解后,会融入窖泥增加其有效磷含量。土壤中的有效磷除配料中带入外,其
14、余为微生物细胞分解产生,程伟7 的研究表明有效磷含量与土壤中微生物的生物量和代谢物量呈正相关。由图4可知,各配方窖泥有效磷含量呈剧烈波动变化,表明在前期连续发酵过程中,微生物活动剧烈,大量微生物繁殖或者被淘汰,还未完全达到稳定状态;在第67轮次,C、D 的有效磷含量维持在低水平的状态,A、B 的有效磷含量处于相反波动的状态,这一定程度上表征此阶段微生物种群生物活动剧烈。刘梅等18 对窖泥指标的研究表明,有效磷和腐殖质只能作为判断窖泥的一项指标,与窖泥质量好坏并无显著联系。本研究中腐殖质和有效磷含量的波动是连续发酵过程中微生物菌群的优胜劣汰与定向驯化的表现。(3/)x1200AB1000D800
15、600B4002000图4不同配方窖泥有效磷含量变化2.3不同配方窖泥的氨态氮变化规律氨态氮作为总氮的重要组成部分,可直接被窖泥微生物吸收利用,一定程度上反应了窖泥对窖泥微生物代谢需氮的供给能力19。如图5 所示,各配方窖泥氨态氮含量在前期发酵驯化过程中变化趋势基本趋于一致;随发酵轮次增加,初期窖泥中营养物质被大量消耗,其含量急剧下降,随后趋于动态平稳状态,可能是各轮次发酵残余营养物质持续累积的结果。2.4不同配方窖泥的梭菌生物量变化规律比较不同配方窖泥发酵过程中梭菌可培养生物量可知,在连续发酵过程,前4个发酵轮次微生物量呈有序波动变化,可能是微生物在环境驯化中的优胜劣汰,最终结合窖泥、曲药和
16、环境中的微生63浩不同新窖泥生化指标在发酵驯化过程的变化趋势及比较分析东,李姚亚林,付智勇,刘洪强,赵鑫帅,林(8/B)学10000一AB8000+CD6000400020000T-2T-3CT-4CT-5图5不同配方窖泥氨态氮含量变化(3/0101)翼30.0一A25.0B20.0C-D15.010.05.00.0CT30-1CT30-2CT30-3CT30-4CT30-5CT30-6CT30-7图6不同配方窖泥梭菌生物量变化物群落在窖内发酵环境的选择性繁衍,在第5 一7轮次时趋于稳定,4种配方在芽孢杆菌的培养和富集上无显著差异。2.5不同配方窖泥发酵的原酒风味物质变化规律(Tu001/u)
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