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窖泥老化原因浅析及预防措施探讨
发布时间:2022-05-08 分享到:
通过对浓香型白酒酿造微生物来源分析及窖泥作用的探究,结合多年的生产操作实际,分析了窖泥老化的原因并提出了一些对策措施,对今后的窖泥老化预防具有一定的指导作用。

(新疆伊力特实业股份有限公司,新疆可克达拉 835219

 

摘要:通过对浓香型白酒酿造微生物来源分析及窖泥作用的探究,结合多年的生产操作实际,分析了窖泥老化的原因并提出了一些对策措施,对今后的窖泥老化预防具有一定的指导作用。

关键词:浓香型白酒;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

 

浓香型白酒的主体香味成分是己酸乙酯,泥窖是浓香型白酒发酵的独特容器。经长期生产实践证明,生产*的浓香型白酒,窖泥是基础,曲药是动力,工艺是关键1,窖泥的优劣显著影响着浓香型白酒的产量和质量,而窖泥质量的好坏由窖泥中所含微生物的种类及数量决定。传统*老窖泥是在经过几十年甚至上百年周而复始的发酵过程中自然老熟形成的,其中的微生物经历了漫长的自然淘汰、驯化、优选和富集。自20世纪60年代发现窖泥中的酿造功能菌(己酸菌、甲烷菌等)以来,人工窖泥的研究取得了巨大进步,每个浓香型酒企在人工窖泥的制作上都投入大量的资金,所培养的人工窖泥对提高酒质也发挥了巨大作用。但培养好的窖泥经过一段时间的使用后,由于种种原因,部分会出现窖泥老化现象,致使酒质下降,给企业的生产带来困难,造成经济损失。本文分析了窖泥在发酵中的作用,对窖泥的老化原因和预防措施进行了经验总结。

1.浓香型白酒酿造微生物的来源及重要微生物

传统浓香白酒生产采用开放式操作,在曲药制备及发酵过程中,空气、水、原辅料、工器具、周围环境及窖泥,都会富集并带入种类繁多、数量丰富的微生物,这些微生物均直接或间接影响着酒的产量和质量。根据来源,可将这些进入酿酒糟醅参与发酵的微生物分成三大类2,即:环境微生物、曲药微生物和窖泥微生物。

环境微生物的种类及数量受季节气候的影响较大,包括空气中微生物、酿造用水微生物、窖皮泥微生物、场地残留糟醅微生物等,这些微生物以好氧微生物为主,它们对酒体风格产生重要影响。

曲药微生物包括霉菌、酵母菌和细菌等,它们以三种状态存在于成熟大曲中:一是在曲药不同发酵阶段失去功能的死亡微生物细胞;二是不再增殖,处于休眠状态的芽孢或孢子;三是当条件适合就生长繁殖的微生物营养体。这些微生物同样以好氧微生物为主,它们决定了发酵糟醅的出酒率等。

窖泥微生物主要以嫌气性芽孢菌和其他厌氧功能菌为主。传统窖泥中的微生物由环境中的微生物自然接种、自然驯化而成。通过对浓香型白酒与窖泥微生物的关系研究,已确定浓香型白酒特征香气成分主要是由窖泥微生物代谢产生3,并且窖泥微生物对浓香型白酒中的微量成分的形成及其量比关系所起的作用远超曲药和环境微生物的作用。因此,要想提高浓香型白酒质量和风格典型性,提高窖泥质量是必不可少的措施。几种重要窖泥微生物在新、老窖泥中的分布见表1

1  几种重要窖泥微生物分布4

Tab.1 Distribution of several important pit mud microorganisms

名称

分布



己酸菌

老窖泥中酸菌数量明显多于新窖泥,并从窖池上部到下部递增



甲烷菌

新窖泥中基本检测不出甲烷菌,老窖泥中甲烷菌数量从上至下递增



乳酸菌

新、老窖泥中的乳酸菌数量分布无明显规律



硝酸盐还原菌

新、老窖泥中都存在一定数量的硝酸盐还原菌



硫酸盐还原菌

老窖泥中硫酸盐还原菌数量多于新窖泥



厌氧异养菌

老窖泥中数量明显多于新窖,且随窖池从上至下递增



2.窖泥对微生物的作用

窖泥中微生物种类繁多,目前能够被识别的有益微生物就达几百种5,这些有益微生物,主要是梭状芽孢杆菌(酸菌、丁酸菌等)、无芽孢的杆菌(如乳酸菌、醋酸菌等)、甲烷菌等。其中己酸菌与甲烷菌、硝酸盐还原菌等互利共生,利用糟醅中的营养物质产生己酸、丁酸等,然后在酯酶的作用下,将己酸和乙醇酯化合成己酸乙酯。正是通过这些有益功能菌的大量生长、繁殖、代谢以及相互协调作用,赋予了浓香型白酒的独特风格。

窖泥对微生物主要有四个方面的作用: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体,并富集糟醅中的水分及各种营养成分,为微生物的生长繁殖提供营养;第二,窖泥在连续的酿酒循环中起到自然接种的功效,当糟醅入窖后,向其接入自身富集的大量窖泥功能菌,经过生长繁殖代谢从而产生浓香型酒的特征香味物质;第三,窖泥中含有独特的生长因子,对窖泥中的各种微生物尤其是酸菌等的繁殖、代谢起到促进作用;第四,向发酵糟醅提供自身长期富集的香味成分,特别是吡嗪类等的微量香味成分,使老窖泥所产白酒更加柔和协调6。所以,窖泥质量也是浓香型白酒质量的关键。

3.窖泥老化的原因分析

人工窖泥入窖进行浓香型大曲酒生产后,经过多年的生产循环,会逐渐转变成*老窖泥,所生产的酒质也逐步提高。然而,并不是所有的人工窖泥在使用过程中都朝着*老窖泥的方向转变,很多人工窖泥在使用了一段时间后,窖泥出现了白色颗粒和白色块状结晶,表面盐碱化,板结坚硬,发生窖泥生物活性减弱,含水量和透水能力逐步减小,生产出的原酒中己酸乙酯含量不断降低,酒体质量下降,出现了窖泥的老化,为浓香型*酒的生产带来困难。造成窖泥老化的原因有以下几个方面。

3.1窖泥在培养制作过程中造成老化的原因

3.1.1窖泥培养的季节选择不当

窖泥中的酿酒微生物的*适温度在3235℃,而北方寒冷,特别是冬季大部分地区都在0℃以下,使得窖泥中的微生物因温度低而生长繁殖速度缓慢,培养出的窖泥菌数偏低,质量较差。北方窖泥培养的适宜季节是夏季,从5月至9月,利用气温较高的有利条件,培养的窖泥质量较优。

3.1.2 窖泥培养过程中管理不到位

在窖泥制作和培养的过程中,各种配料混合不均匀,导致带有生泥块,造成营养成分不均匀;另外,在培养时,发酵窖泥密封不严实,导致霉菌污染,甚至有时遇到雨水还会导致营养物质流失等;更有甚者,为了急用将培养时间不足,发酵不成熟,质量未达标的窖泥提前入窖使用,这些都是造成窖泥质量差的原因。

3.1.3窖泥配方配比不合理

窖泥质量取决于窖泥中微生物的种类和数量的多少,而影响微生物的因素包括合适的水分含量、均衡的营养,适宜的矿物元素等,这就要求设计窖泥配方时,各种配料比例合理,营养均衡。其中水分要达到36%以上,以保障窖泥中的微生物进行正常的生长代谢。如果水分过低,则会出现不同程度的板结现象,从而抑制窖泥中的微生物的生长和代谢活动。但水分过高,窖泥太稀,无法搭在窖壁上。

3.1.4 窖泥的pH值不适宜

己酸菌等窖泥功能微生物适宜pH值范围为5.86.87,为弱酸性环境,当pH正常情况下,己酸菌通过乙酰辅酶A的作用形成丁酸辅酶A,生成己酸;当pH> 8.0时,酸菌将转入另一种代谢途径,先脱氨基酸上的-NH3,接着形成H2S8,从而使培养的己酸菌液颜色发黑,气味发臭,酸菌形态变小,数量剧减。当pH< 4.5时,酸菌的生长代谢将受到严重影响,这也是绝大部分窖泥老化的原因。因此,无论是培养窖泥或酒醅发酵,*通过工艺调控维持窖泥和糟醅的适宜pH值。

3.2窖泥在酿酒发酵中造成老化的原因

3.2.1糟醅淀粉浓度对窖泥的影响

糟醅中的淀粉浓度是决定窖池产酒数量的因素之一,但同时也决定了窖泥质量的变化方向9。因糟醅中的淀粉含量具有双重作用,一方面通过发酵生成乙醇及各种香味成分,另一方面通过分子的扩散运动进入窖泥内部,保证窖泥中腐殖质的含量,为窖泥中的微生物生长繁殖提供能量。因此,只有在母糟正常的情况下,才能促进窖泥向*窖泥发展。如果因一些原因或工艺技术使糟醅发酵能力过强,造成糟醅淀粉含量过低,则会影响糟醅中的营养物质进入窖泥中,从而影响窖泥功能菌的正常生长活动,造成窖泥老化。

3.2.2糟醅酸度对窖泥的影响

糟醅中的酸类物质来源于发酵过程中生成的乙酸、丁酸、乳酸、己酸和*脂肪酸等有机酸,糟醅酸度过大易生成乳酸铁、乳酸钙等沉积在窖泥中,使窖泥板结坚硬,含水量和透水能力降低,阻碍酸菌等酿酒微生物的繁殖代谢,导致窖泥的老化。糟醅酸度过大是窖泥发生老化的主要原因之一10

3.2.3 入池水分对窖泥的影响

入池糟醅水分长期过低,或因糟醅结构不当而使其含蓄水能力差,造成淋浆严重,降低了窖泥的含水量,导致窖泥发生老化现象,出酒率降低、酒质变差。

3.2.4酿酒工艺不稳定对窖泥的影响

酿酒发酵周期时长时短不稳定、无规律,人为乱压窖,长期双轮底,随意调整操作工艺,也不利于有益窖泥微生物的驯化而使窖泥功能衰退老化。

3.3不当出入窖操作对窖泥造成影响

3.3.1在糟醅出入窖的操作过程中不细心,人工或机械碰撞导致窖泥受损或从窖壁上脱落,破坏了窖泥表面的完整,使窖池窖泥逐渐损坏丧失功能。

3.3.2糟培出窖后,未将窖壁及窖底的残糟清扫干净,长期聚集形成隔层,使糟醅不能与窖泥充分接触,不但影响发酵作用,同时阻止养分向窖泥内的渗透而引起老化。

3.3.3糟醅入窖后未能及时踩窖,导致窖内空气含量过多,不能够保持严格的厌氧环境,对窖泥中厌氧功能菌造成伤害,使产酸菌大量繁殖,促使糟醅的酸度增加,加速窖泥老化。

3.4养护不当造成窖泥的老化

对窖泥进行持续细心的养护是防止窖泥老化的必要措施,但盲目养护,或不按要求添加某些物质,不但起不到养窖作用,可能还会造成营养比例失调,加速窖泥老化。

3.4.1养护时对窖池情况不加分析,直接用黄水、酒尾、大曲粉等对糟醅酸度过大、pH值偏低的窖池盲目养护,从而进一步降低窖泥的pH,影响酸菌等窖泥功能菌的生长代谢,使窖泥发生老化。

3.4.2直接用曲粉来养窖,因酸菌等窖泥微生物不能直接利用大曲粉中的淀粉碳源,反而带入了大量的产酸微生物,使窖泥的质量下降11

3.4.3 人工培养的窖泥养护菌液变质,不经检测盲目使用,造成窖内有害微生物大量繁殖,使产出的酒有菌体臭,质量下降,并破坏窖泥功能而导致衰退老化。

3.4.4 配制的喷洒窖壁的养护液酒度过高,或使用劣质的低度酒直接喷洒在窖壁上,对窖壁功能微生物起到杀灭作用12

4.预防窖泥老化的措施

防止窖泥老化的关键在于窖泥的配方、正常的醅结构以及窖泥的正确养护,包括以下措施。

4.1 制作人工窖泥选土时应首先判定土壤的类型,根据卡庆斯基制将窖泥用土分为粘土、壤土及砂土三大类,一般应选择粘性大,含砂量小,含铁、钙低,pH值中性或偏碱性的粘土或重壤土,并添加泥炭来增加窖泥中的腐殖质,泥炭中的腐殖质含量一般在30%以上,具有良好的保水性能,对酸度也有一定的缓冲作用,在窖泥培养时,腐殖质含量一般达到5%即可。

4.2菌种的使用宜从*高产的老窖池窖泥中分离提取,根据老窖功能菌分布规律,筛选以酸菌为主体的复合菌系,力求贴近窖内微生物环境,采取科学的富集方法,制备高质量的菌源。

4.3 培养成熟的人工窖泥。搭窖后,应立即投入正常使用,做到当天搭好窖泥,当天入封窖发酵,避免窖泥长时间暴露在空气中,造成窖泥感染杂菌,表面水分蒸发而干涸开裂,使窖泥功能微生物受到影响。

4.4窖泥搭窖的厚度应在1014cm,太厚挂不住,窖泥容易从窖墙上脱落;太薄窖泥生香效果会受到影响,因与酸菌共栖的甲烷菌是完全厌氧微生物,只有窖泥厚度约在10cm时才能生存。

4.5 入窖糟醅的配料比合理,使糟醅具有合适的淀粉浓度、酸度和水分含量等,并随季节而相应调整,使各营养成分不出现严重过剩或不足,保证糟醅正常发酵循环,达到促进窖泥老熟的作用。

4.6封窖时窖帽高度不宜低于50cm,当窖帽较低或无窖帽时,跌窖后窖上部窖泥会裸露在外,造成失水干裂及窖泥退化,因此可在入窖时根据糟醅的数量适当垫高窖底以堆高窖帽,并将窖皮泥封好,封窖泥的厚度应在20cm以上,使窖池在糟醅发酵下沉的过程中始终处于保护状态,防止窖壁的干裂。

4.7在发酵过程中要搞好环境卫生,加强车间的管理,防止封窖泥裂口长霉,使杂菌(青霉、乳酸菌等)大量繁殖,影响发酵,破坏窖泥的正常微生物结构。

4.8 糟醅清出后,要用软质扫帚轻轻把残醅清理干净,并细心铲去窖壁上的黑斑和霉块,但不宜用硬质扫帚大力刮扫而损坏窖泥,遇到窖池伤泥要及时补上,不要把窖泥带入糟醅中造成酒中杂味。

4.9对窖泥养护时,应先进行系统测定,根据缺什么补什么,缺多少补多少的原则,配制出乙醇浓度为2%3%的养护液,利用糟醅出池蒸馏的空隙,均匀喷洒窖壁,也可在糟醅入窖时,在每一甑糟醅摊平后,将养护液喷洒在窖边,避免空窖淋养护液直接流到窖底的弊端。

5、展望

窖泥在浓香型白酒生产中作用重大,如果不重视窖泥的培养和养护,造成窖泥出现老化将很难补救,且每一个环节失误都会导致质量和产量的下降。所以应认真建好每个窖池的全过程窖泥档案,在酿酒生产中严格控制生产条件,加强工艺管理,并坚持做好窖池养护,才能阻止窖泥的老化并使之不断向*窖泥发展,使原酒的产量和质量得到持续提升。

 

 

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作者简介:海超 (1972-,男,*工程师,陕西科技大学食品科学与工程本科专业与计算机网络(自考)本科专业,从事白酒勾调及新产品开发工作30年,现任技术中心主任。

工作单位:新疆伊力特实业股份有限公司技术中心

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