醬香型白酒堆積發(fā)酵工藝的管理研究分析

羅太江，王 軍，馮沛春

（貴州茅臺酒股份有限公司，貴州仁懷 564500）

醬香型白酒是我國傳統(tǒng)白酒三大基本香型之一，具有“醬香突出，幽雅細膩，酒體醇厚，空杯留香持久”的特點[1]。醬香型白酒的這些特點源于獨特的生產(chǎn)工藝，雖然其生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)周期是清楚明確的，但究其整個工藝體系仍有太多未知。因此，從20 世紀50 年代至今，我國便有大量專家和學者從多個角度對醬香型酒工藝進行探索，以期能夠深入了解醬香型白酒及其工藝[2-3]。

醬香型白酒工藝以一年為一個生產(chǎn)周期，釀造期間需要經(jīng)歷九次蒸煮，八次發(fā)酵，七次取酒，可簡單概括為“三高三長”，即高溫制曲、高溫堆積發(fā)酵、高溫餾酒，生產(chǎn)周期長、大曲貯存時間長、基酒酒齡長[4-5]。其中，堆積發(fā)酵工序是醬香型白酒工藝中最獨特的生產(chǎn)方式，它的主要作用是網(wǎng)羅堆積場地和空氣中的微生物進行生長繁殖，進而生成多種酶類和代謝風味物質(zhì)，為后續(xù)的窖內(nèi)發(fā)酵富集重要的微生物、酶類與風味物質(zhì)及其前體，從而賦予醬香型白酒獨特的醬香風味[6]。堆積發(fā)酵作為醬香型酒生產(chǎn)中最重要的環(huán)節(jié)之一，對基酒的產(chǎn)量和質(zhì)量都有著直接的影響，周恒剛[7]和楊漫江等[8]的研究發(fā)現(xiàn)，酒醅不堆積直接入窖會導致不產(chǎn)酒或產(chǎn)酒質(zhì)量差等情況，表明堆積發(fā)酵是醬香型白酒生產(chǎn)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。醬香型白酒堆積發(fā)酵工藝的獨特性和關(guān)鍵性對醬香風味的形成有著重要意義。本文主要從工藝管理和關(guān)鍵指標（微生物群系、理化指標和風味物質(zhì)）兩個方面進行總結(jié)。

1 堆積發(fā)酵的工藝管理

堆積發(fā)酵主要包含晾堂操作和晾堂堆積發(fā)酵兩個過程，由于醬香型白酒生產(chǎn)遵循傳統(tǒng)工藝，晾堂操作后的堆積發(fā)酵屬于自然發(fā)酵，因此正確把握晾堂操作中的各道工序，以及合理解決堆積異常情況才能有效加強工藝管理和控制，從而確保發(fā)酵正常進行。

1.1 堆積發(fā)酵工藝操作

晾堂操作是酒醅網(wǎng)羅空氣和場地微生物的重要過程，保證隨后的堆積發(fā)酵正常進行。晾堂操作的要求是要嚴格做到“精耕細作”，將醅團打散，大曲和酒醅充分拌勻，同時要注意收堆溫度、堆積時長和堆積過程中的溫度變化[9]。收堆溫度方面，通過控制下沙、造沙和一輪次酒醅的攤晾溫度和攤晾時長，以酵母菌作為參考指標，考察二者對堆積發(fā)酵的影響，發(fā)現(xiàn)下沙、造沙的收堆溫度在24～28 ℃時酵母菌數(shù)量最多，而一輪次收堆溫度在28～35 ℃時堆子升溫最快，在50 h 即可升溫，酵母菌數(shù)量達到107數(shù)量級，說明收堆溫度應(yīng)根據(jù)每個輪次選擇各自較為合理的范圍。堆積時長方面，馮雨[10]通過跟蹤不同輪次堆積發(fā)酵的堆積時長，證明堆積時長主要與氣溫、起堆溫度和操作有關(guān)，一輪次、二輪次分別在春節(jié)前后，為堆積發(fā)酵最長的兩個輪次，在二輪次以后則逐漸縮短。此外，王邦坤等[11]提出堆積酒醅的疏松度和含氧量對各種菌系的生長繁殖影響較大，而堆積酒醅的疏松度正是源于收堆過程中的細致操作。

隨著堆積發(fā)酵的進行，堆子各位點的溫度、酸度和氧濃度等環(huán)境因子呈明顯差異，因此有學者提出通過倒堆促進堆積酒醅與氧氣接觸，同時平衡各個位點。倒堆是將堆頂部酒醅倒為堆底，堆表倒為堆心層，堆心和堆底層倒為堆頂層，然后繼續(xù)發(fā)酵。張維山等[12]設(shè)計了堆子倒堆和不倒堆的對照實驗，實驗顯示，經(jīng)過倒堆的堆子升溫平穩(wěn)，各位點溫度更趨一致，升溫層整體加厚，堆積時間相應(yīng)延長。堆積結(jié)束后，酒醅酒香濃、果香悅?cè)?，松散、無板結(jié)現(xiàn)象；通過檢測實驗組和對照組酒體中的風味物質(zhì)來考察倒堆對堆子的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過倒堆的堆子蒸餾得到的酒體中高級醇的含量有所降低，但酯類物質(zhì)沒有較大差異，說明該操作對酒基酒品質(zhì)無負面影響。

1.2 堆積發(fā)酵異常處理

“腰線”是醬香型白酒冬季生產(chǎn)中糟醅顏色呈白色或微黃色，結(jié)構(gòu)呈團狀或塊狀，帶有酒香味或霉味的一層酒醅，它的形成會影響整個堆子堆積發(fā)酵過程中微生物與微生物、微生物與環(huán)境之間物質(zhì)和能量的交換，嚴重時對堆積發(fā)酵會造成一定的影響。根據(jù)江鵬等[13]的研究，預防“腰線”的產(chǎn)生首先要控制好糊化時間；其次，縮短排與排之間上堆的時間，縮小排與排之間的溫差；最后要嚴格注意各堆子發(fā)酵溫度變化的情況，對于已經(jīng)發(fā)現(xiàn)“腰線”的堆子則需要將“腰線”層打破，然后將其與表層溫度低的酒醅混合繼續(xù)發(fā)酵。

堆子“不來溫”同樣也是醬香型白酒冬季生產(chǎn)中容易出現(xiàn)的發(fā)酵異?，F(xiàn)象，其表現(xiàn)為堆子在經(jīng)過幾天的發(fā)酵后溫度沒有升高，或者升溫不正常，即部分位點升溫而其他位點未升溫。破堆移位是探索解決“不來溫”的常用手段，即將異常堆子四周挖開后轉(zhuǎn)移到旁邊的空地上進行再次堆積發(fā)酵。卓毓崇等[14]發(fā)現(xiàn)，采用破堆移位的方法處理堆子能夠促進各類微生物的生長繁殖，并有效地提高酒醅的出酒率。袁再順等[15]進一步考察破堆移位對堆積堆子的影響，發(fā)現(xiàn)在理化指標方面，破堆移位處理能使異常堆恢復正常升溫，顯著增加二輪次酒醅中還原糖含量，有效降低酒醅的總酸含量與水分含量；微生物群系方面，能顯著增加二輪次堆積酒醅中的好氧菌，如芽孢桿菌和高溫放線菌的數(shù)量，并減少乳酸桿菌的數(shù)量；對入庫酒的產(chǎn)量與質(zhì)量進行對比分析也表明，破堆移位能保證一輪次、二輪次酒的產(chǎn)量和質(zhì)量。

2 堆積發(fā)酵工藝的關(guān)鍵指標

堆積發(fā)酵過程中微生物的生長繁殖會受到酒醅理化性質(zhì)的影響，但它們的代謝產(chǎn)物也會反作用于生長環(huán)境，改變酒醅的理化性質(zhì)，同時也會產(chǎn)生大量風味物質(zhì)，對基酒的產(chǎn)量和質(zhì)量有直接的影響。

2.1 微生物群系

醬香型白酒中的功能微生物主要有細菌、酵母菌和霉菌，它們在釀造過程中能夠通過代謝產(chǎn)生各種風味物質(zhì)和有機反應(yīng)前體物質(zhì)，產(chǎn)生多種酶類物質(zhì)，參與熱能供應(yīng)[2，5]。細菌方面，中國科學院成都生物研究所利用DGGE 技術(shù)對仁懷市一家醬香型酒廠7 個輪次堆積過程的細菌群落進行了研究，發(fā)現(xiàn)同一輪次的不同堆積時期，細菌多樣性的變化趨勢為堆積中期＞堆積后期＞堆積前期[16]。根據(jù)李欣等[17]的研究，堆積發(fā)酵酒醅中的優(yōu)勢菌為乳球菌屬(Lactococcus)、芽孢桿菌屬(Bacillus) 和醋酸桿菌屬(Acetobacter)。真菌方面，戴奕杰等[18]對7 個輪次的真菌結(jié)構(gòu)進行檢測分析，發(fā)現(xiàn)不同輪次堆積發(fā)酵酒醅中的真菌菌群結(jié)構(gòu)整體比較接近。通過對造沙和一輪次的酵母菌數(shù)量檢測分析，發(fā)現(xiàn)酵母菌的數(shù)量在堆積期間呈上升趨勢，到入窖時可達到106～108數(shù)量級。江南大學徐巖等[19]對習酒堆積過程微生物群落結(jié)構(gòu)進行了解析，發(fā)現(xiàn)堆積過程中有8 種不同種類的酵母，其中以釀酒酵母、拜氏結(jié)合酵母、粟酒裂殖酵母和膜璞畢赤酵母為優(yōu)勢酵母。徐巖等[20]發(fā)現(xiàn)堆積表層霉菌種類多，主要以擬青霉屬、米曲霉和曲霉菌為主，同時發(fā)現(xiàn)擬青霉擁有最高的糖化酶(3252 U/g±526 U/g)，米曲霉液化酶最高(1491 U/g±324 U/g)，表明上述霉菌起著重要的糖化作用。

2.2 理化性質(zhì)

尚柯等[21]對北方醬香酒第3輪次堆積發(fā)酵過程中酒醅的水分、溫度、酸度、淀粉含量、還原糖含量、粗蛋白含量和含氧量進行檢測分析，研究表明，堆積酒醅水分含量一般在42 %～46 %之間，不同部位之間呈顯著差異；表層溫度最高，升溫幅度最大；酒醅中淀粉、蛋白含量隨時間延長而降低，還原糖含量升高，不同空間位置含量顯著不同；堆心的含氧量在剛起堆時與空氣中的含氧量接近，隨后逐漸下降，到堆積結(jié)束時可達到無氧環(huán)境。周恒剛[7]、王貴軍[22]等也提出，理化指標的變化幅度堆子表層＞堆子中層＞堆子堆心，此過程中水分、淀粉、酸度下降，糖分、總酯呈上升趨勢。表層溫度變化最明顯，堆心的溫度變化較小，升溫幅度小于10 ℃，與尚柯等[21]的研究結(jié)果一致，而酸度的下降能夠為酵母菌的生長代謝提供適宜的環(huán)境。

2.3 風味物質(zhì)

楊漫江[8]通過對比堆積發(fā)酵和不堆積發(fā)酵酒醅中風味物質(zhì)的含量差異，發(fā)現(xiàn)堆積與不堆積酒醅中的高級醇、乙縮醛、雙乙酰、2，3-丁二醇以及有機酸和酯類化合物等的含量有顯著差異。此外，劉民萬等[23]對堆積酒醅和基酒中的揮發(fā)性物質(zhì)進行比較，發(fā)現(xiàn)17 種基酒中的重要香味物質(zhì)都能夠在堆積酒醅中檢出，充分說明堆積發(fā)酵對醬香型白酒風味的形成有重要貢獻。韓興林等[24]對8個輪次的堆積發(fā)酵過程中的揮發(fā)性物質(zhì)進行檢測分析，從醬香白酒堆積酒醅中定性檢測出揮發(fā)性風味化合物83 種，其中，醇類物質(zhì)19 種，醛類物質(zhì)8 種，酸類物質(zhì)13種，酯類物質(zhì)24 種，酚類物質(zhì)4 種，其他類物質(zhì)14種。對比各個輪次檢出揮發(fā)性物質(zhì)的種類和數(shù)量可知，檢出風味最多是在第三輪次、第四輪次、第五輪次，最后兩個輪次最少，其中醇類風味化合物在第七輪次、第八輪次相對含量較高；醛類風味化合物在各輪次中相對含量均較低；有機酸類風味物質(zhì)相對含量在第四輪次、第五輪次顯著高于其他輪次；酯類風味物質(zhì)在第六輪次、第七輪次明顯高于其他輪次，這些物質(zhì)含量的差異形成了各個輪次基酒的風格，最終造就了醬香型白酒的獨特性。

3 展望

綜上所述，堆積發(fā)酵是醬香酒工藝中網(wǎng)羅和富集空氣和場地中微生物的一個重要過程，對醬香型白酒工藝的產(chǎn)酒和產(chǎn)香有著重要意義。生產(chǎn)實踐證明，堆積操作管理得好，堆積發(fā)酵好，則酒醅香氣好，產(chǎn)酒多；反之，堆積質(zhì)量差，不僅產(chǎn)酒少，而且酒質(zhì)差。目前，專家和學者主要是從堆積過程的工藝管理和關(guān)鍵指標分析進行研究討論，對關(guān)鍵指標與堆積質(zhì)量的內(nèi)在關(guān)系分析較少，沒有充分利用好數(shù)據(jù)來指導實際生產(chǎn)。要想進一步做好堆積發(fā)酵，筆者認為還需在以下幾個方面繼續(xù)深入研究。

（1）加強數(shù)據(jù)的挖掘和分析處理。通過收集各個輪次的相關(guān)參數(shù)，建立堆積過程的數(shù)據(jù)庫，對堆積發(fā)酵不同時間、空間的數(shù)據(jù)進行分析，考察不同時空酒醅發(fā)酵特性，同時，努力探索對分析結(jié)果的直觀化、可視化，應(yīng)用交互圖表展示分析結(jié)果。

（2）實現(xiàn)數(shù)據(jù)指導生產(chǎn)。基于對各個參數(shù)的分析，探明堆積過程各參數(shù)的變化規(guī)律，尋找最適合入窖的各個理化指標的范圍，從中找出合理入窖時機的各參數(shù)指標以實現(xiàn)生產(chǎn)指導。

（3）積極探索工藝調(diào)整。通過大數(shù)據(jù)分析，對比發(fā)酵正常和發(fā)酵異常情況下各個參數(shù)的差異，實現(xiàn)堆積發(fā)酵的進度判斷，從而根據(jù)參數(shù)結(jié)果及時發(fā)現(xiàn)異常并提出相應(yīng)處理措施，有效改善堆積發(fā)酵質(zhì)量。