特香型白酒生產(chǎn)工藝及功能微生物的研究進(jìn)展

葉芝紅，林 培，吳生文，曾婷婷，祝云飛，劉小琴，項忠煌

(四特酒有限責(zé)任公司，江西樟樹 331200）

中國白酒是世界著名的六大蒸餾酒之一，歷史源遠(yuǎn)流長，它的獨(dú)特工藝是千百年來中國勞動人民生產(chǎn)經(jīng)驗的總結(jié)和智慧的結(jié)晶，發(fā)展至今已有十二大香型。白酒是世界上消費(fèi)量最大的酒精飲料，每年的消費(fèi)量超過40億噸。特香型白酒是由傳統(tǒng)的江西燒酒工藝，融合醬香、濃香和清香型白酒工藝演化而來的，四特酒是特香型白酒的最典型代表。

特香型白酒是以整粒大米為主要原料，面粉、麥麩和酒糟培制的中高溫大曲為糖化發(fā)酵劑，經(jīng)紅褚條石窖池固態(tài)發(fā)酵，固態(tài)蒸餾、陳釀、勾調(diào)而成的白酒。與其他白酒生產(chǎn)工藝相比，獨(dú)特之處在于：一，特香型白酒原料使用的是整粒大米，不粉碎不浸泡，直接與發(fā)酵成熟的酒糟混蒸；二，特香型大曲原料為特定比例的面粉和麥麩，并加入6 %～8 %新鮮酒糟；三，采用紅褚條石作為窖池壁。獨(dú)特的工藝特點(diǎn)和差異化特色造就了特香型白酒的獨(dú)特風(fēng)味——無色或微黃透明，幽雅舒適，諸香協(xié)調(diào)，具有濃香、清香、醬香三香，但均不露頭的復(fù)合香氣，柔綿醇和，香味協(xié)調(diào)，余味悠長。

特香型白酒具有較明顯的區(qū)域性特點(diǎn)，比起傳統(tǒng)醬香、濃香、清香型白酒，其研究的范圍和深度需繼續(xù)拓展。本文從特香型白酒的生產(chǎn)工藝、釀造微生物、風(fēng)味成分研究進(jìn)展進(jìn)行概述，以期為今后特香型白酒風(fēng)格及質(zhì)量穩(wěn)定性研究提供參考。

1 特香型白酒生產(chǎn)工藝研究

1.1 主要原輔料

原輔料是決定白酒質(zhì)量的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，一方面，原輔料自身含有的風(fēng)味成分給酒體帶來“原料香”，并有在酸或酶的作用下才釋放出來的結(jié)合態(tài)風(fēng)味；另一方面，原料作為微生物生長的“培養(yǎng)基”直接影響微生物的生長和風(fēng)味物質(zhì)的代謝生成。

1.1.1 大米

大米作為生產(chǎn)特香型白酒的直接原料，其品質(zhì)對酒的質(zhì)量有著重要的影響。按原料稻谷類型，大米分為秈米、粳米、秈糯米和粳糯米。秈米、粳米、糯米在外觀、理化、淀粉結(jié)構(gòu)等方面都有較明顯的差異，原料風(fēng)味存在一定差別，對發(fā)酵代謝也有不同的影響。祝云飛等在實(shí)驗室模擬釀造條件下，研究秈米、粳米、糯米對特香型白酒釀造的影響，結(jié)果表明，3 種大米對特香型白酒的釀造具有較大的影響，基酒感官評價中，粳米、糯米優(yōu)于秈米；李科發(fā)等研究不同品質(zhì)大米對白酒產(chǎn)量和質(zhì)量的影響，發(fā)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)大米所產(chǎn)基酒質(zhì)量優(yōu)于普通大米，但出酒率低于普通大米；肖美蘭等研究利用富硒大米代替普通大米釀造特香型基酒，沒有達(dá)到提高白酒中硒含量以及提升基酒質(zhì)量的目的。

1.1.2 稻殼

稻殼作為特香型白酒釀造生產(chǎn)過程中的重要輔料，發(fā)揮著重要作用，既作為發(fā)酵和蒸餾過程中的填充劑，又作為疏松劑，為微生物提供良好的發(fā)酵環(huán)境，其品質(zhì)優(yōu)劣和用量直接影響著基酒產(chǎn)質(zhì)量。林培等研究不同添加量的稻殼對糧糟基酒產(chǎn)質(zhì)量的影響，結(jié)果表明，30%稻殼添加比例的基酒產(chǎn)量為914.6 g，產(chǎn)量較高；0 %稻殼添加比例的基酒感官較佳，香氣較純正，帶飯香，入口稍甜，回味較長，后味稍有澀感，但產(chǎn)量較低；60%稻殼添加比例的基酒口感較次，產(chǎn)量居中。后期我們主要對稻殼的預(yù)處理工藝，探究稻殼的成分和微生物在基酒中遷移規(guī)律，對基酒中風(fēng)味形成影響等展開研究。

1.2 釀造工藝

特香型白酒的傳統(tǒng)釀造工藝以優(yōu)質(zhì)的整粒大米（不破碎）直接與出窖的酒醅混合，面粉、麥麩和新鮮酒糟制成的中高溫大曲為糖化發(fā)酵劑，經(jīng)紅褚條石壘筑而成的窖池進(jìn)行發(fā)酵，采用老五甑混蒸混燒工藝，分層量質(zhì)摘酒，長時間貯存后勾兌而成。吳生文等在機(jī)械化釀造車間攤晾過程標(biāo)準(zhǔn)化研究中，得到“機(jī)械化釀造車間晾糟過程標(biāo)準(zhǔn)化控制參考表”，進(jìn)一步規(guī)范機(jī)械化車間生產(chǎn)作業(yè)；林培等研究不同曲糧比對夏季特香型基酒產(chǎn)質(zhì)量的影響，建議機(jī)械化釀造車間在第六輪發(fā)酵中以22%的曲糧比作為最佳曲糧比，在基酒保質(zhì)保量的基礎(chǔ)上，節(jié)約了生產(chǎn)成本；黃建勇等利用色譜分析技術(shù)，研究一個生產(chǎn)周期中5 輪次特香型白酒不同糟層蒸餾基酒樣的感官特點(diǎn)及風(fēng)味成分的分布變化規(guī)律，從傳統(tǒng)的斷花摘酒工藝調(diào)整為分面糟、糧糟和底糟分別摘酒，優(yōu)化了摘酒工藝。轉(zhuǎn)排是特香型白酒生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)；徐湘生等通過對機(jī)械化釀造秋季轉(zhuǎn)排工藝進(jìn)行研究，將原有“六進(jìn)八出”調(diào)整為“七進(jìn)九出”工藝，該工藝有效解決了秋季轉(zhuǎn)排問題，且基酒產(chǎn)量與質(zhì)量均得到提升。

1.3 貯存與勾調(diào)

新釀造的白酒，入口爆辣，刺激性強(qiáng)，需要經(jīng)過一定時間的貯存，促進(jìn)新酒的分子締合等物理化學(xué)反應(yīng)，使糙雜味弱化，酒體變綿軟柔和，香味協(xié)調(diào)，回味悠長。貯存陳釀是保證蒸餾酒質(zhì)量的關(guān)鍵工序和白酒老熟的重要前提。目前，白酒人工催陳技術(shù)中的物理催陳和生物催陳應(yīng)用潛力較大。XU M 等采用氣相色譜分析白酒進(jìn)行高壓處理后風(fēng)味成分的變化，發(fā)現(xiàn)醇、醛和乙酸乙酯的含量呈下降趨勢，與自然老化過程中的趨勢一致，但酸未發(fā)現(xiàn)明顯變化。貯存容器、貯存方式、年份，以及酒精度等都會對特香型白酒品質(zhì)產(chǎn)生影響。

勾調(diào)是成品特香型白酒最后一道工序，也是形成特香型白酒典型風(fēng)格的關(guān)鍵工序。特香型白酒風(fēng)格是輕聞清香帶濃香，細(xì)聞有幽雅醬香，清、濃、醬兼而有之，又不相靠，因此在勾調(diào)中應(yīng)充分保留3 種香型兼而有之又不冒頭的原則，做到香氣融合協(xié)調(diào)。特香型白酒“勾調(diào)”是把不同輪次、不同等級、不同特點(diǎn)的特香基酒按科學(xué)的比例搭配在一起，使酒體的“色、香、味、格”等達(dá)到預(yù)設(shè)目標(biāo)的協(xié)調(diào)與平衡，各種白酒香味成分含量比例處于一個穩(wěn)定的狀態(tài)。

1.4 大曲生產(chǎn)工藝

傳統(tǒng)的大曲原料一般是小麥、大麥和豌豆等，但特香型制曲原料及配比與其他白酒大不相同，具有自身鮮明的特色。特香型大曲是以48%面粉、52%麥麩和6%～8%新鮮酒糟加適量水?dāng)嚢鑹褐贫?，曲坯為磚型長方體，曲面光滑平整，屬中溫偏高溫大曲。這種配料方式的優(yōu)勢是延續(xù)了傳統(tǒng)白酒制曲配方，以麥麩、面粉為基質(zhì)，同時添加適量酒糟，既可調(diào)節(jié)大曲的酸堿度，有效抑制一些有害菌的生長，又可改善大曲的疏松狀況，增加大曲的透氣性，極大有助于有益微生物的生長，一定程度上提高了酒曲的性能。特香型大曲發(fā)酵期控制在冬春30 d 內(nèi)，夏秋25 d 以上，原則不超過40 d，培制曲經(jīng)上霉、晾霉、潮火、大火、后火五階段和3 次翻房，每個階段均有嚴(yán)格的發(fā)酵房管理和參數(shù)控制。發(fā)酵好的成品曲貯存3～6 個月，按出房先后順序進(jìn)行粉碎釀造使用。特香型白酒大曲制作工藝如圖1。

圖1 特香型白酒大曲制作工藝流程

目前，強(qiáng)化制曲工藝優(yōu)化、控制有害雜菌生長、做好曲庫房管理是保證大曲質(zhì)量的重要措施。雷少楠等在傳統(tǒng)特香型大曲制作工藝的基礎(chǔ)上，從縮短低溫培菌期和減少毛霉初始接種量兩個方面對冬春季大曲表面毛霉生長進(jìn)行控制，結(jié)果表明試驗曲表面毛霉明顯減少，試驗曲質(zhì)量及基酒質(zhì)量更優(yōu)。林鈺寬等通過高通量測序技術(shù)，研究對比常規(guī)培曲工藝和新培曲工藝的曲坯微生物多樣性差異，結(jié)果表明新培曲工藝在微生物多樣性及優(yōu)勢菌群方面優(yōu)于常規(guī)培曲工藝，可以把新培曲工藝應(yīng)用于特香型酒工業(yè)，升級培曲工藝的技術(shù)，加速特香型白酒生產(chǎn)。

2 特香型白酒釀造微生物研究

特香型白酒企業(yè)長年的釀酒生產(chǎn)，有益于釀酒微生物在釀酒活動和自然活動的雙重影響下得到長期穩(wěn)定的生長和繁衍。特香型白酒大曲也因其獨(dú)特的配方、開放式的生產(chǎn)，網(wǎng)羅富集了大量微生物，大曲中微生物曲系和酶系都比較復(fù)雜。

2.1 特香型大曲中的釀酒微生物

大曲作為一種糖化發(fā)酵劑、復(fù)合酶制劑，不僅提供了白酒發(fā)酵所需要的微生物，也是形成白酒復(fù)雜風(fēng)味成分的前驅(qū)物質(zhì)，其品質(zhì)對白酒的產(chǎn)質(zhì)量都有極大影響，業(yè)內(nèi)有“曲為酒之骨”之稱。付桂明等利用llumina 測序平臺對樟樹貢酒廠的特香型白酒大曲不同季節(jié)的細(xì)菌群落進(jìn)行了分析，7—8月的細(xì)菌多樣性更大，9—10 月真菌多樣性更大；周斐成等研究特香型大曲斷面分層現(xiàn)象，檢測了整個制曲期內(nèi)大曲的表層、火圈層和曲心的主要水解酶活力，結(jié)果表明，大曲不同層面的酸性蛋白酶、糖化酶、纖維素酶、淀粉酶活力各不相同，總趨勢是大曲外層高于火圈層和曲心；沈劍解析了特香型白酒大曲中的主要微生物區(qū)系，結(jié)果表明，特香大曲主要微生物有細(xì)菌、霉菌和酵母菌，且在制曲期、貯曲期和成品曲等不同時期的優(yōu)勢菌群基本不變，細(xì)菌和真菌主要優(yōu)勢菌群分別為芽孢細(xì)菌、毛霉屬和根霉屬；章肇敏等研究大曲培養(yǎng)過程中微生物變化規(guī)律，在一個培養(yǎng)周期21 天內(nèi)，細(xì)菌數(shù)量逐漸增大；酵母數(shù)量逐漸減小，后期略有增大；霉菌數(shù)量呈先增加后降低的趨勢。對大曲不同部位微生物群落分析表明，特香型白酒大曲中微生物系很復(fù)雜，細(xì)菌數(shù)量要遠(yuǎn)高于真菌數(shù)量，酵母數(shù)量最少，主要集中于曲皮部位。制曲方式、區(qū)塊大小及大曲儲存時間都會對大曲中微生物群落及酶系產(chǎn)生影響。

2.2 釀造過程及環(huán)境中的微生物

白酒生產(chǎn)中涉及的微生物一部分來自于酒曲，一部分來源于白酒生產(chǎn)所處的環(huán)境。沈劍分析特香型酒廠曲房周圍環(huán)境中的主要微生物區(qū)系，發(fā)現(xiàn)曲房環(huán)境和曲醅原料中也含有大量釀酒微生物。生產(chǎn)特香型白酒必須使用窖泥，徐源剛通過人工培養(yǎng)特香型白酒窖泥，發(fā)現(xiàn)窖泥中丙酸菌、己酸菌、丁酸菌、芽孢桿菌多，而且肥壯；李凱敏等采用高通量測序技術(shù)對特香型白酒釀造過程中不同位置酒醅中的真核微生物菌群演替動態(tài)變化進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在整個發(fā)酵周期內(nèi)，酒醅中的真核微生物菌群多樣性與豐度呈現(xiàn)明顯下降趨勢，優(yōu)勢菌目為Saccharomycetales（酵母目），優(yōu)勢菌屬依次為（酵母屬）、（畢赤酵母）、（耐堿酵母屬）；底糟真核微生物菌群構(gòu)成更為復(fù)雜，主要優(yōu)勢菌群包括Saccharomycetales（酵母目）、Eurotiales（散囊菌目）、Capnodiales（煤炱目）和Tremellales（銀耳目）等。

3 特香型白酒風(fēng)味物質(zhì)的研究

白酒是由約98%乙醇、水和約2%其他呈香呈味的微量組分構(gòu)成的，微量成分決定了白酒的香氣、口感和酒體風(fēng)格。白酒中微量成分的種類十分豐富復(fù)雜，最新研究白酒中共發(fā)現(xiàn)了1874 種揮發(fā)性香氣化合物，根據(jù)化學(xué)性質(zhì)可以將其分成醇類、醛類、酸類、酯類、酮類、縮醛類化合物、芳香族化合物、吡嗪類化合物等。特香型白酒的風(fēng)味研究始于20 世紀(jì)80 年代，以周恒剛領(lǐng)銜的國家白酒專家團(tuán)隊，在江西省樟樹市經(jīng)實(shí)地考察和研討，首次確定四特酒香型為“特香型”。

特香型白酒含有豐富的風(fēng)味成分，李凱敏以樟樹貢酒為研究對象，采用HS-SPME/GC-MS 對酒中的揮發(fā)性化合物含量進(jìn)行分析，共檢測到105種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，其中酯類物質(zhì)50 種，醇類物質(zhì)20 種，酸類物質(zhì)12 種，醛酮類物質(zhì)10 種，酚類物質(zhì)3 種，其他化合物8 種；酒頭中酯類物質(zhì)含量最高，酒尾中醇類、酚類、酸類、醛酮類物質(zhì)含量較高，糧糟原酒中風(fēng)味化合物總量最多，主要是糧糟原酒中酯類物質(zhì)含量最高；范文來等檢測特香型白酒中的有機(jī)酸，發(fā)現(xiàn)除乳酸和乙酸外，特香型基酒中排名前三的有機(jī)酸分別為丁酸、己酸和十六烷酸，與其他白酒相比，特香型白酒中的高級脂肪酸（棕櫚酸、油酸和亞油酸）和芳香族一元酸含量相對較高；王尹葉等采用味覺評價結(jié)合儀器分析鑒定手段，檢測出特香型白酒中的呈苦味或澀味物質(zhì)有正丙醇、正丁醇、異丁醇、異戊醇、2-苯乙醇、糠醛和乳酸乙酯，與其他白酒相比，特香型白酒中的正丙醇含量是最高的；徐柏田等對比分析特香型酒頭和基酒香味成分，發(fā)現(xiàn)特香型酒頭中的酯類物質(zhì)、醇類物質(zhì)和醛類物質(zhì)含量高于特香型基酒的含量，酸類物質(zhì)反之。

4 展望

隨著我國工業(yè)的高速發(fā)展，越來越多的白酒企業(yè)紛紛開始對白酒釀造的綠色化、健康化、現(xiàn)代化與智能化進(jìn)行探索及嘗試。特香型白酒要擴(kuò)大市場占有率，獲得更好的商業(yè)前景，需精益特香型白酒生產(chǎn)工藝使其品質(zhì)滿足客戶需求。通過研究特香型白酒的釀造工藝、釀造微生物、風(fēng)味化學(xué)，揭示特香型白酒釀造規(guī)律，了解影響因素，從而提升特香型白酒品質(zhì)，為我國特香型白酒風(fēng)格特色的穩(wěn)定發(fā)展提供一定的理論基礎(chǔ)。

目前，對于特香型白酒的研究多集中在生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，釀造過程中微生物菌株的分離、篩選和鑒定上，對于釀造過程中大曲風(fēng)味物質(zhì)、微生物菌群變化特性對基酒風(fēng)味影響及糟醅特性對蒸餾效應(yīng)影響相關(guān)研究較少。下一步我們就將從以下方向開展研究：通過儀器分析技術(shù)檢測大曲中風(fēng)味成分，利用更多的風(fēng)味化合物進(jìn)行風(fēng)味重組、添加和缺失實(shí)驗，解析大曲風(fēng)味物質(zhì)對基酒風(fēng)味物質(zhì)影響機(jī)理；采用高通量測序技術(shù)分析特香型白酒釀造過程中微生物演變規(guī)律，剖析釀造過程中微生物菌群的結(jié)構(gòu)特性和功能特性，揭示特香型白酒風(fēng)味物質(zhì)的形成機(jī)理；采用儀器分析研究糟醅特性，在傳統(tǒng)蒸餾技術(shù)上優(yōu)化蒸餾工藝，提升蒸餾效率，提升白酒品質(zhì)。