赵 贺，张成楠，闵伟红，李秀婷，王 昆，王红安，朱 华
（1.吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林长春 130118；
2.中国商业联合会酿酒微生物与酶分子工程重点实验室，北京 100048；
3.北京工商大学食品与健康学院，北京 100048；
4.北京华都酿酒食品有限责任公司，北京 102212）
中国白酒作为世界六大蒸馏酒之一，因其独特的生产工艺和丰富的香味成分而著名。酱香型白酒作为四大香型之一，具有举足轻重的地位[1]，其酒体醇厚、丰富，回味悠长，因其独特的酿造工艺，突出的酱香以及淡雅细腻的口感，受到广大消费者的青睐[2]，并且占据高端市场中较多的份额。酱香型白酒的生产主要用的是高温大曲，采用纯小麦制作，除去少量母曲之外，不添加其他辅料。酱酒是以高粱和小麦为主要原料，采用传统固态发酵法发酵、蒸馏、贮藏、勾兑而制成的酱香型风格的白酒[3-4]。
酱香型白酒第四轮次发酵是在第三轮次取酒之后，取出蒸过的酒醅，依次进行摊晾、拌曲、高温堆积等操作，然后再次入窖发酵，整个过程在30～40 d。第四轮次取酒相比前三次取酒，酒体更加清澈透明，具有较为突出的酱香风味，花果香也更为明显，酒精度在52%vol 以上。四轮次酒优秀的品质，使得酱酒以其作为勾兑时的基酒，作为酱香型白酒的主体酒，第四轮次发酵很大程度上决定了酒的品质[5-6]。
目前有很多对酱香型白酒发酵过程中酒醅理化指标变化的研究，大多数是针对酒醅的水分、酸度、淀粉含量、还原糖含量和酒精度等理化指标的变化，分析酒醅理化指标和酒醅微生物多样性或酒醅风味物质的关系[7-9]，得到其对酒质的影响。对入窖发酵酒醅的糖化力、液化力、发酵力和酯化力研究较少，通过对酒醅进行以上4 种理化指标的检测，分析其变化趋势，可以以新的角度分析窖内发酵酒醅对酒质的影响。本研究以酱香型白酒第四轮次南北池入窖发酵不同时间酒醅为研究对象，研究该轮次酒醅的糖化力、液化力、发酵力和酯化力等理化指标的变化规律，明晰在入窖发酵过程中酒醅的变化，为酱酒生产技术的改进提供一定理论参考。
1.1 样品来源
酒醅样品采自北京某酒厂窖池发酵生产车间第四轮次南北池入窖发酵不同时间的酒醅，分别在入窖7 d、12 d、15 d、21 d、25 d、30 d 进行取样，同一窖内酒醅采用三点取样方法进行取样，并保存在4 ℃的冰箱中[10]。
1.2 试验方法
两池酒醅的液化力、糖化力、发酵力和酯化力的测定，参照QB/T 4257—2011《酿酒大曲通用分析方法》。
2.1 第四轮次不同发酵时间酒醅液化力变化
南北池入窖酒醅液化力变化如图1所示，在理化指标的检测中，大曲的液化力体现了大曲中微生物及酶降解淀粉的能力，是一项重要的检测指标[11]。通过检测酒醅的液化力，分析在不同发酵时间窖内发酵酒醅液化反应的趋势和潜力。随着发酵的进行，南北池中酒醅的液化力逐渐展现出来，南池酒醅在第四轮次的发酵过程中，先是表现出较高的液化力，短暂下降后，12～25 d 期间，液化力又稳定增长，在发酵后期液化力明显降低。北池酒醅在15～20 d 也表现出明显的上升趋势，由图1 可以看出，北池酒醅的液化力变化幅度和误差较大，可能是酒醅内部微生物群落不稳定，或是窖内酒醅和酒曲接触不充分导致。
图1 第4轮次南北池发酵不同时间酒醅液化力和糖化力变化
北池酒醅和南池酒醅的液化力在发酵15～21 d中均呈现上升趋势，北池酒醅的液化力上升幅度较大，由0.135 g/g·h 上升至0.473 g/g·h，在达到顶峰之后，便开始下降，南池酒醅在发酵25～30 d 时也出现相似的趋势，可能是酒醅中原料消耗导致，淀粉逐步转化为短链糊精后进入到糖化阶段，导致液化力下降。
2.2 第四轮次不同发酵时间酒醅糖化力变化
糖化力是指大曲中糖化型淀粉酶将淀粉水解成葡萄糖的能力，是衡量大曲糖化作用和品质的重要指标之一[12]。酒醅和大曲充分搅拌后，酒醅就具有了一定的糖化力，通过检测其糖化力，分析酒醅在发酵过程中糖化的程度，寻求控制酒醅糖化的时间点，以免造成糖化程度过高或过低的现象，保证酒体质量。第四轮次南北池入窖发酵酒醅不同时间糖化力的变化如图1 所示。入窖后，随着液化阶段短链糊精的积累，糖化反应也逐步开始，发酵至12 d 时，两池酒醅均显示出一定的糖化力，第7 天北池酒醅和南池酒醅糖化力分别为58.74 mg/g·h和54.07 mg/g·h，第12 天时北池和南池酒醅糖化力分别为70.69 mg/g·h 和95.09 mg/g·h，随后两池酒醅糖化力均有下降的趋势，并趋于平缓。
糖化过程是酿酒的基础阶段，酿酒原料中的淀粉需要通过糖化作用转化为可发酵性糖，才可以继续进行发酵酿酒，由图1 可看出，入窖初期两池酒醅的糖化力最高，中期逐渐降低，后期又有所回升。由2.1 可知，在发酵前期酒醅的液化稳定进行，所以糖化力在前期较高，中期进入发酵阶段较为强势的时期，对酒醅的糖化具有一定影响。固态发酵工艺属于双边发酵，糖化与发酵同时进行，糖化力的过大、过小对发酵过程均有一定负面作用，所以糖化与发酵速率要配合恰当。
2.3 第四轮次不同发酵时间酒醅发酵力变化
大曲发酵力是指大曲在糖化液中发酵，包含了淀粉的液化、糖化、酒化等一系列复杂的过程[13]。在入窖发酵阶段，由于窖内环境因素和微生物群落结构的不断变化，不同时间的酒醅具有不同的发酵力。南北池入窖酒醅发酵力变化由图2 可知，两池酒醅在入窖前期发酵力均不高，可能是在入窖前期，液化和糖化阶段在逐次进行，用于进行发酵阶段的底物较少。发酵进行到12～21 d 时，两池酒醅发酵力均升高，南池入窖15 d 酒醅的发酵力高达0.32 U，北池入窖21 d 酒醅的发酵力高达0.36 U。从图2 可看出，南北池酒醅发酵力大致呈现“中间高，两边低”的趋势。酒精发酵是无氧发酵，窖内中下层酒醅中的氧气含量低于上层酒醅，导致上层酒醅没有好的无氧条件，所以上层酒醅的发酵力可能较低，这可能是图中误差较大的原因。
图2 第四轮次南北池发酵不同时间酒醅发酵力和酯化力变化
2.4 第四轮次不同发酵时间酒醅酯化力变化
大曲酯化力是指制曲过程中大曲微生物代谢的酯化酶催化酸醇合成乙酯类物质的能力[14]，酒醅的酯化力可以表示在发酵阶段中窖内酒醅整体的酯化程度。南北池入窖酒醅酯化力变化如图2 所示，南北池酒醅在入窖前12 d中，酯化力不稳定，且酯化力较低。在发酵12 d 之后两池酒醅酯化力都表现出上升趋势，在第30 天时，北池酒醅酯化力为104.18 U，南池酒醅酯化力为102.24 U，均达到最大值。在发酵过程中窖内会产生多种酸类物质，与发酵阶段生成的醇发生酯化反应，生成对白酒香味影响最大的物质“酯”。在发酵前期窖内各种反应并不稳定，发酵生成的乙醇含量较少，所以两池酒醅的酯化力不稳定，在发酵中后期进行酯化反应的底物已经得到了积累，所以中后期两池酒醅会显示出较高的酯化力。
本试验研究了第四轮次入窖发酵不同时间酒醅的液化力、糖化力、发酵力和酯化力等四个理化指标，四个指标虽然不是集中在同一时间进行，但是彼此之间都有相互影响的因果关系，窖内发酵过程从开始的液化阶段，将淀粉转化为短链糊精后，进入糖化阶段，将短链糊精转化为还原糖，在发酵阶段，酵母菌在无氧条件下，生成酒精，酯化阶段也是白酒固态发酵关键的生香阶段，酸类物质与发酵阶段的产物乙醇反应生成酯[15]。
从两池酒醅液化力可以看出，随着入窖发酵的开始，液化阶段较为平稳，发酵后期两池酒醅由于原料的消耗，液化力均有所下降。糖化阶段则表现出波动较大的特性，除上述液化阶段对其有一定影响外，酒醅与大曲的融合情况也会对酒醅的糖化造成一定影响，窖内酒醅中微生物群落分布不均匀，导致波动和误差较大。当进入发酵阶段时，在发酵中后期两池酒醅的发酵力均较为优秀，随着酒醅中氧气的消耗逐渐形成了无氧环境，酵母菌进行无氧发酵生成乙醇。两池中酒醅的酯化力处于持续增长的趋势，在此阶段白酒中各种香气更加突出和丰富，由于乙醇含量的积累使得酯化反应持续进行。
本研究通过对酱香型白酒窖池发酵生产车间第四轮次南北池入窖发酵酒醅的液化力、糖化力、发酵力和酯化力进行分析，以新的角度解释了在整个四轮次入窖发酵过程中“4 种力”高低变化的原因。后续可以利用高通量测序等技术手段定位核心微生物并采用传统的微生物培养手段，分离鉴定核心微生物，结合转录组和全基因组技术探究其在入窖发酵过程中的代谢过程，从而深入了解其功能作用。
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