发酵温度对浓香型白酒杂醇油含量的影响

潘玲玲，罗明有，王 媚，班世栋，邱树毅，冯学愚*

（1.泸州职业技术学院郎酒学院，四川泸州 646000；2.四川省宜宾市叙府酒业股份有限公司，四川宜宾 644000；3.四川省川酒集团科技开发有限公司，四川成都 610000；4.贵州大学酿酒与食品工程学院，贵州贵阳 550025；5.成都师范学院化学与生命科学学院，四川温江 611130）

浓香型白酒采用开放式自然发酵，其过程极其复杂。稳定和提高基酒质量是面临的质量控制关键技术问题。发酵温度是影响浓香型白酒酒质的重要影响因素之一[1-5]。赖登燡[6]认为入窖温度在浓香型白酒发酵生产诸多条件中起支配性作用，入窖温度通过影响窖内酵母、产酸细菌的繁殖，影响基础酒质量[7]，通过控制入窖温度，有利于正常发酵和生酯[8]。唐现洪等[9-10]认为采用入窖前高温堆积发酵工艺，既丰富了微生物的种类和数量，又增加了微生物代谢产物的种类和含量，进而增加了白酒中的香味成分。目前，通过控温发酵来提高浓香型白酒的酒质的研究较少，张超等[11]认为发酵温度对窖池内酵母菌、兼性厌氧细菌等典型的微生物菌群有明显的影响。许德富等[12]设计出窖池内安装换热装置的方法，但未见其实际应用的相关报道。蒲岚等[10]通过对窖池安装换热装置，使浓香型白酒中的己酸乙酯和乙酸乙酯含量提高，乳酸乙酯含量减少，有利于提高基础酒的质量。

杂醇油是影响浓香型白酒酒质的重要因素之一，其含量过高不仅对人体有害[13]，而且给酒的风味带来不好的影响，也是造成我国白酒出现白色浑浊的原因之一[14-15]。杂醇油的形成与发酵温度有关，这在啤酒、果酒和液态白酒中都有所证实[16-18]。有资料显示，降低入窖温度可以改变传统固态白酒发酵中杂醇油的含量[19-20]，但目前并未系统报道固态发酵过程中发酵温度对浓香型白酒杂醇油含量的影响，而浓香型白酒又以泥窖为发酵容器，整个发酵过程很多环境因子不可控制，且不易实现机械化、标准化和自动化等[21]。因此，本实验通过自制固态发酵罐进行浓香型白酒固态发酵，这样既能节约用地、易实现机械化生产，又能人为控制发酵温度等因子。在发酵过程中对发酵罐进行温度控制，监测控温罐和对照罐发酵过程糟醅中杂醇油含量变化及发酵结束后基酒中杂醇油含量变化，同时与对照窖池对比，以期提高基酒质量。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

糟醅：取自四川省泸州市某知名浓香型白酒企业；正丙醇、异丁醇、正丁醇、异戊醇等（均为色谱纯）：郑州谱析科技有限公司。

1.2 仪器与设备

7890A气相色谱检测仪：安捷伦科技（中国）有限公司；220 V/1 000 W万用电炉：昆明普康仪器仪表有限公司；2.4 m3发酵罐：泸州成邦机械工程有限公司。

1.3 方法

1.3.1 控温方法

第一轮控温发酵方法：发酵第42天，启动温控加热器，在数显温度控制器面板上设置需要的温度40 ℃，温差为2 ℃，再打开注水泵，将38～40 ℃的水注入罐体夹层，昼夜控温；发酵第58天关闭水泵和加热器即可。

第二轮控温发酵方法：发酵罐1从发酵第7天开始控温，除去在输送热循环水管道中的一些热散失，在罐体夹层中的热循环水温度在35～37 ℃；在发酵第16天向发酵罐2通入与发酵罐1相同温度的热循环水。发酵第32天对发酵罐2停止通入循环热水，发酵第44天停止对发酵罐1通入循环热水。

1.3.2 入窖方式及时间

同一批次固态发酵罐和窖池的入窖糟源相同，发酵罐入罐糟醅质量均为一甑，并由同一班组按照正常工艺入窖发酵。第一批次发酵糟为储备糟，在发酵第34天按照正常工序翻窖，加酒（主要作用生香）91 kg，加曲15 kg，发酵时间为75 d；第二批次发酵糟为粮食糟，按正常工艺发酵49 d。

1.3.3 糟醅取样方法

第一批次发酵实验糟醅取样：分别取发酵罐的中层糟，发酵第0、7、12、17、22、27、32、34天取样，之后则每5 d取一次。

第二批次发酵实验糟醅取样：取发酵罐1、发酵罐2和窖池的中层糟醅，每7 d取一次。

1.3.4 测定方法

温度监测：每天的固定时间（9：00）直接读取插入发酵罐中央中部的数显温度计上的温度，记录糟醅中央中部的温度变化情况。

样品测定：将100 g糟醅置于500 mL蒸馏瓶中，加入250 mL蒸馏水，于电炉上加热蒸馏，冷凝回收100 mL。将预处理的样品，用气相色谱检测，检测条件为：高纯氮气，毛细管柱DM-WAX（30 m×0.25 mm×0.25 μm），进样口温度250 ℃，检测器温度250 ℃，进样体积1 μL，载气流速：高纯氮气（99.999%）1.5 mL/min，分流比40∶1，柱温程序：35 ℃保持5 min，以5 ℃/min升温至100 ℃，不保持，以10 ℃/min升温至210 ℃，保持10 min。

2 结果与分析

2.1 控温发酵对发酵罐中杂醇油含量的影响

2.1.1 糟醅温度变化情况

为探讨发酵罐控温工艺是否可行，先开展了两个发酵罐的对照实验，两轮控温发酵过程温度变化结果见图1。

图1 第一轮（a）、第二轮（b）控温发酵过程中糟醅温度变化Fig.1 Change of temperature in the fermented grains during the first(a) and second (b) rounds of temperature-controlled fermentation

由图1（a）可知，在发酵前20 d，两个发酵罐中糟醅温度呈现先上升再下降的变化趋势；随着翻窖工艺的进行，从发酵第34天两个发酵罐糟醅温度缓慢上升，发酵中后期，控温罐糟醅温度明显高于未控温罐，控温罐糟醅的顶温提至35 ℃，而未控温罐顶温只有32.4 ℃，且控温罐“中挺”时间较长，为13 d，未控温罐受室温影响较大；在发酵第58天，温度逐渐下降，但控温罐糟醅温度比未控温罐糟醅温度下降更缓。由此可见，发酵罐实行控温工艺可以满足生产经验总结的“前缓，中挺，后缓落”的温度变化趋势。

由图1（b）可知，发酵罐1、发酵罐2与窖池糟醅中的温度变化基本符合“前缓、中挺、后缓落”的规律。发酵罐1糟醅中的温度从发酵第7天后缓慢上升逐渐超过发酵罐2；发酵前10天发酵罐1、发酵罐2及窖池升温幅度较大，这可能与发酵前期酵母菌大量繁殖代谢，产生的热量使糟醅迅速升温有关；发酵第10天发酵罐1和发酵罐2达到顶温，而窖池在发酵第27天才达到顶温，这与窖池容纳较多的入窖糟使窖池持续升温有关。发酵罐1和发酵罐2较窖池提前进入中挺阶段；发酵第32天停止对发酵罐2控温。控温期间虽然室温有波动变化，但发酵罐1和发酵罐2受室温影响较小。两个控温发酵罐糟醅中的温度比窖池低，但延长中挺时间的目的达到了。窖池从发酵第32天温度开始缓慢下降，发酵第44天停止了对发酵罐1的控温，受室温影响发酵罐1后期糟醅温度急剧下降，而发酵罐2糟醅温度下降较缓。

总之，这排粮食糟由于控温时间的差异，两个发酵罐糟醅形成了2 ℃以上温差；发酵前期温度上升幅度大小为发酵罐1＞发酵罐2＞窖池；与窖池相比，发酵罐的中挺时间延长，为15 d；发酵罐1顶温为31.1 ℃，发酵罐2顶温为29.7 ℃，窖池的顶温为34.9 ℃；发酵后期温度下降幅度大小为发酵罐1＞发酵罐2＞窖池。

2.1.2 控温发酵对杂醇油含量的影响

图2 第一轮（a）、第二轮（b）发酵过程中糟醅主要杂醇油含量变化Fig.2 Changes of main fusel oil contents in the fermented grains during the first (a) and second (b) rounds of fermentation

由图2（a），第一轮发酵控温罐和未控温罐糟醅中正丙醇、异丁醇、正丁醇、异戊醇、正戊醇和正己醇含量总体呈上升趋势；发酵中后期，控温罐糟醅中这些醇类物质含量上升较未控温罐快；至发酵结束，控温罐糟醅中这些醇类物质含量皆高于未控温罐，可能控温发酵有利于微生物代谢产生此类醇类物质。综上，控温发酵后糟醅中正丙醇、异丁醇、正丁醇、异戊醇、正戊醇和正己醇含量增加。

如图2（b），第二轮发酵入窖时糟醅中的正丙醇、异丁醇、正丁醇、异戊醇和正己醇含量都为0，且整体呈增加趋势；发酵中后期，发酵罐1糟醅中这5种醇类含量有较大幅度上升，至发酵结束，糟醅中这5种醇类含量大小为发酵罐1＞窖池＞发酵罐2。发酵罐和窖池糟醅中正戊醇含量变化基本一致，差异不大。综上，发酵罐中糟醅中温度较高者正丙醇、异丁醇、正丁醇、异戊醇和正己醇含量较未控温发酵罐分别增加了118.6%、21.2%、29.7%、21.7%、77.3%。

2.1.3 控温发酵对基酒中杂醇油含量的影响

表1 第一轮二段基酒中杂醇油的含量Table 1 Fusel oil content in the first round of second stage base liquor

由表3可知，二段基酒中含量较高的醇类物质有正丙醇、正丁醇、异戊醇和正己醇。控温罐二段基酒中正丙醇、正丁醇、异戊醇和正己醇含量高于未控温罐，低于窖池，且杂醇油总含量大小为窖池＞控温罐＞未控温罐，这与糟醅中杂醇油含量变化类似。综上，控温发酵后二段基酒中杂醇油含量上升。

表2 第二轮二段基酒中杂醇油的含量Table 2 Fusel oil content in the second round of second stage base liquor

由表4可知，第二轮发酵实验中二段基酒含量较高的有正丙醇、正丁醇、异戊醇和正己醇，发酵罐1二段基酒中正丙醇、正丁醇、异戊醇和正己醇含量远低于窖池，略高于发酵罐2分别为22.3%、0.6%、2.0%、25.4%，且杂醇油总含量大小为窖池＞发酵罐1＞发酵罐2。

3 结论

在固态白酒发酵过程中，影响高级醇生成量的因素是多方面的，并且作用机理也较复杂。本试验研究通过两轮实验研究了发酵温度在浓香型白酒生产中对杂醇油含量的影响，实验表明，发酵过程中控温发酵罐中糟醅中正丙醇、异丁醇、正丁醇、异戊醇、正戊醇和正己醇含量增加，且二段基酒中正丙醇、正丁醇、异戊醇、正己醇等含量也高于未控温罐。第二轮发酵实验跟踪了窖池糟醅发酵过程中糟醅杂醇油含量变化，同样得出发酵罐中糟醅中温度较高者正丙醇、异丁醇、正丁醇、异戊醇和正己醇含量较高，发酵温度较高者二段基酒中杂醇油含量较高。可见，温度会影响浓香型白酒发酵糟醅中微生物的代谢，可能在一定范围内温度升高利于微生物代谢产生杂醇油，因此在浓香型白酒固态发酵中，采取一定范围内的低温发酵工艺，可以降低发酵过程中杂醇油的生成量。