浓香型白酒采用泥窖固态发酵
4 浓香型白酒采用泥窖固态发酵，浓香续糟配料，型白混蒸混烧的酒生生产工艺，具有“窖香浓郁、产中绵甜醇厚、影响乙酸乙酯应用香味协调、含量尾净爽口”的偏高特点，其主体香味成分为己酸乙酯，浓香是型白“具有以己酸乙酯为主体复合香的白酒”。浓香型白酒口味适应性强，酒生占据着国内白酒市场80%以上的产中份额，深受广大消费者的影响乙酸乙酯应用喜爱。但在近几年，含量一些浓香型白酒企业生产的偏高原酒出现了乙酸乙酯偏高的现象，造成酒体浓香不突出，浓香典型性差，欠协调，致使原酒等级品率低，酒体设计难度加大，生产成本增加，产品品质和市场竞争力下降。通过从浓香型白酒发酵过程中己酸及己酸乙酯、乙酸及乙酸乙酯的产生途径，发酵过程中相关微生物的变化，探讨酿酒机械化、活性干酵母等应用与浓香型白酒乙酸乙酯含量偏高的关系，并结合浓香型白酒生产实际，提出一些相应的对应措施，以期达到增己降乙，改善原酒品质的目的。 1浓香型白酒生产中己酸及己酸乙酯的来源 1.1己酸 在20世纪60年代，原轻工部曾组织国内酿酒专家与相关企业进行研究试点，发现浓香型窖池中的窖泥生长着大量的梭状芽孢杆菌，经研究发现，这种厌氧或兼性厌氧的梭状芽孢杆菌为己酸菌，是革兰氏阳性菌，适宜水分≥35%，酒精度为2%vol～3%vol，温度35℃左右，pH5.8～6.8的中性偏酸性环境。己酸菌属于一种合成菌，能够直接利用乙酸和乙醇作为碳源，实现自身生长、繁殖和合成代谢生成己酸。 1.2己酸乙酯 在发酵中能产生或合成己酸乙酯的微生物有很多种，主要通过两种途径： 一种是在微生物细胞内直接生产己酸乙酯，即由己酸菌等微生物以乙酸、乙醇等为碳源，在生长繁殖的过程中由胞内酶作用，直接生产己酸乙酯分泌到细胞外，这种途径生成的己酸乙酯量很微小。 另一种是在微生物细胞外酯化酶的作用下合成己酸乙酯。即由己酸菌产生己酸，然后由产酯酶微生物分泌到细胞外的酯酶作用下，将己酸和乙醇酯化合成为己酸乙酯。这种途径是己酸乙酯的主要来源。 能产生酯酶的微生物包括霉菌(红曲霉、根霉等)、细菌(己酸菌等芽孢杆菌)及少量酵母菌等，且以红曲霉的酯化能力最强。在酿酒发酵过程中，己酸乙酯的酯化合成主要是在发酵中后期进行的，合成耗时长，速度缓慢，最适温度29℃，即在“前缓、中挺、后缓落”的最后一个阶段，这也就是“双轮底”、“长酵窖”等工艺白酒所含的己酸乙酯要高的于普通发酵期白酒的主要原因。 2浓香型白酒生产中乙酸及乙酸乙酯的来源 2.1乙酸 乙酸是浓香型白酒的主要酸之一，乙酸中的乙酰基，是生物化学中所有生命的基础，当它与辅酶A结合后，就成为了碳水化合物和脂肪新陈代谢的中心。产生乙酸的细菌主要是醋酸杆菌，它能使糖类和乙醇氧化分解成乙酸等产物，是一类革兰氏阳性分解菌，最适生长温度30℃～35℃，pH3.5～6.5。它们之中既有好氧的如纹膜醋酸杆菌，氧化醋酸杆菌等，也有厌氧的如热醋酸杆菌，胶醋酸杆菌等。 当在有氧条件下，好氧的醋酸杆菌能将乙醇直接氧化为乙酸，其氧化过程是一个脱氢加水的过程，其反应式为： 2.2乙酸乙酯 2.2.1酵母菌在乙醇发酵过程的副产物 酵母菌是兼性好氧微生物，最适温度20℃～30℃，最适pH4.5～5.0,在有氧环境大量繁殖，无氧环境则将糖类转化成乙醇和乙酸。酵母菌产生乙酸乙酯的主要方式是在细胞内通过胞内酯化酶将乙醇与乙酸合成乙酸乙酯并获得能量，所以乙醇和乙酸不仅是合成酯的重要原料，还是酵母通过酯化作用获得能量的重要途经。对产酯酵母的代谢产物进行分析测定结果见表1: 山东轻工业学院王瑞明和山东诸城酒厂王治国等也在其试验中指出，“产酯酵母产酯是其生理特性决定的，它与基质中是否含有乙酸及乙酸盐没有直接对应关系……产酯酵母完全可以将碳水化合物降解，并转化为乙酸乙酯，与乙酸是否存在无关”，并进一步指出，根据阿姆斯特罗理论，有机酸的存在与相应的酯类生成有直接对应的关系，比如己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸乙酯等(即它们大都是由相应的酸和乙醇利用胞外酶酯化作用合成的)，但乙酸乙酯就没有这样的规律。 陈臣等在窖池糟醅中一共筛选得到249株酵母菌，通过产酯实验发现有两类产酯酵母产乙酸乙酯能力最强，并选取这两类产酯酵母与糟醅中乙酸乙酯含量变化进行分析，证明产酯酵母与乙酸乙酯偏高存在一定关系。姜新生等经酵母菌产酯基本条件试验发现，酵母菌产生乙酸乙酯与培养基中乙醇含量、酸含量及空气量有很大关系。 当培养基中不外加乙醇的条件下，产酯酵母依靠本身代谢所产生的乙醇合成乙酸乙酯，但合成速度较慢。如果在培养基中添加一定量的酒精，则合成速度大大提高。试验表明，当培养基中酒精分达到1%～4%，产生的乙酸乙酯含量最高，超过4%酯化作用受到抑制。 其次，培养基中的酸特别是乙酸不仅是酵母合成乙酸乙酯的原料，而且是酵母菌细胞生命活动所必需的。当用活性干酵母和酒曲混合发酵时，因酒曲中的醋酸菌等产酸菌能为酵母提供初始的乙酸，所以产生的乙酸乙酯，比单独用活性干酵母作为菌种发酵时产生的乙酸乙酯要高很多。 另外，酵母菌在代谢过程中合成乙酸乙酯时需要一定的空气量，当固体培养基界面多，空气充足，产生的乙酸乙酯就多。 所以说，糟醅中的乙酸乙酯主要是酵母菌发酵前期产生的，发酵前期酵母菌产生乙醇的高峰期也同样是产生乙酸乙酯的高峰期。 2.2.2乙酸和乙醇经生物酶酯化合成和其他微生物的代谢产物 在糟醅发酵中后期，发酵过程中产生的多量的乙酸在胞外酶的作用下和乙醇合成乙酸乙酯。另外其他微生物在发酵过程中也同样会产生少量的乙酸乙酯。但这些途径生成乙酸乙酯的量与前期酵母菌产生乙酸乙酯的量相比非常少。 3发酵过程中的微生物变化情况 通过对糟醅发酵过程不同阶段微生物进行分离发现，微生物在糟醅发酵过程中,数量呈规律性变化。发酵初期窖池中含有较多的氧气，有机酸含量较低，乙醇含量接近零，微生物在糟醅中迅速的繁殖并产生热量，使糟醅开始升温，此时霉菌、酵母菌的数量为最多,细菌的数量少于霉菌和酵母菌；入窖6天后糟醅中酵母菌最多，以后随着发酵天数的增加而逐渐减少,而且主要是产酯酵母和酒精酵母；随着发酵继续，窖池中的氧气逐渐用尽，好氧细菌和霉菌开始消亡，酵母菌开始进行无氧呼吸产生酒精，发酵后期窖池中的酒精浓度超过酵母菌的耐受值，酵母菌出现自溶死亡，酒精代谢减弱。霉菌在入窖18天后，数量逐渐下降；细菌从发酵开始到结束,数量变化不大，但随着发酵的持续，温度的升高和氧气的消耗，使原来的好氧细菌逐步被厌氧细菌或兼性厌氧细菌所代替，厌氧细菌或兼性厌氧细菌的数量增多,而好氧细菌的数量下降。其数量变化规律如表2: 4.1机械化酿酒设备的应用带来的影响 机械化酿酒设备的使用，符合清香型白酒生产要求洁净、不沾泥土，酒体清爽干净的特点，其主体香成分为乙酸乙酯，是白酒中含量最高的，而己酸乙酯含量甚微是严格控制的成份。所以酿酒机械化的应用在清香型酿酒企业迅速发展，并取得了非常好的效果。 而浓香型酿酒企业也面临着人工成本上升，工人年龄偏大，招工难、用工贵的困境，酿酒机械化可以降低劳动强度，提高劳动生产率，解决酿酒操作劳动力不足的问题，况且酿酒机械化也是酿酒工艺创新发展的大趋势，所以许多浓香型酿酒企业也在生产中大面积的应用了酿酒机械化设备。但酿酒机械化设备的使用，对比传统浓香型手工酿酒操作造成了以下几点变化： 4.1.1减少了糟醅与空气、土壤、酿造环境中微生物接触的时间和机会 因己酸菌等土壤微生物，大量存在于窖泥及酿酒操作环境中。传统酿酒工艺手工操作，一锅糟醅从出锅、摊凉、撒曲、翻拌、收堆、补浆水、最后入窖，最少都需要半个小时以上，工人在凉床或地面翻拌摊凉刚出甑的热糟醅，降温时间长，接触酿造场地和富积空气中的土壤微生物就非常多。而使用了机械化设备后，摊凉、拌曲、拌料等多个操作过程全在自动化凉床机上自动进行，不但接触不到地面，而且在空气中开放的时间也非常短，自然富积空气中的及接触场地环境的土壤微生物的数量就降低了。 声明：本文所用图片、文字来源《中国食品添加剂》，版权归原作者所有。如涉及作品内容、版权等问题，请与本网联系删除 相关链接：芽孢杆菌，己酸乙酯，乳酸乙酯.jpg)
当在无氧环境下，厌氧的醋酸杆菌可进行无氧乙酸发酵，其中热醋酸杆菌能通过EMP途径发酵1mol葡萄糖，产生3mol乙酸浓香型白酒生产中影响乙酸乙酯含量偏高应用的探讨总反应式为：.jpg)
这种热醋酸杆菌是严格厌氧菌，有芽孢，耐热性能强，100℃8h或120℃15min处理后仍能存活。但其最适生长温度为55℃～60℃，最高约65℃，最低约45℃，因酿酒发酵最高温度在35℃左右，所以并不会在发酵中大量生长繁殖。.jpg)
周恒刚教授针对糟醅发酵前期乙酸乙酯的生成过程指出“发酵过程中乙酸乙酯是在酵母体内合成的，而不是在培养基中酯化生成的”。也就是说发酵前期乙酸乙酯的生成不是由乙酸和乙醇在糟醅中酯化合成的，而是由酵母菌在利用糖发酵成乙醇和乙酸获取能量的过程中，同时由酵母体内的胞内酶直接生成乙酸乙酯并分泌到细胞外的，并随着乙醇生成速度的减慢，乙酸乙酯的代谢速度也下降。因此，这就体现了浓香型白酒发酵过程中前缓的重要性。.jpg)
4影响浓香型白酒乙酸乙酯含量偏高应用的分析及应对措施
