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白酒機(jī)械化釀造過程中主要風(fēng)味物質(zhì)的生成規(guī)律

2015-01-20 11:51汪江波周敏沈永祥
湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年22期
關(guān)鍵詞:頂空白酒

汪江波 周敏 沈永祥 等

摘要:以白酒機(jī)械化釀造過程中的酒醅為研究對(duì)象,跟蹤分析釀造過程中酒醅溫度、含水量、總酸、pH、還原糖、淀粉和乙醇含量的動(dòng)態(tài)變化;采用HPLC和頂空-氣相色譜法檢測(cè)釀造過程中酒醅的主要風(fēng)味物質(zhì)含量的變化。結(jié)果表明,在發(fā)酵前期,酸類物質(zhì)含量下降較快,醇、醛、酯類物質(zhì)含量基本不變;發(fā)酵中期,酸類物質(zhì)含量基本不變,醇、醛、酯類物質(zhì)含量波動(dòng)較大;發(fā)酵后期,酸類、醛類物質(zhì)含量上升,醇類、酯類物質(zhì)含量下降,并將其偶聯(lián)各理化指標(biāo),探索機(jī)械化釀造過程中主要風(fēng)味物質(zhì)的生成規(guī)律,為揭示白酒機(jī)械化釀造機(jī)理提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞:白酒;機(jī)械化釀造;理化指標(biāo);風(fēng)味物質(zhì);HPLC;頂空-氣象色譜法

中圖分類號(hào):O657.7;TS262.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2014)22-5499-05

研究白酒釀造過程中風(fēng)味物質(zhì)的生成規(guī)律,其目的是為了揭示白酒的釀造機(jī)理以指導(dǎo)生產(chǎn),不斷提升白酒品質(zhì)。目前鮮有對(duì)白酒整個(gè)釀造過程中酒醅風(fēng)味物質(zhì)的形成規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)研究的報(bào)道。以往對(duì)于白酒風(fēng)味物質(zhì)的研究,主要集中在對(duì)香型成型后的白酒或?qū)υ疲ɑ疲┑难芯縖1],或者是對(duì)丟糟中的微量成分的研究[2]。當(dāng)然,也有研究者從酒醅入手進(jìn)行探索,或是對(duì)釀造過程中某一階段的酒醅進(jìn)行分析,或是對(duì)酒醅中部分成分進(jìn)行檢測(cè)[3],并沒有形成系統(tǒng)的研究。楓林酒廠是勁牌有限公司2011年建成的擁有全機(jī)械化、自動(dòng)化新工藝的原酒釀造基地,本研究以楓林酒廠釀造酒醅為材料對(duì)機(jī)械化釀造過程中酒醅風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行跟蹤系統(tǒng)研究,國內(nèi)外尚未見系統(tǒng)的文獻(xiàn)報(bào)道。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

酒醅,勁牌公司楓林酒廠;氫氧化鈉、無水乙醇、3,5-二硝基水楊酸、酒石酸鉀鈉等,中國醫(yī)藥集團(tuán)上?;瘜W(xué)試劑公司,均為分析純。

Focus 8890型氣相色譜儀,德國FOCUS公司;WFJ2000型可見光分光光度計(jì),尤尼柯上海儀器有限公司;JJ6000型電子分析天平,常熟市雙杰測(cè)試儀器廠;PHM-9123A型電熱恒溫干燥箱,上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;testo205型固體pH計(jì),德圖儀表(深圳)有限公司;JWB/P100/C型溫度傳感器,北京昆侖海岸傳感技術(shù)中心。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 取樣方法 采集楓林酒廠4~5月份的酒醅,糖化取樣時(shí)間為12、16、20、22、24 h,發(fā)酵取樣時(shí)間為0~14 d,取樣點(diǎn)分別是表層、中層、底層各三個(gè)點(diǎn),同一層上三點(diǎn)一線取樣(即對(duì)角線上兩角和中心共三點(diǎn)樣品),每點(diǎn)各取適量樣品于無菌三角瓶中混合,待測(cè)定。

1.2.2 理化指標(biāo)的測(cè)定方法 含水量測(cè)定:高溫干燥法[4];還原糖測(cè)定:DNS比色法[5];pH測(cè)定:固體pH計(jì)直接讀數(shù)法;總酸度測(cè)定:氫氧化鈉中和滴定法[1];淀粉測(cè)定:DNS比色法[6];溫度測(cè)定:溫度感應(yīng)器檢測(cè);乙醇含量的測(cè)定:氣相色譜法[7,8]。

1.2.3 氣相色譜條件 色譜柱:INNOWax 30 m×0.53 mm×1 μm;升溫程序?yàn)椋?40 ℃保持8 min, 以6 ℃/min升至70 ℃,再以10 ℃/min升至220 ℃,保持2 min。進(jìn)樣口溫度250 ℃,檢測(cè)器溫度280 ℃。頂空條件:吹針時(shí)間15 s;樣品平衡時(shí)間30 min;平衡溫度60 ℃;進(jìn)樣量1 000 μL。

1.2.4 HPLC條件 柱溫:25 ℃;色譜柱: C18柱;檢測(cè)器:紫外雙波長(zhǎng)檢測(cè)器 210 nm;流動(dòng)相:0.05 mol/L磷酸酸溶液( 0.22 μm微孔濾膜過濾,超聲波脫氣 5 min);流速:1 mL/min;進(jìn)樣量:20 μL;在此色譜條件下上樣,分別檢測(cè)各有機(jī)酸的標(biāo)準(zhǔn)品和酒醅樣品,以出峰時(shí)間定性,以峰面積定量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

本試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)采用Originlab.OriginPro軟件進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 酒醅理化指標(biāo)分析

2.1.1 糖化醅 糖化過程中酒醅理化指標(biāo)分析結(jié)果見圖1。由圖1可知,在糖化過程中酒醅溫度和含水量整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì),特別是在糖化后期上升速率較快;糖化初期的水分和溫度變化速率較小,到了糖化中后期,隨著原料的消耗和糖化的進(jìn)行,微生物大量繁殖和生長(zhǎng),呼吸代謝形成大量的游離水和能量,因此,酒醅中水分和溫度快速上升;總酸總體呈上升趨勢(shì),且上升的速率不斷增大。這主要是因?yàn)樵谔腔跗?,酒醅中的微生物以增殖為主,產(chǎn)生的酸性物質(zhì)較少,而到了糖化的中后期,微生物數(shù)量龐大,代謝產(chǎn)生的酸性物質(zhì)增多;pH總體呈下降趨勢(shì),初期酒醅接近中性,隨著糖化的進(jìn)行,酒醅逐漸呈現(xiàn)酸性,這主要是由于微生物在這個(gè)過程中產(chǎn)生了酸性物質(zhì),對(duì)于糖化醅的微生物,微酸性的環(huán)境對(duì)其生長(zhǎng)是有利的。

還原糖含量總體呈上升的趨勢(shì),特別是在糖化過程后期,還原糖含量上升的速率較快。這可能是因?yàn)樵谔腔笃冢咕脑鲋橙趸?,且發(fā)酵菌數(shù)量有限,消耗的還原糖的速率較小,因而使得還原糖在后期得到大量的積累,為后期的發(fā)酵奠定基礎(chǔ);淀粉含量整體呈下降趨勢(shì)。但相對(duì)于糖化初期,淀粉含量?jī)H下降了15%,變化不大,主要原因是此時(shí)產(chǎn)生淀粉酶的曲霉主要進(jìn)行增殖代謝,產(chǎn)生的淀粉酶相對(duì)較少,所以淀粉含量變化不大;隨著糖化時(shí)間的延長(zhǎng),酒醅中的乙醇含量整體呈上升的趨勢(shì),相對(duì)于發(fā)酵階段含量較少。這主要是因?yàn)樵谶@一過程中,酵母菌以增殖為主,產(chǎn)生乙醇的次級(jí)代謝非常微弱。

2.1.2 發(fā)酵醅 發(fā)酵酒醅理化指標(biāo)分析結(jié)果見圖2。由圖2可知,發(fā)酵酒醅溫度的變化呈先上升后下降趨勢(shì)。發(fā)酵初期,溫度快速升高,在第8 天達(dá)到最大值,然后開始逐漸下降。這是因?yàn)樵诎l(fā)酵初期,細(xì)菌和酵母大量增殖,釋放大量的生物熱,到了中后期,菌體數(shù)量達(dá)到穩(wěn)定,產(chǎn)生的生物熱減少;酒醅的含水量呈上升趨勢(shì),發(fā)酵前2 d,酒醅的含水量上升速率較小,可能是由于淀粉的水解,乙醇的形成,同時(shí)產(chǎn)生大量二氧化碳,導(dǎo)致物質(zhì)的減少,造成水分增加的假象。在發(fā)酵第3天到第6天增加迅速,發(fā)酵6 d后,由于乙醇含量基本不變,各種物質(zhì)代謝接近平衡,因此水分變化較小。發(fā)酵后期可能由于一些菌體的分解自溶和一些產(chǎn)酸菌的代謝產(chǎn)生水分,水分含量略有升高;總酸的變化呈階梯曲線上升趨勢(shì)。這是由于一些產(chǎn)酸菌在發(fā)酵中后期比較活躍;酒醅的pH總體呈現(xiàn)先上升后又緩慢下降的趨勢(shì)。發(fā)酵開始時(shí),微生物的代謝產(chǎn)生大量的堿性物質(zhì),使酸度降低,然后pH變化到微生物適合生長(zhǎng)的范圍,并且維持在4.17左右。

還原糖的含量總體呈現(xiàn)先迅速下降、后趨于穩(wěn)定的變化趨勢(shì)。這可能是因?yàn)榘l(fā)酵初期,在霉菌和糖化酶的作用下,淀粉迅速水解為還原糖,但其水解速率要小于還原糖轉(zhuǎn)化為乙醇的速率,因此還原糖不斷消耗;到發(fā)酵第6天,由于酒醅環(huán)境的變化、霉菌的消失以及糖化酶的不斷分解,導(dǎo)致還原糖生成量的減少,同時(shí)殘留的一部分酵母和細(xì)菌的生長(zhǎng)均需要葡萄糖,因此還原糖含量下降,但由于這些菌體較少,且在后期生長(zhǎng)緩慢,因此其還原糖含量下降緩慢。

淀粉含量總體呈階梯下降。從第2天開始迅速下降,這可能是因?yàn)榘l(fā)酵初期,在淀粉酶的作用下,淀粉迅速分解為葡萄糖,同時(shí)葡萄糖在酵母菌的作用下轉(zhuǎn)化為乙醇,因此淀粉含量下降速度較快;第5天趨于穩(wěn)定,隨著霉菌的消失和淀粉酶的分解、淀粉含量的減少,同時(shí)由于酵母菌代謝活動(dòng)的減慢,導(dǎo)致葡萄糖的積累,造成反饋?zhàn)瓒?,因此淀粉水解速率下降;?0天后又開始緩慢下降,可能由于少量耐酸細(xì)菌生長(zhǎng)需要會(huì)產(chǎn)生一部分淀粉酶類,使淀粉含量略有下降。

酒醅中的乙醇含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。這可能是因?yàn)樵诎l(fā)酵初期,酵母菌大量增殖,消耗酒醅間隙中的氧氣,待氧氣消耗殆盡后酵母菌進(jìn)入無氧呼吸產(chǎn)生乙醇,因而乙醇含量增加;發(fā)酵中期,隨著乙醇和一些酸類物質(zhì)的積累,對(duì)酵母菌的乙醇代謝產(chǎn)生抑制作用,因此發(fā)酵8 d時(shí)乙醇含量達(dá)到最大;發(fā)酵8 d后,乙醇含量基本維持穩(wěn)定;發(fā)酵后期,可能由于一些耐酸性的細(xì)菌生長(zhǎng)均需要利用乙醇作為碳源,因此乙醇含量又有所降低。

2.2 酒醅風(fēng)味物質(zhì)的變化規(guī)律

2.2.1 酒醅中主要酸類變化趨勢(shì) 酒醅中主要酸類變化趨勢(shì)結(jié)果見圖3。由圖3可知,在糖化過程中,乙酸生成量較少,乳酸含量呈下降趨勢(shì)。這可能是因?yàn)樘腔泻笃跍囟炔粩嗌咭种屏巳樗峋拇x活動(dòng),且霉菌在這時(shí)期主要進(jìn)行糖化作用,所以產(chǎn)乳酸減少,而一些產(chǎn)酸菌能夠利用乳酸合成其他的酸類物質(zhì)導(dǎo)致乳酸的含量下降;在發(fā)酵過程中,乙酸和乳酸含量變化的趨勢(shì)整體上比較一致。發(fā)酵前期2~4 d,乙酸和乳酸含量下降較快且到最低值;5~10 d兩者的含量基本不變;發(fā)酵后期,乳酸的含量達(dá)到10.5 mg/g酒醅,乙酸的含量達(dá)到4.7 mg/g,此時(shí)乳酸的含量為乙酸含量的兩倍以上。

2.2.2 酒醅中主要醇類變化趨勢(shì) 酒醅中主要醇類變化趨勢(shì)見圖4。由圖4可知,在糖化期間,異戊醇含量逐步上升,異丁醇和正丁醇含量基本不變。在發(fā)酵初期,正丁醇含量變化相對(duì)比較平穩(wěn),而這一時(shí)期,pH、溫度、乙醇含量等的變化比較明顯,這可能是因?yàn)楹铣烧〈嫉木N在這一時(shí)期受到抑制。在發(fā)酵中期,3種醇的含量變化的幅度都比較大,這可能與酯代謝方向的可逆有關(guān)。在發(fā)酵后期,特別是第13 天后,3種醇的含量有一個(gè)明顯的下降,可能與這一時(shí)期菌體進(jìn)行產(chǎn)酯代謝有關(guān)。

2.2.3 酒醅中主要醛類變化趨勢(shì) 酒醅中主要醛類變化趨勢(shì)見圖5。由圖5可知,在糖化期間,醛類物質(zhì)生成量較少,這可能是因?yàn)楦呒?jí)醛的形成主要與氨基酸的分解有關(guān),而在這一時(shí)期細(xì)菌處于增殖階段,利用氨基酸產(chǎn)醛的代謝活動(dòng)較弱。在發(fā)酵期間,前期醛類含量變化平穩(wěn),中期變化幅度較大,后期平穩(wěn)略有上升,并維持在較低水平。這可能是因?yàn)榘l(fā)酵前期營養(yǎng)物質(zhì)豐富,細(xì)菌幾乎不會(huì)進(jìn)行氨基酸的分解代謝,產(chǎn)生的醛較少,而且發(fā)酵前期酒醅間隙的含氧量較高,醛易被氧化為酸,故在發(fā)酵前期,醛的積累量較少;發(fā)酵中期,隨著營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣的消耗,部分細(xì)菌開始利用氨基酸進(jìn)行代謝產(chǎn)生醛,在這種缺氧環(huán)境下,醛可以大量積累;發(fā)酵后期,一些耐酸菌成為優(yōu)勢(shì)菌種,能夠快速利用醛生成酸,所以醛的含量維持在較低水平。

2.2.4 酒醅中主要酯類變化趨勢(shì) 酒醅中主要酯類變化趨勢(shì)見圖6。乙酸乙酯和乳酸乙酯為清香型小曲白酒的主體香味物質(zhì)。在糖化期間,酯類的生成量較少,主要是因?yàn)榇似陂g營養(yǎng)豐富,酵母處于增殖階段,產(chǎn)酯代謝活動(dòng)比較微弱。發(fā)酵過程中,前期酯類生成量較少,中后期酯的含量變化較顯著。這可能是因?yàn)樵诎l(fā)酵前期酵母以產(chǎn)乙醇為主,產(chǎn)酯代謝比較微弱;在發(fā)酵中期酵母的酯的代謝活動(dòng)比較活躍,乙醇和酸的含量都維持在較高水平,有利于酯的合成;在發(fā)酵后期由于外界環(huán)境的改變和營養(yǎng)物質(zhì)的減少,酯類可能被降解利用以供微生物的生長(zhǎng)繁殖,所以含量略有下降。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)跟蹤檢測(cè)機(jī)械化釀造過程中酒醅的理化指標(biāo),包括溫度、含水量、總酸、pH、還原糖、淀粉和乙醇含量,分析得出發(fā)酵前期各理化指標(biāo)的變化較大,后期趨于穩(wěn)定,故推測(cè)發(fā)酵前期對(duì)于機(jī)械化釀造白酒的品質(zhì)影響較大。傳統(tǒng)釀造工藝小曲白酒的釀造周期為1周,以往研究結(jié)果顯示傳統(tǒng)釀造整個(gè)過程溫度較機(jī)械化操作略高,總酸、pH、還原糖、淀粉在整個(gè)釀造過程中變化均較大,含水量、乙醇前期變化較大,后期趨于穩(wěn)定。

采用HPLC、頂空-氣相色譜法分析酒醅在釀造過程中主要風(fēng)味物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化,結(jié)果表明,在發(fā)酵前期,酸類物質(zhì)含量下降較快,醇、醛、酯類物質(zhì)含量基本不變;發(fā)酵中期,酸類物質(zhì)含量基本不變,醇、醛、酯類物質(zhì)含量波動(dòng)較大;發(fā)酵后期,酸類、醛類物質(zhì)含量上升,醇類、酯類物質(zhì)含量下降,與理化指標(biāo)偶聯(lián)分析,發(fā)酵前期為整個(gè)釀造過程的關(guān)鍵控制點(diǎn),通過改變工藝條件調(diào)控釀造微生物的代謝方向,可能是提升該白酒風(fēng)味的一個(gè)重要措施。

參考文獻(xiàn):

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(責(zé)任編輯 龍小玲)

還原糖的含量總體呈現(xiàn)先迅速下降、后趨于穩(wěn)定的變化趨勢(shì)。這可能是因?yàn)榘l(fā)酵初期,在霉菌和糖化酶的作用下,淀粉迅速水解為還原糖,但其水解速率要小于還原糖轉(zhuǎn)化為乙醇的速率,因此還原糖不斷消耗;到發(fā)酵第6天,由于酒醅環(huán)境的變化、霉菌的消失以及糖化酶的不斷分解,導(dǎo)致還原糖生成量的減少,同時(shí)殘留的一部分酵母和細(xì)菌的生長(zhǎng)均需要葡萄糖,因此還原糖含量下降,但由于這些菌體較少,且在后期生長(zhǎng)緩慢,因此其還原糖含量下降緩慢。

淀粉含量總體呈階梯下降。從第2天開始迅速下降,這可能是因?yàn)榘l(fā)酵初期,在淀粉酶的作用下,淀粉迅速分解為葡萄糖,同時(shí)葡萄糖在酵母菌的作用下轉(zhuǎn)化為乙醇,因此淀粉含量下降速度較快;第5天趨于穩(wěn)定,隨著霉菌的消失和淀粉酶的分解、淀粉含量的減少,同時(shí)由于酵母菌代謝活動(dòng)的減慢,導(dǎo)致葡萄糖的積累,造成反饋?zhàn)瓒?,因此淀粉水解速率下降;?0天后又開始緩慢下降,可能由于少量耐酸細(xì)菌生長(zhǎng)需要會(huì)產(chǎn)生一部分淀粉酶類,使淀粉含量略有下降。

酒醅中的乙醇含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。這可能是因?yàn)樵诎l(fā)酵初期,酵母菌大量增殖,消耗酒醅間隙中的氧氣,待氧氣消耗殆盡后酵母菌進(jìn)入無氧呼吸產(chǎn)生乙醇,因而乙醇含量增加;發(fā)酵中期,隨著乙醇和一些酸類物質(zhì)的積累,對(duì)酵母菌的乙醇代謝產(chǎn)生抑制作用,因此發(fā)酵8 d時(shí)乙醇含量達(dá)到最大;發(fā)酵8 d后,乙醇含量基本維持穩(wěn)定;發(fā)酵后期,可能由于一些耐酸性的細(xì)菌生長(zhǎng)均需要利用乙醇作為碳源,因此乙醇含量又有所降低。

2.2 酒醅風(fēng)味物質(zhì)的變化規(guī)律

2.2.1 酒醅中主要酸類變化趨勢(shì) 酒醅中主要酸類變化趨勢(shì)結(jié)果見圖3。由圖3可知,在糖化過程中,乙酸生成量較少,乳酸含量呈下降趨勢(shì)。這可能是因?yàn)樘腔泻笃跍囟炔粩嗌咭种屏巳樗峋拇x活動(dòng),且霉菌在這時(shí)期主要進(jìn)行糖化作用,所以產(chǎn)乳酸減少,而一些產(chǎn)酸菌能夠利用乳酸合成其他的酸類物質(zhì)導(dǎo)致乳酸的含量下降;在發(fā)酵過程中,乙酸和乳酸含量變化的趨勢(shì)整體上比較一致。發(fā)酵前期2~4 d,乙酸和乳酸含量下降較快且到最低值;5~10 d兩者的含量基本不變;發(fā)酵后期,乳酸的含量達(dá)到10.5 mg/g酒醅,乙酸的含量達(dá)到4.7 mg/g,此時(shí)乳酸的含量為乙酸含量的兩倍以上。

2.2.2 酒醅中主要醇類變化趨勢(shì) 酒醅中主要醇類變化趨勢(shì)見圖4。由圖4可知,在糖化期間,異戊醇含量逐步上升,異丁醇和正丁醇含量基本不變。在發(fā)酵初期,正丁醇含量變化相對(duì)比較平穩(wěn),而這一時(shí)期,pH、溫度、乙醇含量等的變化比較明顯,這可能是因?yàn)楹铣烧〈嫉木N在這一時(shí)期受到抑制。在發(fā)酵中期,3種醇的含量變化的幅度都比較大,這可能與酯代謝方向的可逆有關(guān)。在發(fā)酵后期,特別是第13 天后,3種醇的含量有一個(gè)明顯的下降,可能與這一時(shí)期菌體進(jìn)行產(chǎn)酯代謝有關(guān)。

2.2.3 酒醅中主要醛類變化趨勢(shì) 酒醅中主要醛類變化趨勢(shì)見圖5。由圖5可知,在糖化期間,醛類物質(zhì)生成量較少,這可能是因?yàn)楦呒?jí)醛的形成主要與氨基酸的分解有關(guān),而在這一時(shí)期細(xì)菌處于增殖階段,利用氨基酸產(chǎn)醛的代謝活動(dòng)較弱。在發(fā)酵期間,前期醛類含量變化平穩(wěn),中期變化幅度較大,后期平穩(wěn)略有上升,并維持在較低水平。這可能是因?yàn)榘l(fā)酵前期營養(yǎng)物質(zhì)豐富,細(xì)菌幾乎不會(huì)進(jìn)行氨基酸的分解代謝,產(chǎn)生的醛較少,而且發(fā)酵前期酒醅間隙的含氧量較高,醛易被氧化為酸,故在發(fā)酵前期,醛的積累量較少;發(fā)酵中期,隨著營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣的消耗,部分細(xì)菌開始利用氨基酸進(jìn)行代謝產(chǎn)生醛,在這種缺氧環(huán)境下,醛可以大量積累;發(fā)酵后期,一些耐酸菌成為優(yōu)勢(shì)菌種,能夠快速利用醛生成酸,所以醛的含量維持在較低水平。

2.2.4 酒醅中主要酯類變化趨勢(shì) 酒醅中主要酯類變化趨勢(shì)見圖6。乙酸乙酯和乳酸乙酯為清香型小曲白酒的主體香味物質(zhì)。在糖化期間,酯類的生成量較少,主要是因?yàn)榇似陂g營養(yǎng)豐富,酵母處于增殖階段,產(chǎn)酯代謝活動(dòng)比較微弱。發(fā)酵過程中,前期酯類生成量較少,中后期酯的含量變化較顯著。這可能是因?yàn)樵诎l(fā)酵前期酵母以產(chǎn)乙醇為主,產(chǎn)酯代謝比較微弱;在發(fā)酵中期酵母的酯的代謝活動(dòng)比較活躍,乙醇和酸的含量都維持在較高水平,有利于酯的合成;在發(fā)酵后期由于外界環(huán)境的改變和營養(yǎng)物質(zhì)的減少,酯類可能被降解利用以供微生物的生長(zhǎng)繁殖,所以含量略有下降。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)跟蹤檢測(cè)機(jī)械化釀造過程中酒醅的理化指標(biāo),包括溫度、含水量、總酸、pH、還原糖、淀粉和乙醇含量,分析得出發(fā)酵前期各理化指標(biāo)的變化較大,后期趨于穩(wěn)定,故推測(cè)發(fā)酵前期對(duì)于機(jī)械化釀造白酒的品質(zhì)影響較大。傳統(tǒng)釀造工藝小曲白酒的釀造周期為1周,以往研究結(jié)果顯示傳統(tǒng)釀造整個(gè)過程溫度較機(jī)械化操作略高,總酸、pH、還原糖、淀粉在整個(gè)釀造過程中變化均較大,含水量、乙醇前期變化較大,后期趨于穩(wěn)定。

采用HPLC、頂空-氣相色譜法分析酒醅在釀造過程中主要風(fēng)味物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化,結(jié)果表明,在發(fā)酵前期,酸類物質(zhì)含量下降較快,醇、醛、酯類物質(zhì)含量基本不變;發(fā)酵中期,酸類物質(zhì)含量基本不變,醇、醛、酯類物質(zhì)含量波動(dòng)較大;發(fā)酵后期,酸類、醛類物質(zhì)含量上升,醇類、酯類物質(zhì)含量下降,與理化指標(biāo)偶聯(lián)分析,發(fā)酵前期為整個(gè)釀造過程的關(guān)鍵控制點(diǎn),通過改變工藝條件調(diào)控釀造微生物的代謝方向,可能是提升該白酒風(fēng)味的一個(gè)重要措施。

參考文獻(xiàn):

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(責(zé)任編輯 龍小玲)

還原糖的含量總體呈現(xiàn)先迅速下降、后趨于穩(wěn)定的變化趨勢(shì)。這可能是因?yàn)榘l(fā)酵初期,在霉菌和糖化酶的作用下,淀粉迅速水解為還原糖,但其水解速率要小于還原糖轉(zhuǎn)化為乙醇的速率,因此還原糖不斷消耗;到發(fā)酵第6天,由于酒醅環(huán)境的變化、霉菌的消失以及糖化酶的不斷分解,導(dǎo)致還原糖生成量的減少,同時(shí)殘留的一部分酵母和細(xì)菌的生長(zhǎng)均需要葡萄糖,因此還原糖含量下降,但由于這些菌體較少,且在后期生長(zhǎng)緩慢,因此其還原糖含量下降緩慢。

淀粉含量總體呈階梯下降。從第2天開始迅速下降,這可能是因?yàn)榘l(fā)酵初期,在淀粉酶的作用下,淀粉迅速分解為葡萄糖,同時(shí)葡萄糖在酵母菌的作用下轉(zhuǎn)化為乙醇,因此淀粉含量下降速度較快;第5天趨于穩(wěn)定,隨著霉菌的消失和淀粉酶的分解、淀粉含量的減少,同時(shí)由于酵母菌代謝活動(dòng)的減慢,導(dǎo)致葡萄糖的積累,造成反饋?zhàn)瓒?,因此淀粉水解速率下降;?0天后又開始緩慢下降,可能由于少量耐酸細(xì)菌生長(zhǎng)需要會(huì)產(chǎn)生一部分淀粉酶類,使淀粉含量略有下降。

酒醅中的乙醇含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。這可能是因?yàn)樵诎l(fā)酵初期,酵母菌大量增殖,消耗酒醅間隙中的氧氣,待氧氣消耗殆盡后酵母菌進(jìn)入無氧呼吸產(chǎn)生乙醇,因而乙醇含量增加;發(fā)酵中期,隨著乙醇和一些酸類物質(zhì)的積累,對(duì)酵母菌的乙醇代謝產(chǎn)生抑制作用,因此發(fā)酵8 d時(shí)乙醇含量達(dá)到最大;發(fā)酵8 d后,乙醇含量基本維持穩(wěn)定;發(fā)酵后期,可能由于一些耐酸性的細(xì)菌生長(zhǎng)均需要利用乙醇作為碳源,因此乙醇含量又有所降低。

2.2 酒醅風(fēng)味物質(zhì)的變化規(guī)律

2.2.1 酒醅中主要酸類變化趨勢(shì) 酒醅中主要酸類變化趨勢(shì)結(jié)果見圖3。由圖3可知,在糖化過程中,乙酸生成量較少,乳酸含量呈下降趨勢(shì)。這可能是因?yàn)樘腔泻笃跍囟炔粩嗌咭种屏巳樗峋拇x活動(dòng),且霉菌在這時(shí)期主要進(jìn)行糖化作用,所以產(chǎn)乳酸減少,而一些產(chǎn)酸菌能夠利用乳酸合成其他的酸類物質(zhì)導(dǎo)致乳酸的含量下降;在發(fā)酵過程中,乙酸和乳酸含量變化的趨勢(shì)整體上比較一致。發(fā)酵前期2~4 d,乙酸和乳酸含量下降較快且到最低值;5~10 d兩者的含量基本不變;發(fā)酵后期,乳酸的含量達(dá)到10.5 mg/g酒醅,乙酸的含量達(dá)到4.7 mg/g,此時(shí)乳酸的含量為乙酸含量的兩倍以上。

2.2.2 酒醅中主要醇類變化趨勢(shì) 酒醅中主要醇類變化趨勢(shì)見圖4。由圖4可知,在糖化期間,異戊醇含量逐步上升,異丁醇和正丁醇含量基本不變。在發(fā)酵初期,正丁醇含量變化相對(duì)比較平穩(wěn),而這一時(shí)期,pH、溫度、乙醇含量等的變化比較明顯,這可能是因?yàn)楹铣烧〈嫉木N在這一時(shí)期受到抑制。在發(fā)酵中期,3種醇的含量變化的幅度都比較大,這可能與酯代謝方向的可逆有關(guān)。在發(fā)酵后期,特別是第13 天后,3種醇的含量有一個(gè)明顯的下降,可能與這一時(shí)期菌體進(jìn)行產(chǎn)酯代謝有關(guān)。

2.2.3 酒醅中主要醛類變化趨勢(shì) 酒醅中主要醛類變化趨勢(shì)見圖5。由圖5可知,在糖化期間,醛類物質(zhì)生成量較少,這可能是因?yàn)楦呒?jí)醛的形成主要與氨基酸的分解有關(guān),而在這一時(shí)期細(xì)菌處于增殖階段,利用氨基酸產(chǎn)醛的代謝活動(dòng)較弱。在發(fā)酵期間,前期醛類含量變化平穩(wěn),中期變化幅度較大,后期平穩(wěn)略有上升,并維持在較低水平。這可能是因?yàn)榘l(fā)酵前期營養(yǎng)物質(zhì)豐富,細(xì)菌幾乎不會(huì)進(jìn)行氨基酸的分解代謝,產(chǎn)生的醛較少,而且發(fā)酵前期酒醅間隙的含氧量較高,醛易被氧化為酸,故在發(fā)酵前期,醛的積累量較少;發(fā)酵中期,隨著營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣的消耗,部分細(xì)菌開始利用氨基酸進(jìn)行代謝產(chǎn)生醛,在這種缺氧環(huán)境下,醛可以大量積累;發(fā)酵后期,一些耐酸菌成為優(yōu)勢(shì)菌種,能夠快速利用醛生成酸,所以醛的含量維持在較低水平。

2.2.4 酒醅中主要酯類變化趨勢(shì) 酒醅中主要酯類變化趨勢(shì)見圖6。乙酸乙酯和乳酸乙酯為清香型小曲白酒的主體香味物質(zhì)。在糖化期間,酯類的生成量較少,主要是因?yàn)榇似陂g營養(yǎng)豐富,酵母處于增殖階段,產(chǎn)酯代謝活動(dòng)比較微弱。發(fā)酵過程中,前期酯類生成量較少,中后期酯的含量變化較顯著。這可能是因?yàn)樵诎l(fā)酵前期酵母以產(chǎn)乙醇為主,產(chǎn)酯代謝比較微弱;在發(fā)酵中期酵母的酯的代謝活動(dòng)比較活躍,乙醇和酸的含量都維持在較高水平,有利于酯的合成;在發(fā)酵后期由于外界環(huán)境的改變和營養(yǎng)物質(zhì)的減少,酯類可能被降解利用以供微生物的生長(zhǎng)繁殖,所以含量略有下降。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)跟蹤檢測(cè)機(jī)械化釀造過程中酒醅的理化指標(biāo),包括溫度、含水量、總酸、pH、還原糖、淀粉和乙醇含量,分析得出發(fā)酵前期各理化指標(biāo)的變化較大,后期趨于穩(wěn)定,故推測(cè)發(fā)酵前期對(duì)于機(jī)械化釀造白酒的品質(zhì)影響較大。傳統(tǒng)釀造工藝小曲白酒的釀造周期為1周,以往研究結(jié)果顯示傳統(tǒng)釀造整個(gè)過程溫度較機(jī)械化操作略高,總酸、pH、還原糖、淀粉在整個(gè)釀造過程中變化均較大,含水量、乙醇前期變化較大,后期趨于穩(wěn)定。

采用HPLC、頂空-氣相色譜法分析酒醅在釀造過程中主要風(fēng)味物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化,結(jié)果表明,在發(fā)酵前期,酸類物質(zhì)含量下降較快,醇、醛、酯類物質(zhì)含量基本不變;發(fā)酵中期,酸類物質(zhì)含量基本不變,醇、醛、酯類物質(zhì)含量波動(dòng)較大;發(fā)酵后期,酸類、醛類物質(zhì)含量上升,醇類、酯類物質(zhì)含量下降,與理化指標(biāo)偶聯(lián)分析,發(fā)酵前期為整個(gè)釀造過程的關(guān)鍵控制點(diǎn),通過改變工藝條件調(diào)控釀造微生物的代謝方向,可能是提升該白酒風(fēng)味的一個(gè)重要措施。

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[8] 李竹贇,王 莉,駱雨龍.氣相色譜法測(cè)定酒醅中的乙醇[J].釀酒科技,2004(3):85-86.

(責(zé)任編輯 龍小玲)

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