楊 艷，張宿義，秦 輝，康承霞，邱川峰，徐 瓊，馬 蓉，張 健，徐 偉，殷鵬飛

（瀘州老窖股份有限公司，四川瀘州 646000）

眾所周知，傳統(tǒng)新窖產(chǎn)酒酒質(zhì)較差，新窖泥需要通過長年不斷周而復(fù)始的釀酒生產(chǎn)才能自然老熟，但其老熟時間漫長，遠(yuǎn)不能滿足人們物質(zhì)生活的需求。人工窖泥不僅能縮短窖泥老熟的時間，還能提高產(chǎn)質(zhì)量，因此越來越多的應(yīng)用于濃香型白酒的釀造生產(chǎn)。與此同時針對人工窖泥的各種研究層出不窮，例如人工窖泥的工藝[1]、菌種[2]、配方[3]以及培養(yǎng)過程中風(fēng)味物質(zhì)變化[4]等，然而人工窖泥中對泥炭的使用研究極少。泥炭是濕地條件下死亡植物殘體不完全碳化形成的產(chǎn)物，其保水性強、富含有機質(zhì)、容重小[5]；泥炭的土顆粒由有機質(zhì)和礦物質(zhì)共同組成，有機質(zhì)含量較高的還具有壓縮性[6]。由此特性，泥炭用于人工窖泥當(dāng)中，能充當(dāng)一種類似海綿體的結(jié)構(gòu)，能吸納、儲存、釋放營養(yǎng)物質(zhì)，這種功能很難找到其他泥土或輔料替代，并且對窖泥感官和微生物生長具有積極的作用。所以，本文將通過對人工窖泥培養(yǎng)過程是否添加泥炭的跟蹤測定，研究泥炭對人工窖泥的培養(yǎng)過程及結(jié)果的影響。

1 材料與方法

1.1 材料及儀器

1.1.1 材料

黃泥、老窖泥、窖皮泥、麩皮、豆粕、大曲粉、黃水、尾水、泥炭、磷酸氫二鉀、窖泥功能菌液A、B、C、D。

表1 主要儀器設(shè)備

1.1.2 主要儀器（表1）

1.2 實驗方法

1.2.1 窖泥培養(yǎng)方法

（1）方案設(shè)計（表2）

表2 方案設(shè)計

A、B、C、D 菌種液接種前的菌體數(shù)分別為：1.96×108個/mL、1.75×108個/mL、2.13×108個/mL、1.59×108個/mL；每種方案設(shè)置3次平行實驗。

（2）將地面清洗干凈，把黃泥均勻鋪在地面上，潑上一定量的黃水和尾水，然后按比例及順序?qū)⒛嗵俊Ⅺ熎?、豆粕、曲粉、窖皮泥、老窖泥層層均勻鋪在黃泥上面，再根據(jù)需要潑上一定量的黃水和尾水。

（3）使用耙梳和鐵鏟將原料和黃泥拌和均勻，窖泥功能菌液采用潑灑的方式，邊潑灑菌液邊用攪拌機拌和窖泥。

（4）待所有原輔料拌和均勻后且窖泥柔熟之后，將窖泥收堆成長條狀，用鐵鏟拍光，蓋上窖皮，四周用黃泥壓封，密封發(fā)酵90 d以上。

1.2.2 數(shù)據(jù)采集方法

每天定時定點檢測溫度，每15 d 取樣測定理化指標(biāo)及微生物數(shù)量，文中數(shù)據(jù)為3 次平行實驗的平均值。窖泥培養(yǎng)結(jié)束，經(jīng)專家鑒定其質(zhì)量后應(yīng)用于釀酒生產(chǎn)。

1.2.3 檢測方法

己酸菌計數(shù)方法：血球計數(shù)板法。

溫度測定：窖池數(shù)顯溫度計。

水分、pH 值、氨態(tài)氮、有效磷測定：參照《白酒生產(chǎn)技術(shù)全書》窖泥分析[7]。

有效鉀測定：參照《土壤農(nóng)化分析》土壤中鉀的測定[8]。

腐殖質(zhì)測定：參照《森林土壤腐殖質(zhì)組成的測定》[9]。窖泥微生物計數(shù)方法：稀釋平板法。

2 結(jié)果與分析

2.1 窖泥培養(yǎng)過程升溫情況（圖1）

圖1 窖泥培養(yǎng)過程溫度變化情況

從圖1a、圖1b 可以看出，人工窖泥在培養(yǎng)開始后，快速升溫，20 d 左右達(dá)頂溫，升溫幅度在10～15 ℃；中挺10 d 左右開始緩慢降溫，最后趨于穩(wěn)定。圖1a 中加泥炭與不加泥炭的溫度變化差異不明顯，而圖1b 中加泥炭的整體溫度比不加泥炭的略高。

2.2 窖泥培養(yǎng)過程理化指標(biāo)變化情況

2.2.1 窖泥培養(yǎng)過程水分含量變化（圖2）

圖2 窖泥培養(yǎng)過程水分含量變化情況

生物在生長繁殖代謝過程中會消耗水分，同時釋放熱量和水。從圖2a、圖2b 可以看出，人工窖泥培養(yǎng)過程水分呈上升趨勢，但升幅小，都在1%的范圍內(nèi)變化。由于窖泥培養(yǎng)全過程是密封的，水分增大說明微生物在窖泥培養(yǎng)過程中代謝消耗的水分量小于代謝產(chǎn)生的水分量。加泥炭組窖泥初始水分比不加泥炭組高2%左右，且整個培養(yǎng)期水分均比不加泥炭組要高，說明在相同的水分下，加泥炭組窖泥水分比不加泥炭組水分更高，體現(xiàn)了泥炭良好的保水性能。

2.2.2 窖泥培養(yǎng)過程pH值變化（圖3）

圖3 窖泥培養(yǎng)過程pH值變化情況

窖泥在培養(yǎng)過程中，微生物生長代謝后會產(chǎn)生有機酸。從圖3a、圖3b 可以看出，隨著培養(yǎng)時間的延長，窖泥的pH 值略有下降。培養(yǎng)前45 d，pH 值下降速度較快，45 d 以后下降速度變緩，直到培養(yǎng)結(jié)束。加泥炭組與不加泥炭組pH 值差異不明顯，但加泥炭組變化幅度更小，可能原因是泥炭對窖泥培養(yǎng)過程形成的酸起到一定的緩沖作用。

2.2.3 窖泥培養(yǎng)過程氨態(tài)氮含量變化（圖4）

從圖4a、圖4b 可以看出，窖泥培養(yǎng)過程中氨態(tài)氮含量增加明顯，呈持續(xù)上升趨勢。窖泥中大多微生物都屬于異養(yǎng)微生物，它們分解利用蛋白質(zhì)、氨基酸等有機氮后生成無機氮，窖泥中氨態(tài)氮的含量變化能反映微生物對營養(yǎng)物質(zhì)利用情況。培養(yǎng)前45 d，微生物對有機氮利用速度快，45 d 以后速度變緩，這與窖泥中主體微生物細(xì)菌的數(shù)量變化趨勢相似，說明氨態(tài)氮含量的變化趨勢可能與微生物的數(shù)量和增殖速度有關(guān)。添加泥炭與否，對窖泥氨態(tài)氮含量無顯著影響。

2.2.4 窖泥培養(yǎng)過程有效磷含量變化（圖5）

圖4 窖泥培養(yǎng)過程氨態(tài)氮含量變化情況

圖5 窖泥培養(yǎng)過程有效磷含量變化情況

從圖5a、圖5b 可以看出，有效磷含量在培養(yǎng)的過程中前期呈急速下降趨勢，30 d 后平緩下降。微生物在生長繁殖過程中組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)需要大量的有效磷，在窖泥培養(yǎng)前期微生物呈對數(shù)生長，所以窖泥培養(yǎng)前15 d 有效磷含量急劇下降；30 d 后呈緩慢下降，后期基本穩(wěn)定。其原因可能是微生物在消耗窖泥中原有有效磷的同時，也在利用微生物死亡自融后釋放出來的有效磷；此外，微生物代謝會產(chǎn)生有機酸，而有機酸能促使固定磷向有效磷轉(zhuǎn)化，從而在培養(yǎng)后期有效磷達(dá)成動態(tài)平衡。方案1 有效磷含量略低于方案2，方案3 有效磷含量略高于方案4，添加泥炭與否對窖泥有效磷含量無顯著影響。

圖6 窖泥培養(yǎng)過程有效鉀含量變化情況

2.2.5 窖泥培養(yǎng)過程有效鉀含量變化（圖6）

微生物在生長繁殖的過程中，對鉀的需求量較少。圖6a、圖6b 中添加泥炭組有效鉀含量無明顯規(guī)律，未添加泥炭組總體呈下降趨勢。

2.2.6 窖泥培養(yǎng)過程腐殖質(zhì)含量變化（圖7）

腐殖質(zhì)是已死的生物體在土壤中經(jīng)微生物分解而形成的有機質(zhì)，是窖泥培養(yǎng)過程中微生物生長的一種重要營養(yǎng)源。從圖7a、圖7b 可以看出，腐殖質(zhì)含量在窖泥培養(yǎng)過程中呈緩慢下降趨勢，說明被微生物分解利用。泥炭中含有少量腐殖質(zhì)，所以加泥炭組腐殖質(zhì)含量略高于不加泥炭組，但差異較小。

圖7 窖泥培養(yǎng)過程腐殖質(zhì)含量變化情況

2.3 窖泥培養(yǎng)過程微生物數(shù)量變化

2.3.1 窖泥培養(yǎng)過程細(xì)菌數(shù)量變化（圖8）

從圖8a、圖8b 可以看出，窖泥在發(fā)酵過程中，前期細(xì)菌呈快速生長態(tài)勢，維持一段時間后緩慢下降。其原因是窖泥培養(yǎng)前期，微生物數(shù)量少，營養(yǎng)充足，微生物呈對數(shù)生長；隨著營養(yǎng)物的消耗以及菌體代謝后窖泥內(nèi)環(huán)境的改變，好氧菌等部分菌體的衰老死亡，微生物增殖速度減慢；最后死亡率大于繁殖率，微生物數(shù)量急劇下降。窖泥培養(yǎng)前期，不加泥炭組細(xì)菌增長速度與數(shù)量均大于加泥炭組，培養(yǎng)后期不加泥炭組細(xì)菌數(shù)量下降幅度更大，可能是泥炭中含有一定量的微生物，在培養(yǎng)后期表現(xiàn)出生長優(yōu)勢，對衰亡細(xì)菌數(shù)量起到一定的補充作用；也可能是泥炭釋放出儲存的營養(yǎng)物質(zhì)，提供給微生物生長利用，減緩了其衰亡速度。

2.3.2 窖泥培養(yǎng)過程芽孢桿菌數(shù)量變化（圖9）

圖8 窖泥培養(yǎng)過程細(xì)菌數(shù)量變化

圖9 窖泥培養(yǎng)過程芽孢桿菌數(shù)量變化

由圖9a、圖9b 可知，芽孢桿菌生長變化規(guī)律與細(xì)菌變化規(guī)律一致，呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，但加泥炭與不加泥炭組與細(xì)菌表現(xiàn)出的特征有所區(qū)別：加泥炭與不加泥炭組在培養(yǎng)45 d 以前，芽孢桿菌增長速度與數(shù)量基本一致，45 d 以后，方案1 芽孢桿菌降幅大于方案2，方案3 大于方案4，即加泥炭組下降幅度更大?？赡苁悄嗵恐斜旧砗械难挎邨U菌數(shù)量少，不能對衰亡的芽孢桿菌數(shù)量起到補充作用；同時接入的窖泥功能菌屬于兼性厭氧菌，在微氧條件下更具生長優(yōu)勢。泥炭的疏松特性，給窖泥帶來了更多的氧含量，一定程度上抑制了窖泥功能菌的生長，導(dǎo)致芽孢桿菌數(shù)量在后期降幅明顯。

2.3.3 窖泥培養(yǎng)過程霉菌數(shù)量變化（圖10）

圖10 窖泥培養(yǎng)過程霉菌數(shù)量變化

從圖10a、圖10b 可以看出，霉菌數(shù)量在窖泥培養(yǎng)前期急劇下降，后期數(shù)量極少。其原因是霉菌為好氧菌，窖泥培養(yǎng)開始后，微生物數(shù)量呈指數(shù)增加，消耗了大量的氧，培養(yǎng)中后期窖泥環(huán)境難以滿足生長條件，數(shù)量快速下降。是否添加泥炭與霉菌數(shù)量變化無明顯關(guān)系。

2.3.4 窖泥培養(yǎng)過程酵母菌數(shù)量變化（圖11）

圖11 窖泥培養(yǎng)過程酵母菌數(shù)量變化

窖泥培養(yǎng)過程，酵母數(shù)量呈先減少、后增加、再減少的變化趨勢。酵母菌屬于兼性厭氧菌，窖泥培養(yǎng)前期，泥堆升溫快，最高達(dá)到45 ℃以上，高溫以及氧的快速消耗共同導(dǎo)致了酵母菌數(shù)量的急劇下降，并以少量孢子的形式存在；培養(yǎng)45 d左右，伴隨泥堆溫度降低，酵母菌孢子開始成長，酵母菌數(shù)量增加；窖泥培養(yǎng)后期，營養(yǎng)物減少、窖泥酸度變化，酵母菌數(shù)量逐漸下降。是否添加泥炭與酵母菌數(shù)量變化無明顯關(guān)系。

2.4 窖泥感官評價（表3）

人工窖泥培養(yǎng)結(jié)束后，通過對其色澤、氣味和手感來比較培養(yǎng)效果，4 種方案培養(yǎng)的窖泥皆為褐色，香氣純正、窖香味濃，柔熟、均勻，感官差異不明顯。

表3 窖泥感官評價

3 結(jié)論

針對本次實驗結(jié)果分析，可以得出以下結(jié)論：（1）相同的水分下，泥炭的添加有利于窖泥儲水和保水；（2）泥炭能為窖泥提供少量腐殖質(zhì)營養(yǎng)；（3）泥炭對人工窖泥的酸度有緩沖調(diào)節(jié)作用；（4）泥炭對窖泥中細(xì)菌的衰亡有一定緩沖作用，但其培養(yǎng)后期芽孢桿菌衰亡更快，對酵母菌和霉菌數(shù)量影響不明顯；（5）泥炭對人工窖泥氨態(tài)氮、有效磷、有效鉀含量影響不明顯；（6）加泥炭與不加泥炭培養(yǎng)的窖泥感官質(zhì)量無明顯差異。

后續(xù)將培養(yǎng)的窖泥應(yīng)用于釀酒生產(chǎn)并進行多排跟蹤，對比基礎(chǔ)酒產(chǎn)質(zhì)量、窖泥老熟程度，以此對培養(yǎng)人工窖泥是否需要添加泥炭作出科學(xué)的評判。