酱香型白酒是我国传统白酒中最复杂、最具代表性的酒类之一[1]。中国酱酒三大黄金产区，赤水河下游的习水、中游的茅台，上游的金沙产区，而金沙产区占据了赤水河上游的独特地理优势[2]。酱香型中的总酸主要以有机酸为主，总酸含量的高低直接影响了酒体整体风味[3]。总酯是白酒中香气的主体组成部分，是白酒中所有酯类芳香化合物的总和，总酯含量过高或过低均会对酱香型白酒的整体品质产生一定的影响[4]。
高温堆积发酵是酱香型白酒特有的工艺，主要的目的是富集环境微生物，同时酒醅在堆积过程中形成了酯类、醛类和酸类等丰富的风味化合物，该工艺是形成酱香型白酒风味物质和决定其品质的关键环节[5]。刘宏基等[6]研究发现，堆积方式、发酵温度、时间等因素对堆积发酵质量有重要影响。在传统酱香型白酒生产中，正常的堆积时间为4～5 d，当酒醅温度达到46～52 ℃时，随后进入窖池开始无氧发酵生成酒精[7]。但是在冬季外界环境气温低的条件下，堆积过程容易升温不均匀或缓慢，导致酒醅层次起温幅度不同，最终会影响窖内发酵效果，从而影响基酒的质量。而覆式堆积可以减少环境因素对发酵的影响，使酒醅香气物质积累丰富，为后续无氧发酵生成更多香味成分奠定基础。
在酱香型白酒的酿造过程中，发酵分为有氧发酵和无氧发酵两个阶段，其中无氧发酵是产生酒精的核心步骤。在这一阶段，酒醅中的酵母等微生物通过无氧呼吸将糖类转化为乙醇和二氧化碳[8]。窖内发酵初期，窖池中的乙酸含量迅速增加，这主要是由于醋酸菌在酶的作用下，将原料中的粗淀粉水解为糖，同时又在酵母菌的作用下，将糖转化为酒精，这两个过程在窖池中同时进行[9]。随着发酵时间增加酸度的富集和细菌等微生物的衰亡，有机酸与醇类物质发生酯化反应生成相应的酯类[10]。唐贤华等[11]证实浓香型白酒发酵进行到30～40 d酒醅中的各种有机酸的含量都有明显的增长。因此，窖内发酵时间的长短与酸类和酯类物质的合成紧密相关。
然而，现有研究大多集中在发酵过程中微生物的代谢机制上，针对不同堆积方式以及发酵时间对白酒酸酯影响的研究相对较少。尤其是如何通过工艺的调整提高酱香型白酒的酸酯含量，还需要更多的探讨。因此，本研究以不同堆积方式和不同发酵周期的酒醅与基酒为研究对象，旨在探讨覆式堆积工艺与发酵时间对酱香型白酒酸酯含量的影响，为优化酱香型白酒的生产工艺提供理论依据和实践指导，以提升其风味稳定性和整体品质。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
1.1.1 材料
不同堆积方式一轮次堆积发酵酒醅、不同发酵周期一至七轮次出窖酒醅：金沙县某酒厂。
酒样：不同堆积方式实验使用的基酒为二轮次基酒，不同发酵周期实验使用的基酒为一至七轮次基酒。
1.1.2 化学试剂
己酸乙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸正戊酯、乙醛、乙缩醛、糠醛、仲丁醇、异丁醇、正丁醇、异戊醇、正丁酸、丙酸、2-乙基丁酸（纯度均＞99%）：上海麦克林生化科技股份有限公司；β-苯乙醇、乙酸（纯度均＞99%）：天津市津科精细化工研究所。
1.2 仪器与设备
Agilent 8890气相色谱（gas chromatography，GC）仪[配火焰离子化检测器（flame ionization detector，FID）]、DB-WAX毛细管色谱柱（30 m×250 μm×0.25 μm）：安捷伦科技（中国）有限公司；SYS-III-30L超纯水制取机：上海和泰仪器有限公司；XH-B漩涡混合器：上海启前电子科技有限公司；PR224ZH/H电子天平：奥豪斯仪器（常州）有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 样品处理
选取金沙县某酒厂试验车间4个窖池进行“覆堆实验”，其中实验组2个平行窖池，对照组2个平行窖池。覆式堆积工艺即第1天1轮次酒醅（2甑）出甑后，翻拌3次使酒醅温度降低至35 ℃以下，加上15%vol尾酒和曲药翻拌均匀，酒醅温度达到30 ℃时起堆成圆锥形（直径1.5 m、高1 m）。第2天以同样的操作将6甑酒醅覆在第1天堆积的酒醅上，形成一个8甑的大堆（直径3 m、高1.5 m）进行堆积发酵，堆积顶温达到48～50 ℃后入窖发酵30 d。以覆式堆积发酵的酒醅为实验组，收堆完成后开始计时，连续4 d每天取样；传统堆积发酵方式：第1天出甑的6～8甑酒醅，一次性收拢成堆，之后不再进行覆堆，其余操作与覆堆一致。以传统堆积发酵的酒醅为对照组，收堆完成后开始计时，连续4 d每天取样。堆积取样点为A、B、C三个点样品混匀为1个样品：A：酒醅垂直距离地面30 cm，取样器水平插入30 cm取样。B：酒醅垂直距离地面75 cm，取样器水平插入30 cm取样。C：酒醅垂直距离地面120 cm，取样器水平插入30 cm取样。
选取金沙县某酒厂试验车间6个窖池进行“不同发酵时间实验”，设定发酵周期分别为30 d、35 d、40 d，各2个平行窖池，从下沙开始设定发酵周期，直至7轮次生产结束。对每个轮次出窖酒醅和基酒进行取样。出窖糟醅采用3点取样法，取窖内不同层（上层、中层、下层）糟醅混合后作为代表性样品。
1.3.2 分析检测
（1）酒醅理化指标的测定
水分含量：参照GB/5009.3—2016《食品安全标准食品中水分的测定》测定；酸度：参照GB 5009.239—2016《食品酸度的测定》测定；酒醅残留淀粉含量：参照GB 5009.9—2016《食品安全标准食品中淀粉的测定》测定；还原糖含量：参照DNS分光光度法测定。
（2）基酒理化指标的测定
酒精度、总酸、总酯含量：参照GB/T 10345—2007《白酒分析方法》测定。
（3）基酒挥发性风味成分含量的测定
参考GB 5009.266—2016《食品安全国家标准食品中甲醇的测定》对基酒中的挥发性风味成分进行测定，根据保留时间定性，采用外标法定量。
1.3.3 数据处理与统计分析
数据整理用Excel 2016，图像处理采用Origin 2024软件。
2 结果与分析
2.1 不同堆积方式的研究
2.1.1 堆积阶段酒醅理化指标分析
水分是酿酒生产过程中需要重点控制的指标之一，酒醅水分不当，容易引起堆积和窖内发酵不正常[12]。由图1a可知，覆式堆积和正常堆积的水分变化呈现明显的差异，覆式堆积的水分变化较为平稳，水分含量控制在40.5%～42.25%，水分波动较小，有助于维持发酵过程中微生物代谢环境，防止因水分过度流失而影响发酵过程。而正常堆积的水分波动相对较大，特别是在前期容易发生较大的水分流失，可能影响到酒醅的发酵状态和最终酒质[12]。
图1 不同堆积方式酒醅堆积过程中理化指标的变化
Fig.1 Changes in physicochemical indicators of fermented grains with different stacking methods during the stacking process
适量的酸度能抑制杂菌的生长，为微生物代谢繁殖提供有利条件[11]。由图1b可知，覆式堆积酸度呈下降趋势，从初始值1.72 mol/L逐渐下降至0.75 mol/L，下降幅度较为缓和，表明覆式堆积更好地控制微生物的代谢过程，维持较为稳定的发酵环境。正常堆积在第1天从2.0 mol/L迅速下降至0.71 mol/L，然后在第2天时酸度回升到1.12 mol/L，随后又逐渐下降到0.6 mol/L。这种急剧的酸度变化可能是由于温度的快速上升和产酸菌的快速代谢繁殖导致的[13]。
淀粉是酿酒过程中生成酒精的主要物质，淀粉含量的高低与出酒率呈正比[13]。由图1c可知，两种堆积方式酒醅的淀粉含量均呈下降趋势，覆式堆积淀粉含量由38.74%下降至37.78%，正常堆积淀粉含量由38.46%下降至37.62%，表明覆式堆积方式有利于淀粉转化。
还原糖由淀粉通过水解酶的分解作用而形成，不仅能为微生物的生长、繁殖和代谢提供能量，而且能反映白酒酿造过程中糖化与发酵速度的平衡关系[14]。由图1d可知，两种堆积方式的还原糖含量均呈上升趋势，在堆积2 d时还原糖含量最高。同时覆式堆积在发酵过程中的还原糖含量均高于正常堆积，证明覆式堆积有利于淀粉分解形成可发酵性还原糖，从而促进微生物的正常生长代谢，进一步提升基酒酒质。
2.1.2 不同堆积方式二轮次基酒理化指标分析
白酒中的总酸主要以有机酸为主，总酸含量的高低直接影响了酱香型白酒的整体风味[15]。总酯是白酒中香气的主体组成部分，是白酒中所有酯类芳香化合物的总和，总酯含量过高或过低均会对酱香型白酒的整体品质产生一定的影响[16]。由图2可知，覆式堆积基酒的总酸（5.84 g/L）和总酯含量（11.4 g/L）均显著高于正常堆积基酒的总酸（4.89 g/L）和总酯含量（8.52 g/L）。证实覆式堆积能促进酯类和酸类物质的生成，进而提高酒体的香气和风味层次。
图2 不同堆积方式二轮次基酒的理化指标
Fig.2 Physicochemical indicators of 2nd rounds of base liquor with different stacking methods
乙酸乙酯是白酒中最重要的酯类物质之一，具有水果香气[17]。由图3可知，覆式堆积的乙酸乙酯含量（9.64 g/L）明显高于传统堆积工艺（6.82 g/L）。丁酸乙酯赋予白酒独特的果香和奶油香气，较高的丁酸乙酯有助于提升酒体的复杂度和香气层次[18]。覆式堆积的丁酸乙酯含量（2.39 g/L）明显高于传统堆积工艺（1.08 g/L）。覆式堆积的乙酸含量（5.5 g/L）较高，而传统堆积工艺的乙酸含量（4.71 g/L）较低，意味着它有利于香气的提升。白酒中丙酸对提升酸香有贡献，较高的丙酸有助于提升酒体的复杂度[19]。覆式堆积丙酸含量（0.4 g/L）远高于传统堆积工艺（0.17 g/L）。由此可知，覆式堆积在酸类和酯类物质的生成方面明显优于传统堆积工艺，尤其是在乙酸乙酯和丁酸乙酯方面，这些物质的增加赋予白酒更加丰富的香气和风味层次。
图3 不同堆积方式二轮次基酒的酸类（a）和酯类物质（b）
Fig.3 Acids (a) and esters (b) of 2nd rounds of base liquor with different stacking methods
2.2 不同发酵周期研究
2.2.1 不同发酵周期1～7轮次出窖酒醅理化指标分析
由图4a可知，发酵30 d的水分变化相对较为平稳，在40.5%～53.13%。发酵40 d水分在4～7轮次高于35 d和30 d，其波动幅度较大。这可能是由于发酵后期微生物代谢活性增强，产生了更多的代谢水分，同时发酵过程中淀粉的降解也释放了额外的水分[20]。由此可知，尽管延长发酵时间能够提高酒体的复杂性和风味层次，但必须加强对水分的控制，以避免因水分波动过大而影响发酵效果和白酒质量。
图4 不同发酵周期酒醅理化指标的变化
Fig.4 Changes in physicochemical indicators of fermented grains in different fermentation cycles
由图4b可知，发酵40 d酸度在1～2轮次急剧上升后又逐步下降，这种剧烈的变化表明在较长的发酵时间内，微生物的代谢活动更为活跃，酸类物质的生成和消耗也更加显著[21]。较大的酸度波动可能带来更复杂的风味，为避免酸度过高或过低对酒体风味产生负面影响，需要在生产过程中加以控制[23]。
由图4c可知，还原糖含量整体呈现先上升后下降的趋势，发酵35 d和40 d在3轮次含量最高，分别为4.51 mol/L、6.90 mol/L，说明长时间的发酵促进了更多的淀粉分解，生成了更多的可发酵糖类，有利于发酵后期的酒精生成。
由图4d可知，发酵30 d、35 d、40 d淀粉含量均随轮次增加而逐渐减少的趋势。发酵40 d的淀粉含量下降最快，发酵30 d下降最慢。这表明长时间的发酵提供了更多时间让酶类和微生物充分作用，降解淀粉的效率更高[23]。
2.2.2 不同发酵周期1～7轮次基酒理化指标分析
由图5可知，基酒总酸、总酯含量随着轮次增加逐渐减少。在1～3轮次间，发酵40 d的总酸下降幅度最高，达61%，而发酵30 d的下降幅度最小，为45%。推测随着发酵时间的延长，微生物的代谢活动更为活跃，导致酸类物质的生成和消耗更加显著，从而使总酸含量迅速减少[22]。然而在4轮次时，发酵30 d的总酸含量最高，而发酵40 d和35 d的基酒总酸含量明显下降。由此可知，发酵30 d总酸含量变化较为平稳，有助于基酒保持风味稳定。总酯含量的变化趋势与总酸含量相似。此外，从4轮次开始，发酵40 d的基酒开始出现明显的“窖底味”，酒体风格受到破坏。这可能是由于发酵时间过长，导致微生物活动过度，产生了不利于风味的异杂物质。因此将发酵时间控制在30 d是更为合理的选择。
图5 不同发酵周期1～7轮次基酒总酸（a）及总酯（b）含量变化
Fig.5 Changes in total acids (a) and esters (b) contents of 1st to the 7th rounts of base liquor in different fermentation cycles
由图6可知，发酵时间越长，酸类物质的初期含量越高，但在发酵后期，酸类物质的消耗速度也越快，而发酵30 d的酸类物质变化较为稳定。酯类物质含量随轮次增加逐渐降低，变化趋势与酸类物质相似。发酵时间的长短对酸类和酯类物质的生成有显著影响。35 d、40 d虽然能够带来更多的酸类和酯类物质，但在后期消耗较快，容易导致风味失衡。而30 d发酵酸类、酯类物质较为稳定，更加适合白酒生产。
图6 不同发酵周期1～7轮次基酒酸类（a）及酯类（b）物质变化
Fig.6 Changes in acids (a) and esters (b) of 1st to the 7th rounts of base liquor in different fermentation cycles
3 结论
通过不同堆积实验可知，与传统堆积工艺相比，覆式堆积一方面能促进酒醅淀粉消耗，提升还原糖含量，进一步促进各种微生物对还原糖的分解利用；另一方面在堆积过程中酒醅水分、酸度变化更加稳定，有助于保持微生物代谢环境的稳定性，促进了关键香气物质的积累。同时二轮次基酒的总酸（5.84 g/L）、总酯（11.4 g/L）、乙酸乙酯（9.64 g/L）、丁酸乙酯（2.39 g/L）、乙酸（5.5 g/L）、丙酸（0.4 g/L）含量均高于正常堆积，赋予白酒更丰富的香气和层次感。
通过不同发酵周期实验可知，发酵30 d酒醅的水分和酸度变化更为平稳，基酒总酸含量下降幅度最小，含量一直维持在较高水平保证了酒体的品质和稳定性。尽管发酵35 d和40 d提高了酸酯类物质的含量，但酸度波动加剧，导致酒体风味不稳定。因此，30 d发酵周期被认为是最佳选择，能够在保证风味的同时，保持酒体的整体平衡性和稳定性。
本研究主要集中在堆积方式和发酵时间方面，尚未全面探讨其他工艺参数如发酵温度、堆积形状等对风味物质的影响。未来将进行多因素研究，以全面提升酱香型白酒的生产技术水平。同时，考虑到环境因素的变化对堆积工艺的潜在影响，后续将继续探究不同季节和气候条件对覆式堆积的稳定性和适应性，为酱香型白酒的标准化生产提供更加充分的理论依据。
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