白酒人工窖泥培养方法研究进展

靳喜庆,冯 亮,张无疾,黄祖双,曹满堂,黄 彪,谌松强,向宗府,刘飘洋,李亚平

(酒鬼酒股份有限公司,湖南 吉首 416000)

摘 要:以浓香型为主的大曲白酒生产中窖泥起着重要的作用,窖泥的质量直接决定着酒体质量的优劣,人工老窖泥培养可以迅速提高酒体质量。该文综述了人工窖泥培养技术近几年来的研究进展,包括工艺流程,原辅料、营养盐等功能与作用,菌种来源及使用方法等,重点阐述了人工老窖泥的培养方法,包括不同地域窖泥物料种类、菌种及相关成分用量,培养时间及应用等,并对窖泥培养关键点进行了剖析,为白酒企业窖泥的科学培养方法、质量控制和提升提供技术参考和借鉴。

关键词:浓香型白酒;人工窖泥;质量;培养方法

中国白酒是千年文化的产物,历史悠久,文化底蕴深厚,是深受广大消费者喜爱的餐桌饮品。在白酒酿造过程中,窖泥是影响酒体质量的关键点之一,如浓香型、兼香型、馥郁香型等采用泥窖发酵的白酒,窖泥质量的优劣直接影响着基酒品质[1-2],故有“千年老窖”之说。以己酸菌为主的大量复合功能有益微生物是以窖泥为载体和主要生活场所,经过长时间繁殖代谢和驯化形成稳定的环境微生态[3-4],是泥窖发酵酿造过程中发酵微生物主要作用造就了以己酸乙酯为主体的独特风味及不同风格的白酒[5-6],优质老窖泥是生产高质量大曲酒的基本条件之一[7]。一般新建窖池窖泥是伴随生产而自然老熟的,至少需要10~20年甚至更长的时间使窖泥内微生物菌种繁殖、生长、驯化、稳定,达到优质老窖泥标准[8]。随着白酒酿造技术的科技进步和发展,人工老窖泥培养技术得以迅速发展,使新窖在较短的时间(1~2年)内达到老熟,短期内即可生产优质基酒[9]。本文综述了不同区域白酒人工窖泥培养工作的研究进展,以优质基础泥土为基础,通过添加适合微生物的营养物质,以老窖泥及各类复合功能菌进行接种培养,营造有益微生物的生长环境,功能菌迅速生长繁殖成优势菌群,快速培养出达到老窖泥发酵特性的人工窖泥,加速窖池泥老熟,短时间内生产高品质基酒,为白酒企业窖泥生产配料合理化、工艺精细化、培养过程科学化提供技术支撑,以期为窖泥质量提升及优质基酒提生产供理论参考。

1 人工窖泥培养一般工艺流程

优质人工窖泥的生产需要经过较为严格的培养过程,各项指标能够满足发酵微生物在培养后的窖泥建窖池中较好生长繁殖和代谢,一般人工窖泥培养的流程如下[10-12]

泥质选择→配料→润料→接种拌料→踩蹂和泥→堆积密封培养→质量检验→生产应用

依据窖泥配方和比例,将基础泥土、老窖泥、窖皮泥、大曲、丢糟、窖残糟等经过相应处理并混合均匀,加入一定量的煮沸冷却水、黄水、酒尾、复合营养盐溶液及复合功能菌液,充分拌和均匀、踩至柔熟,收堆拍紧并保持一定温度堆积发酵,取样检验符合相关质量标准,可进行生产应用。

2 窖泥培养原辅材料的选择

2.1 基础泥

基础泥是决定人工窖泥培养质量的关键因素和泥窖建造的主要组成原料,也是老窖泥培养和功能菌群微生物赖以生存、繁殖的主要栖息地[13]。基础泥的选择有优质细腻黄粘土、肥塘泥、窖皮泥、老窖泥和泥炭等。人工窖泥培养基础泥种类、功能及主要作用见表1。

表1 人工窖泥培养基础泥种类、质量要求及作用
Table 1 Types, quality requirements and functions of artificial pit mud cultivation base mud

基础泥种类 功能及质量要求 主要作用 参考文献黄粘土肥塘泥窖皮泥老窖泥泥炭土具有较强粘性、渗水性差、土质活性强、干净,有效氮、磷、钾及有机碳类物质含量较为丰富、协调,pH适中且农残含量低等,具有易挂池壁,不易开裂,钙、铁含量低,保水性强等。为满足微生物生长、繁殖和代谢所需营养,使用过程中窖池的塌窖、变形、保水性差、窖泥钙化退化等问题,优先选择干净无异味、粘结性保水性较好、腐殖质含量高及营养元素含量较为均衡的优质黄泥,使用时晒干、粉碎。含有丰富腐殖质的藕塘、鱼塘的淤泥,塘泥表面冒出大量的气泡表明栖息着大量的梭状芽孢杆菌,炎热夏季是其生长最旺盛的时期;一般选择在春末夏初月份雨水稀少,梭状芽孢杆菌多、腐殖质含量高、pH值近中性、无污染、有松花蛋味且无其他异味、含沙少或无沙的细泥,堆存放以防止风吹日晒。经多年封窖发酵使用色泽灰暗,略有泥香和淡酯香气的窖皮泥。窖皮泥与下面的糟醅及上部发酵车间空气中有长期驯化的环境微生物的接触下,含有相对丰富的功能微生物菌群如己酸菌、丁酸菌、甲烷菌等,可起到接种作用,同时适宜的腐殖质和微量元素使微生物更能适应于窖泥的培养环境,是人工培养老窖泥的优良材料。选择长期正常生产、酒体风味浓郁、基酒优级品率高和产量稳定窖池的窖泥,由于窖池底部泥和下半部窖壁泥长期与黄水接触,含有大量经过长期驯化、与酒体风格相适应的有益功能菌群、丰富的腐殖质及微量元素,可为微生物提供良好的生长环境,因此可作为种泥使用,是提供功能菌源良好原料。采用老窖泥可以为新窖泥提供优良己酸菌群,创造符合基酒品质环境微生态,同时可给窖泥功能菌带入丰富的营养成分,利用老窖泥中微生物代谢中间产物驯化功能菌群,使新泥迅速老化。具有有机质和矿物质含量高、容重小、压缩性和保水性强的特点,是湿地条件下植物死亡残体不完全碳化形成的产物,泥炭用于人工窖泥培养,能充当一种类似海绵体的结构,能吸纳、储存、释放营养物质,并且对窖泥质量提升和微生物生长具有积极促进作用。基础泥质泥质、部分功能菌种和腐殖质泥质、部分驯化菌种泥质、部分驯化菌种部分腐殖质、疏松保水[13-19][14,16][11,16,20-21][14,16,19][14,20-23]

基础泥是人工窖泥培养最基础的物质,对人工窖泥培养质量起着决定性作用。以黄粘土使用量最大,晒干并除杂、粉碎使用,根据实际情况选择窖皮泥、藕塘泥、老窖泥及用量等,严格按照培养工艺要求进行处理和使用,为窖泥中有益功能微生物生长创造良好环境。

2.2 辅料

优质窖泥培养需要各种营养物质以供丰富的微生物生长代谢。为了培养丰富且活力旺盛的功能微生物菌系并适应发酵环境,选择优质大曲粉、鲜母糟或丢糟粉、窖残糟、黄水、尾水、底锅水等辅料应用于人工窖泥培养,优先选择酿造副产物以更能适应窖泥微生物生长。人工窖泥培养主要辅料种类、功能成分及作用见表2。

表2 人工窖泥培养主要辅料种类、功能成分及作用
Table 2 Types, functional components and functions of main auxiliary materials for artificial pit mud cultivation

辅料种类 功能及质量要求 主要作用 参考文献大曲粉黄浆水酒尾酒糟粉含有大量的酵母、霉菌和细菌等多种微生物混合菌群体系,含有的淀粉、蛋白质等营养成分可提供氨基酸态氮、有效磷、钾等微量元素及腐殖质等;此外加入大曲粉还可以为窖泥培养微生物提供菌种、促进窖泥培养前期升温的作用,后期酵母菌衰亡形成菌体自溶物可成为己酸菌等微生物的生长提供有机营养源,也可增加窖泥的曲香和泥窖香味。含有各种呈香呈味物质、淀粉糖类、蛋白质、氨基酸、酒精和腐殖质等,同时还有酵母自溶物及经发酵环境长期驯化、与酒质风味关联相符合且稳定的窖泥功能菌、生香菌类,还可提供其他未知生长促进因子,能有效促进窖泥中己酸菌等菌系生长。选择色泽呈黄褐色,悬丝长、适宜酸度、无腐败且含有大量芽孢杆菌的黄水,不宜使用发酵异常、有臭味、酸度大的黄水。黄浆水的添加量应视pH值而定,使用过多黄水会致使窖泥pH值偏低,会抑制微生物生长繁殖。含有一定量的乙醇,主要作为细菌等微生物生长繁殖所需要的碳源,是己酸菌繁殖生长碳源的主要来源;此外酒尾中还有可利用的有机酸类、酯类等风味物质,能够为窖泥制作中微生物生长提供碳源、氮源等营养元素;酒尾使用要掌握用量,酒精的量过高,己酸菌的生长将受到抑制。酒糟粉中含有一定量淀粉、蛋白等和适宜窖泥微生物生长繁殖的营养物质,可选择经长期发酵的未蒸酒的新鲜糟醅或特制的香糟,经粉碎后使用,可以为窖泥培养提供碳源、氮源等营养物质,同时起疏松介质、提高窖泥的保水性作用。腐殖质、功能营养物质、菌种水分、菌种生长因子、调节酸度水分、碳源、增加窖泥香味腐殖质、疏松保水[11,14,16-17,24-27][11,14,17][11,14,16,27][17,19-20]窖残糟生产过程中清理窖池壁和窖底糟产生的稍带有窖泥和黄水的泥糟,是少量的丢糟、老窖泥、黄水的混合物,采用一定浓度的酒尾、大曲、黄水等浸泡并密封培养做成“酒糟泥”,其中经过长期驯化、稳定且适宜当地微生物环境的菌种也可起到接种作用。企业自产副产物资源的窖残糟用来培养人工窖泥再利用,更利于窖泥中酿酒微生物的繁殖和驯化,同时减少资源浪费。部分菌种、部分腐殖质、疏松保水 [11]

续表

辅料种类 功能及质量要求 主要作用 参考文献水质其他辅料水是一切生命物体的必需元素,黄浆水、菌种液和酒尾等是窖泥水分的主要来源,窖泥拌和等相关培养过程中杜绝加生水,一般可采用煮沸水或底锅水补充水分的不足,防止由于生水中杂菌污染使发酵出的窖泥带有恶臭且无法去除,底锅水是培养窖泥补充水分的理想原料,适量添加底锅水(4%)会有利于人工窖泥中香味物质的形成。豆饼粉、骨粉、麸皮等等也常常用来作为窖泥培养的辅料,这几种辅料可为微生物细胞、蛋白质、核酸等提供有机氮源。该类氮源辅料要粉碎且越细越好,但用量不可过大,否则会使窖泥臭味加重。调节水分、控制窖泥干湿度腐殖质、调节碳源、氮源等[14,18,20,27][14,17]

窖泥培养辅料主要选择酿造副产物,其中大曲粉、酒糟粉、窖残糟等主要提供腐殖质和部分菌种,黄浆水、酒尾等主要提供水分、调节酸度并使窖泥增香等,窖泥生产中副产物的应用可为窖泥微生物创造与窖池、香型相适应的有益功能微生物菌系生长创造有利条件,既可降低资源浪费又可使生产提质增效。

2.3 营养盐

窖泥中有效氮、磷、钾为发酵微生物生长繁殖及代谢提供必要的无机元素,适宜的含量且协调的比例关系主要是在培养过程中添加的无机盐所决定的[14]

氮是微生物生长繁殖的必需物质,其来源有大曲粉、豆饼粉、油枯粉、蚕蛹粉等含蛋白质的有机氮源和硫酸铵、磷酸铵、碳酸铵等无机氮源。发酵过程氮源主要来自制曲用小麦,因小麦制大曲蛋白酶活力低,有效氮易消耗而得不到补充,易造成碳氮比失调,此外豆饼粉、麦麸等因蛋白质含量高,也是窖泥培养补充氮源的优质辅料。采用无机、有机氮源结合方式供给人工窖泥培养所需,以保证长期发酵的需要,但不能过多,否则窖泥臭味严重且长期难以消除[14,16]

磷、钾是窖泥细菌等微生物代谢的重要元素[9],微生物生长繁殖、代谢所必须的磷元素是参与乙醇、乙酸化合成己酸、丁酸等发酵代谢的重要元素,在人工窖泥培养过程中,不宜加含Ca2+的磷酸盐,因Ca2+易与乳酸形成白色沉淀,造成窖泥板结、性能退化[16]。土壤中存在的水溶性钾能被微生物快速吸收利用,在调节微生物电解质平衡具有重要作用,土壤溶液钾含量很低,有效钾是评估窖泥质量的指标之一。窖池中的有效磷、钾一般在窖内发酵从粮糟中得到补充,造成有效磷、钾越积越高,因此和泥时添加量满足微生物生长即可,否则易造成窖泥的板结,影响窖泥微生物的活力,导致窖泥出严重的退化趋势[9,11,14,16-18]

适宜的碳源和氮源及其配比是微生物生长的关键,氨基酸态氮主要通过加入大曲粉与豆饼粉等氮源予以调整,有效磷、钾的含量主要由磷酸二氢钾等予以调整[28]。营养盐可用热水溶解,热水起到杀菌作用,溶解后的营养盐与黄水、酒尾等液体一起混合均匀使用,可使窖泥中营养盐的添加均匀[14]

2.4 微生物菌种

优质的菌种是人工窖泥培养成功的关键。人工窖泥培养菌种主要有纯种己酸菌培养液、复合功能菌液或二者以一定比例的混合菌液作为窖泥培养使用的功能菌液[29]

窖泥培养时,首先应明确老窖泥功能菌种类和数量[30-31]。一般窖泥中含有己酸菌、丁酸菌等芽孢菌类,此外还有甲烷菌、放线菌、酵母菌、乳酸菌等[32-33]。以浓香为主的泥窖窖泥培养液培养的主要是培养己酸菌为主的复合功能菌液,正是这些有益功能菌在窖泥中大量生长、繁殖、代谢及相互协调作用,赋予了酒体独特香味和风格[34]。在优质窖泥和其他发酵副产物中如黄水、糟醅、大曲等物料中筛选优良窖泥功能菌株[35],采用优质窖泥与优良功能菌结合培养复合功能菌液作种源,并探索这些有益功能菌在窖泥中能够良好生长的最适环境[36],通过窖泥功能菌大量的生长繁殖,代谢产生复杂的酶类,培养出与香型风格特征相适应的优质功能性人工窖泥。

一般采用优质老窖泥分离筛选特征功能菌株,采取纯种扩大培养、富集培养等方法,制备以己酸菌为主体的窖泥微生物复合功能菌液[37],该类菌种与窖泥环境微生态适应性更强,而纯种扩大培养的菌种功能等较为单一,对窖池内的微生物丰富度不足,难以快速提高窖泥培养的质量。老窖泥富集培养液的菌系、酶系、物系等比较丰富[6,38],与窖池内的环境更相符合,是人工窖泥培养的主要菌系来源[27]。另外,也有在己酸菌液的基础上,添加功能性红曲[39-41]、生香酵母[42-43]进行扩大培养,制作窖泥复合功能菌液。

姚万春等[28,44]从优质老窖泥中分离优良功能菌株,通过对培养过程的跟踪监测菌体数和各类香气成分的动态变化及其相互关系表明,培养出优良功能菌液可直接用于大生产,具有很强的实用性和技术参考价值;张健等[34]采用从百余年老窖泥中富集培养的复合功能菌液、分离纯化的己酸菌液以及将二者按比例混合培养的复合菌液用以人工窖泥的培养,表明添加复合功能菌液和混合培养菌液窖泥培养方案,具有更好地效果。夏培禹等[39]以优质窖泥为基础,生产复合窖泥功能菌液,应用于浓香型白酒生产,显示发酵中添加复合窖泥功能菌液可使发酵温度、原料的利用率提高的同时,己酸乙酯含量相对提高40%,在“增己降乳”调控中,较好的改善了浓香型白酒的口感。

3 人工窖泥培养方法

首先需要对基础泥黄粘土经过平摊后晒干,并打细粉碎处理,起到消灭杂菌除去基础泥中杂质的作用,将处理后的基础泥粉摊平薄层铺放;然后将窖皮泥[10,16,20-21]、藕塘泥[10,14,16]、泥炭[14,20-23]、老窖泥等按需要均匀铺在窖泥粉上或者与基础泥拌和均匀;而后其次将辅料如大曲粉、酒糟、窖残糟、豆粕/豆饼粉、营养盐等辅料,经过处理后按层次均匀薄层铺放于基础泥上[20],以增加窖泥中的腐殖质、有效磷、钾等含量;需要说明的是以采用优质大曲粉为佳,酒糟采用鲜酒糟,以未蒸酒的双轮底酒醅为佳,如使用丢糟则可采用晒干粉碎处理;此外窖泥培养辅料也可以使用烂苹果[12,45-46],提供腐殖质含量。之后将黄水、酒头酒尾、底锅水等浸润基础泥及辅料并充分拌和均匀,并用适量底锅水、黄水等调节窖泥水分,所使用的物料需经过充分翻打均匀,如营养盐可以采用热水或底锅水溶解后加入窖泥培养物料中[20],防止培养过程出现营养、水分、菌种的过剩或不足等不均匀现象发生。最后将窖泥入池密封保温培养,防止水分挥发、干枯和霉变并定期维护,培养一定时间后经过检测合格即可入池建窖发酵使用。

我国地域广阔,各地区的地质、气候、环境差异十分巨大,因此培养窖泥的方法有很多,南方与北方的培养方法各不相同,且相同地区不同企业之间的培养方法也有差异,目前以浓香型白酒为主采用泥窖发酵生产白酒企业在人工窖泥的培养研究,在不同地域的物料配方、菌种及用量、营养盐、水分、其他相关成分及培养时间等,有着不同的效果。

3.1 四川及湖南地区

该地区气候宜人,温暖多雨潮湿,四季温差较小,土壤显微酸性并微生物菌群和数量较多,腐殖质含量高,且细腻,非常适合于窖泥微生物繁殖、驯化[47],是优质人工窖泥培养的极佳地区,其窖泥培养方法见表3。

表3 四川及湖南地区人工窖泥培养方法
Table 3 Cultivation methods of artificial pit mud in Sichuan and Hunan regions

地区 基础泥(比例)及固态辅料 菌种 营养盐、水分及培养时间 窖泥感官或应用效果 参考文献四川湖南黄泥土70 m3、窖皮泥5 m3、泥炭20 m3、丢糟粉2 m3、大曲粉3 m3黄土为基础,老窖泥10%、泥炭土30%、豆粕4%、优质酒糟6%、生香酵母0.2%、大曲粉7%黄泥粉、窖皮泥和肥塘泥比例5∶3∶2,沼气池底泥、腐殖质、大曲粉、B类酶促物质、油枯粉等黄粘土为基础泥,窖皮泥10%、酒糟5%、大曲粉2%、豆粕1.2%、麸皮3%,适量的藕塘泥黄土为基础,大曲粉2%、酒糟粉1%窖皮泥:塘泥:黄泥为12:3:5,大曲粉2%黄泥土为基础,优质窖泥2%,丢糟粉1%、大曲粉2%复合己酸菌液15%、酯化液3%~5%菌种液20%酵母泥,己酸菌培养液8%和老窖泥富集培养液10%多菌种复合功能菌液10%己酸菌液2.5%、丁酸菌液和老窖泥培养液各2%超浓缩复合己酸菌液10%~15%己酸菌液2.5%适量无机盐、优级黄水、酒头、酒尾调节水分至40%左右;45 d左右营养盐4.8%,酒尾10%、底锅水12%;水分控制40%左右;30~60 d左右适量营养盐、酒头酒尾,水分至38%~42%;60~90 d乙酸钠0.05%、磷酸二氢钾和酵母膏各0.01%,黄水5%和12 °酒尾15%,底锅水调水分在40%左右;45~60 d碳铵0.05%和磷肥0.05%、烂苹果1%;黄水调水分至40%左右;60 d左右豆饼粉、泥炭、酯化红曲、生香酵母、营养培养基、复合肥、酒尾等;水分控制在41%左右;30 d以上适量的C、N、P、K复合肥;1%的碎苹果;黄水、酒头、酒尾调节水分;水分40%;60 d左右大幅度提高有益微生物数量,己酸乙酯和总酯明显提高各项指标接近于优质老窖泥,功能菌己酸菌不断训化、富集,代谢旺盛,窖泥中己酸含量逐渐增加/新窖酒邪杂味和泥臭味减少,主体香及复合香增加,纯净丰满,己酸乙酸含量提高近50%,四大酯比例协调,优质酒品率达40%由黄色变灰褐色,有酯香味,芽孢杆菌数增加几十倍,第三轮优级酒率65%,与老车间接近窖泥中己酸菌生长旺盛,代谢正常,老熟程度良好,接近老窖泥,平均优质品率提高10%第三轮产酒己酸乙酯提供39.6%,四大酯主体香突出,窖池保水性佳[20][21][16][15][28][48][45][41][12]

四川及湖南地区气候湿润,非常适合微生物生长,一般菌液用量在10%左右;另外水分控制在40%左右即可,水分太高则在使用过程中不易挂窖池壁,水分过小,又使窖泥微生物生长代谢受阻,导致微生物失活,从而影响窖泥质量[16]

3.2 江淮地区

江淮地区相对雨水较少,四季分明,冬冷夏热,温差较大,地处南北交界处,拥有独特的气候和地理环境,气候既有南方的细腻,又有北方的粗犷,典型的“兼济天下”,也是泥窖发酵白酒的天然宝地[49],其窖泥培养方法见表4。

表4 江淮地区人工窖泥培养方法
Table 4 Culture methods of artificial pit mud in Jianghuai regions

地区 基础泥(比例)及主要辅料 菌种 营养盐、水分及培养时间 窖泥感官或应用效果 参考文献江苏安徽黄粘土为基础泥,酒糟粉8%~10%、曲粉1.0%、豆饼1%~1.5%粘黄泥粉为基础,藕塘泥60%、窖皮泥30%、豆饼10%、香醅4%及丢糟6%菌液6%~10%窖泥功能菌培养液乙酸钠0.1%、磷酸二氢钾0.16%、硫酸铵0.005%、蛋白胨0.01%;黄水6%~8%,酒精2%~4%;水分40~55%;60 d左右营养液,适量黄水、曲酒及酒尾;水分调节至38~42%;30d以上/总酸总酯上升,己酯提高达50%,乳酯下降20%,主体香突出、风格典型,出酒率提高2.6%、优级率提高15%以上[50][10]

续表

地区 基础泥(比例)及主要辅料 菌种 营养盐、水分及培养时间 窖泥感官或应用效果 参考文献黄粘土为基础,豆饼、酒糟功能菌液[51]活性土壤为基础,大曲粉1%、豆饼粉1%、酒糟粉5%、池盖泥5%复合菌液10%、己酸菌液5%[52][53]河南黄土作为基础,窖皮泥、鲜母糟、大曲粉、豆粕、老窖泥地表土为基础,窖皮泥5%、曲粉4%,酯化酶1%,丢糟5%,双轮底醅1%,豆饼粉1%、酒精糟0.02%功能菌活化液、生香酵母活化液己酸菌+甲烷菌+黄浆水培养菌液10%~15%硫酸铵、乙酸钠、磷酸氢二钾,酒精、黄浆水等;45 d以上磷酸氢二钾0.01%、微量元素等,凉开水、酒精等,总水分为40%~50%;90 d左右磷酸氢二铵、磷酸氢二钾、乙酸钠、硫酸镁;水分控制在50%左右;60 d磷酸二氢钾0.2%、硫酸镁0.02%,黄水7%、酒尾3%;60 d优质品率提高8.56%,产量、优质酒率均高于原窖泥配方产质量经过3排即可达到5年老窖水平,酒质窖香浓郁,风格突出窖泥己酸菌数及细菌总数大幅提高,第一排产酒己酸乙酯达到200 mg/100 mL以上占15%左右新窖池当排优质率均达50%以上,香气纯正[54]山东黄土、藕塘泥和老窖泥6∶3∶1,大曲粉4%、豆饼粉1.5%、泥炭10%、蚕蛹粉和骨粉各0.5%黄土80%、泥炭20%、大曲粉2%、骨粉1%、白糖0.15%、黄豆粉1.5%、蚕蛹0.25%、酒醅2.5%~3.5%、猪血0.75%、糯米1.25%复合菌培养液10%种子泥15%~20%、己酸菌液3%磷酸氢二钾0.5%、乙酸钠1%、硫酸镁0.2%等,黄水5%、酒尾5%和适量底锅水;水分控制在38~42%;30~60 d二级酒1%、黄水(煮沸)5%、酒尾1%,水分控制在33%~45%;50 d第一排己酸乙酯为2.5 g/L左右,优质品率38%以上,圆排质量保持稳定,己酸乙酯3.0 g/L,符合优质酒标准灰褐色;香气纯正,有酯香,老窖泥气味;断面泡气,湿润,柔软细腻,质地均匀无杂质,无刺手感,黏稠感明显[14][55]

江淮地区人工窖泥的培养主要辅料用量较高,且以粉状为佳,以便于营养辅料快速腐殖质化,为微生物繁殖、代谢提供足够营养;另外黄粘土中微生物、水分相较于湿润地区相对较低,菌种接种量一般在10%以上,甚至达到20%,为窖泥提供丰富的有益微生物;此外相较于湿润气候,水分控制应较高40%以上甚至可以达到50%,防止使用过程水分挥发,致使窖泥发干,妨碍微生物生长,窖泥过干或过湿挂壁时均易脱落。

3.3 北方地区

北方地区气候夏季温热,雨水相对南方较少,冬季寒冷干燥,季节和昼夜温差较大,对酿造微生物多样性、繁殖生长受到局限[56]。其窖泥培养方法见表5。

表5 北方地区人工窖泥培养方法
Table 5 Culture methods of artificial pit mud in northern regions of China

地区 基础泥(比例)及主要辅料 菌种 营养盐、水分及培养时间 窖泥感官或应用效果 参考文献粘性黄土为基础,老窖泥5%、豆粕粉2%、大曲粉4%、香醅5%、豆粕粉2%酒尾10%、黄水或洗糟水3%;180 d / [57]河北黄泥为基础,加入窖皮泥约10%、酒糟约6%、窖残糟3%、大曲7%酯化酶0.5%、酵母提取物0.3%,己酸菌液10%窖皮泥和窖残糟等扩大培养液菌种母液磷酸二氢钾0.15%、磷酸氢二铵0.1%和硫酸镁0.05%,黄水10%、酒尾10%调节水分;25~32d[11]辽宁 粘黄土65%、腐殖土5%、熟豆饼粉1%、麸曲粉1%己酸菌液6%、备用香泥5%、酵母液3%磷酸铵1%、尿素2.7%,40%vol酒尾2.3%;水分40%左右;30~90 d工老窖泥搭建的窖池酿造的酒与常规窖泥搭建且已使用8年的老窖酿造的酒在香气成分和感官上第一排产酒己酸乙酯在1.20~1.5 g/L占30%,第二排产酒己酸乙酯有新的提高,正品酒产量增加,己乳酯比例趋于合理[13]内蒙古新疆基础泥土,酒糟粉1%,大曲1.2%,豆饼粉1.0%黄土为基础,豆粕5%、大曲粉5%、丢糟5%优质窖泥液5.0%己酸菌液2%~2.5%、酵母自溶液母液1.5%磷酸氢二铵0.2%,乙酸钠0.5%,生香酵母0.1%,洗糟液15%、适量温水、乙醇2%,水分保持在45%~55%;25 d酵母自溶物7%、黄水10%、酒尾20%、尾水12.5%、酯化液12%,水分50%左右;30 d~40 d/色泽乌黑,阳光下呈荧光,手感湿润、细腻、油滑,搓之无粗糙感,嗅之浓郁芳香,无异杂味,镜检杆菌、梭菌多且粗壮[58][17]

北方地区窖泥培养时主要辅料用量更高,使窖泥中有较高的腐殖质含量,以便提供更高营养成分含量;另外北方地区窖泥培养水分需控制较高,在45%~55%,使用时更应防止水分蒸发,窖泥干硬化,给操作带来不便,甚至需要重新制作;另外北方窖泥培养菌种接种量在5%~10%,窖泥中有益微生物数量相对较少,致使北方酒体口相对单薄,香气更为清雅。

总之,在不同地区人工窖泥培养时,应因时、因地、因物和香型工艺的不同,选择合适的窖泥物料培养配方和方法。培养过程中可以根据对窖泥理化、微生物的检测结果,做适当补充并二次入池培养。如李安陵[50]采用二次发酵培养人工窖泥的方法,根据窖泥的配方进行窖泥制备并厌氧发酵30 d以上并分析检测,根据需要补充菌液及适宜的营养成分,进行二次和泥入池发酵;王继涛[13]选择在窖泥培养期间每月倒堆一次,根据对检测评估,补充适量香泥、己酸菌培养液及酒尾,用以增加微生物群体并为其生长提供足够的碳源及营养物质等。

4 人工窖泥培养质量的关键点剖析

菌种优良性:选择优质窖池窖底泥,通过逐级富集扩大培养成复合菌种泥,或是从窖底泥中分离出高产己酸的纯种己酸菌功能菌株扩大培养成纯种液作为菌种,或者是二者以一定比例混合成菌种液使用。使用窖底泥菌种主要是考虑微生物经过窖泥长期驯化已经达到性能稳定,能更好的适应当地发酵环境,繁殖生长旺盛;菌种质量优劣是人工窖泥培养成功与否的基础[12,20-21]

原辅料配方的合理性:各种窖泥的培养所需营养,应因地制宜、因物制宜对原料质量、配比、关键元素含量等因素综合考虑,合理调整各原辅料配方比例,避免不利因素的引入的同时,使营养物质全面且比例协调,满足微生物生长繁殖所必需的碳源、氮源、无机盐、水分、生长因子等营养物质。人工窖泥的配方,主要是满足窖泥中微生物生长繁殖所需营养的协调性,是培养窖泥微生物的关键[20,21]

培养条件恰当性:窖泥中微生物活力越强,其质量越好。人工窖泥的培养一般选择在夏季温度较高的时节,便于微生物快速生长、繁殖、代谢能力强且较为活跃,温度较低时微生物代谢较慢,繁殖生长速度下降致使生长受到抑制,培养过程中应防止水分挥发,严格密封等创造厌氧条件,因此应选择夏季温度较高室培养,密封厌氧并做好保温措施[20]

物料混合的均匀性:所用干料要求无霉变,晒干、粉碎使用,固态粉状物料撒料均匀,营养盐用底锅水或热水溶解后加入,菌种接种均匀,窖泥拌和均匀,防止培养过程出现营养、水分、菌种的过剩或不足等不均匀现象[14,16]

5 总结与展望

随着科技的进步,人工老窖泥的培养取得了很大进展,培养窖泥的经验也日益丰富。但是依然存在窖泥结块退化现象,致使原酒质量下降,同时不同地区白酒企业在窖泥培养时,因生产工艺、环境微生物的不同,使用材料也不相同,培养时间过短等现象,窖泥培养质量参差不齐,白酒酒质短期内无法达到质量要求,满足不了企业迅速提高酒质的期望。因此在窖泥的培养时,应因地制宜、因时制宜,选择符合窖池微生物生长环境的泥质及辅料,延长窖泥培养时间,在培养的过程中进行相关指标检测,及时补充菌种并营养盐及腐殖质等相关营养成分并多轮次翻泥培养,开发适合本企业酒质提升窖泥培养技术,探究不同物料及配比对窖泥发酵酒体的影响,建立适合本企业窖泥培养工艺、质量标准,满足企业对短期内提高酒体质量的要求。

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Research progress on cultivation methods of artificial pit mud of Baijiu

JIN Xiqing,FENG Liang,ZHANG Wuji,HUANG Zushuang,CAO Mantang,HUANG Biao,CHEN Songqiang,XIANG Zongfu,LIU Piaoyang,LI Yaping
(Jiugui Liquor Co.,Ltd.,Jishou 416000,China)

Abstract:Pit mud played an important role in the production of strong-flavor(Nongxiangxing)Baijiu.The quality of pit mud directly determines the quality of the Baijiu,and the cultivation technology of artificial old pit mud can improve the Baijiu quality rapidly.In the paper,the research progress of artificial pit mud culture technology in recent years was summarized,including the process flow,functions and effects of raw materials and nutrient salt, strains sources and application methods, etc.The cultivation methods of artificial old pit mud were emphasized, including the types of pit mud materials in different regions,the amount of bacteria and related components,culture time and application,and the key culture points of pit mud were analyzed,providing technical references for the scientific cultivation methods,quality control and improvement of pit mud in Baijiu enterprises.

Key words:strong-flavor Baijiu;artificial pit mud;quality;cultivation methods

中图分类号:TS262.3

文章编号:0254-5071(2024)07-0007-07

doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2024.07.002

引文格式:靳喜庆,冯亮,张无疾,等.白酒人工窖泥培养方法研究进展[J].中国酿造,2024,43(7):7-13.

收稿日期:2023-10-25 修回日期:2023-12-11

基金项目:湘西州技术攻关“揭榜挂帅”项目(2022JBGS0002)

作者简介:靳喜庆(1986-),男,工程师,博士,研究方向为食品工艺技术、风味分析检测。