窖池是浓香型等白酒生产的主要发酵设备。以浓香型为主的大曲白酒生产工艺特点之一的泥质固态发酵池,是酿造中种类繁多、功能各异、以生香功能菌为主的有益酿酒微生物繁衍栖息的主要场所和来源之一[1-4]。因此窖池是生产浓香型等大曲白酒的重要前提条件,窖池的建造及窖泥质量决定着酒体品质,具备优质的窖池方能生产出好酒[5-8]。业内流传着“千年老窖万年糟”、“以窖养糟,以糟养泥”的说法,足以说明窖池中优质窖泥对酿酒生产的重要性[8-9]。窖池建造的关键是建窖材料的选择,既要预防窖池自身渗漏串窖及外部环境水的渗漏,还要预防酸性黄浆水对窖池建造材料的浸泡腐蚀等问题。此外窖池形状与大小应根据生产实际和最大限度利用窖池体表面积(以有利于充分利用窖泥微生物参与发酵),同时与甑桶容积相匹配,还应与投料量和工艺要求密切结合[8,10]。因此建造窖池应根据酿酒条件选择适宜的建窖环境及窖泥材料,使窖池构型和容积合理,并做好养护,控制好粮糟入池发酵工艺,规范操作,为生产优质基酒打基础[10]。窖龄越长,各类有益微生物富集越多、种类越丰富,窖池的质量就越好[11-14],泥窖建窖的质量直接影响到优质老窖的形成,进而影响基酒的产质量,因此泥窖的建造及养护对基酒质量决定性作用[15-17]。窖池从建窖完成投入粮糟后不间断地循环使用并有效养护,窖泥微生物养分供给源源不断,窖泥中功能微生物菌群则得以驯化和富集[13],所产酒体典型风味和口感日益协调,酒质越趋于完美[18]。本文综述了目前白酒行业泥窖建造和老化窖泥养护方法的研究进展,为白酒酿造中优质窖池的建造及窖泥质量提升,从而生产出优质泥窖大曲固态基酒提供借鉴和参考。
泥窖窖池的建造应与白酒香型工艺符合,以浓香型为主的泥窖窖池建造工艺流程如下[19]:
方案设计→挖窖池坑→打窖泥底→土质选择及处理→建窖池墙→挂池壁窖泥→酿造养护
泥窖窖池经长期连续发酵使用,精心养护方能成为“百年老窖”[20]。为最大限度的使窖池处于相对独立稳定的状态且不受外界环境影响的发酵环境,防止窖池发酵过程中代谢产物如水分、乙醇等物质流失,建造窖池的地理位置、地势、水位、水质等条件的选择尤为重要[17,21],因此选址需考虑多方面因素[22]:一是窖池建造地一般要在地势较高处,严格控制禁止窖池与地下水和地表水联通,保证窖池的严密性,防止因地下水位影响而带来的外来水分入侵,使窖池保持相对独立的环境微生态[23];二是窖池所处地势保水性要好,能保住黄水并防止水分和乙醇流失,浓香型白酒酿制中黄水的成分与酒醅发酵质量密切相关,可通过黄水质量评估上一轮酒醅的发酵情况,因此窖池保黄水的性能是窖池建造质量优劣的重要指标之一[24];三是窖池的防渗水、漏水性能[25]。
因此窖池建造选址应根据当地生产环境、材料、构型及坚固性等诸多因素的合理性而进行,使所建窖池达到优质白酒生产并长期使用的基本要求[8]。
据分析检测,从窖池取出的酒醅蒸酒,从最上层盖糟醅至下层底糟醅酒醅,所产酒体质量越来越好,即窖底糟醅产酒质量最好[26],因此在新建窖池时,应考虑窖池形状及容量的设计,最大限度地扩大窖体比表面积,增加酒醅与窖泥的接触面[6,17,22]。建造时应考虑尽可能的有效地利用窖体表面积,即窖泥与粮糟接触面积最大化,使窖泥功能菌充分地发挥作用,达到“以窖养糟、以糟养窖、糟窖互养”的目的[8-10]。
窖池大小和形状的设计以单位体积粮糟所接触窖体表面积最大为原则,即M=S/V[10,21,27],式中:M为单位体积粮糟接触的窖体表面积(m2/m3),S为窖池表面积(m2),V为窖池容积(m3)。从式中可以看出,窖容V越大,M值就相对越小,表面积S与窖池的长宽之比密切相关,窖池容积V一定时,表面积M与窖池长宽比例密切相关。长宽比越大表面积S值越大,M值也就越大,说明长宽比相对较大的窖池设计对产酒质量有利,但考虑工艺操作便利性和窖池坚固性,一般长宽比应确定在1.5~2.5∶1为佳[8,10]。
吴三多等[10,16-17,28]研究表明,窖池容积应与蒸馏甑桶、投料量多少及工艺要求相一致,窖池深度以1.8~2.2 m为宜,窖池容积一般在8~10 m3,以不超过12 m3为佳。朱弟雄等[29]研究表明,鉴于窖池布局合理性和工艺操作安全性等综合因素考虑,为使粮糟与窖墙的接触面积最大,认为窖池长宽比在2.15∶1的窖池效果最佳,窖墙壁的坡度9°。朱培和等[20]认为窖池设计尺度一般长宽比例为1.5~2.0∶1,深度和容积相同的窖池表面积,长宽为5∶1“长条窖”型相较于2∶1的窖池多约15%。
因此窖池的形状和尺寸的选择,应以最大利用窖池内表面积为原则,充分地发挥窖泥中微生物的作用,以使窖泥中功能菌与发酵粮糟进行互补,代谢具有固态泥窖发酵白酒典型的香味物质,提高发酵质量[20]。
泥质窖池窖底要具备保水防漏的功能,夯筑需要保证窖墙的承载强度,土质的质量直接影响所建窖池的质量和使用寿命[22,30-31]。土质相对颗粒小,比表面积大,用土夯打成墙的窖池壁,适宜于微生物的栖息繁殖,长期使用过程中,窖泥功能微生物及发酵代谢产生营养成分通过黄水与窖泥不断互相渗透和迁移而逐渐富集,使得窖泥也富含微生物和风味成分[20,32],是功能菌赖以生存、繁殖的主要场所,泥窖建造所用土质的选择十分重要[33]。窖池建造土质选择具体标准及要求研究进展见表1。
表1 窖池建造土质选择标准及要求研究进展
Table 1 Research progress on soil selection standards and requirements for pit construction
土质及处理要求 参考文献肥沃土地浅层无沙且黏性强、密度大的的淤土泥,配以适量的复合老窖菌液、黄浆水、酒尾,充分掺拌均匀,用清水补充至适当含水量,使软硬度适中,用以窖池的建造定义了优质建窖用土内控质量标准:以“土黄色,无臭味,无砂石、树叶、草根、垃圾等杂质,土质细腻、黏性好(持水能力等级达到1级),重金属与农残指标符合农用地土壤污染风险管控标准”,土壤黏性越大持水性越好考虑窖泥的可塑性、黏连性、稳定性和易脱落问题,认为黏性土的水分在40%左右为佳有效磷、腐殖质、酸碱度是建窖选择土质的必要条件,选用适于微生物生长繁殖过程中所需的腐殖质、速效磷、钾等营养物质含量较高的土质非泛红红土质,钙、铁等金属元素含量较低土质,易与发酵代谢产物乳酸形成乳酸钙/铁,易引起窖泥板结、退化[17,19][31][34][16][10,27]
总之,窖池建造应采用黏性强的泥土,土质颗粒小、表面积大,建造窖池粘附牢固,可防止窖池间串水和渗漏。其次应富含较为丰富的营养物质、适量的微量元素及铁钙元素含量低,适宜于微生物菌群栖息和繁殖,形成稳定的微生态环境,防窖泥退化,有助于新窖老熟。
为了更好的保证所建窖池质量,筑窖材料要具备安全环保、耐腐蚀、抗压、抗扭等特性,更应考虑窖池建造窖壁墙基的防垮塌性能和稳定性[20,25]。对环境较差的地方必须进行防水处理,将窖底采取防水措施,防水材料要布满窖池四周并适宜高度,从而保障严禁非窖内水分对窖池的渗透和相互串窖,亦可防止窖内水分和酒分流失,保证窖池的“不渗漏、不串窖、不垮塌”[34]。泥质窖池不同形状建造方法研究进展见表2。
表2 窖池不同形状建造方法研究进展
Table 2 Research progress on construction methods of different shapes of pits
窖型/M 窖池筑窖方法 优劣势分析 参考文献全泥窖 砖砌窖池 砖砌窖池 砖砌泥窖 全泥窖 全泥窖 砖砌窖埂长宽比为2.2∶1,窖深以1.6~1.8 m为宜,以不超过2 m为限。V值范围在8~10 m3,M值约在2.4~2.5(m2/m3)。长宽比为5∶1,窖池的设计尺寸为长5 m、宽1 m、深1.8 m,V值为9 m3。M值约为2.956(m2/m3)构建窖池坑并防水层,黄粘土拌匀适量养分,窖底垫入厚度0.3 m以上的发酵泥,窖壁厚下部0.5 m,宽约0.3 m,窖埂成梯形,固定牢固夯实成窖单位体系糟醅接触窖泥面积较大,倒梯形便于养窖,窖池泥质量成熟期较快;窖池易串窖,体积较小,操作不便[27]窖池挖至一定深度,铺以约0.3 m厚的混凝土,用防水材料将窖底铺严,四周铺至窖池所需高度;窖壁浇0.2 m混凝土,按窖池尺寸支框架,框架间铺上黄粘土,每次铺垫0.2~0.25 m并夯打密实成窖池墙,依次垒积至所需的高度,成为真正的“泥池窖”用水泥、河沙、石灰等材料夯紧成0.2~0.3 m的地坪,窖底铺0.2 m厚的窖泥;池壁修整成10°的倒梯形,池壁两面砌宽度约0.25 m砖墙,将黄粘土晒干并粉碎,按比例与生石灰混合并加适量水,用特殊设备固定,按层次夯实成宽度约0.5 m的土墙,夯实;墙顶部码石板,每端宽出砖墙顶部约0.1 m采用毛石约0.3 m厚铺窖池底部,以混凝土厚度约0.15 m做防水处理;防水墙铺约1.7 m高并做地下排水沟,在池埂中间加砌0.24 m厚度的花砖结构做窖墙,墙体中垒进粘土加麻筋拌匀的黄泥并抹平;池面则铺以0.05 m厚的麻石粘性黄泥拌成小块,加豆饼粉、红糟、麦秆等,用夹板固定,把黄泥一层一层筑紧夯实,每隔10~15 cm 加1块竹片增加其粘合能力和抗膨胀力,窖壁修整为斜度为10~15°的倒梯形,石板盖上(窖墙上层表面宽度约0.5 m)坑底整平并夯实,做2次添加、填充含有养分的红泥并夯实、整平,壳子板固定于方立柱内侧,窖墙从窖底往上摆放竹板作为窖墙拉筋,填充泥土并夯实,依次向上,总高度约1.8 m,墙体斜度约为10°的倒梯形单位体系糟醅接触窖泥面积较大,不易串窖;混凝土钙含量高,窖泥易板结[20]长宽比约为1.7∶1,窖池深为2.2 m。 V值约为15 m3。M值约为1.93(m2/m3)倒梯形结构便于养窖;单位体系糟醅接触窖泥面积较小,采用石灰石易使窖泥板结,抑制微生物活性[21]长款比为1.8∶1,窖深2.04 m。V 值 为10.35 m3,M 值 约 为2.17(m2/m3)窖池坚固,单位体积糟醅接触窖泥面积适中;混凝土钙含量高,窖泥易板结,抑制微生物活性[23]长宽比为1.7~2.0∶1为宜,深度以1.8~2.2 m为宜。V值在10 m3左 右,M 值 约 为2.1~2.3(m2/m3)左右长款比约为1.05∶1,深1.7~1.8 m,深度约2 m。 V值约为25 m3,M值约为1.60(m2/m3)左右长款比约为1.22∶1,深为1.9 m。V值约为11.3 m3,M值约为2.13(m2/m3)倒梯形结构便于养窖,窖池坚固,单位体系糟醅接触窖泥面积适中,窖池泥快速成熟[17]倒梯形便于养窖;单位体系糟醅接触窖泥面积较小,风味代谢含量较低[19]用夯打实窖底面备用;按建窖数量和构型,建成几道长的竖窖墙,再按泥窖池尺寸建横窖墙,分2~3次建完窖墙,接茬处要踩紧、踩实;泥窖上埂砌上3~4层水泥砖墙,再罩上水泥面单位体积糟醅接触窖泥面积适中;易串窖,水泥面易使窖泥钙化板结,抑制微生物活性[16]
由此可以看出,窖容V值在10~12 m3的泥质小窖池,单位体积糟醅接触窖泥面积M值在2.0 m2/m3以上,有利于糟醅充分利用窖泥中微生物代谢产生风味含量,提高酒体质量。
此外为防止泥窖建造及使用过程坍塌,何宏魁等[19,21]采用竹签增加泥窖建造的稳定性。竹子作为泥窖建造窖墙的拉筋,因其质地坚硬、柔韧性强、耐腐蚀、无污染、空心圆环形截面的特点使其具有较强的受压整体稳定性,竹节抗扭能力可防止竹子发生扭转失稳,建造窖池增加了池壁强的稳定性。
为了更好的执行窖池建造泥质紧实度,付智勇等[31]研究了泥质窖池建造土质的压实机理。以土粒为骨架、孔隙被水分和空气所占据的三相体的黄粘土,在压实过程中土粒彼此挤紧并重新排列,形成密实整体。含水量小于其特征最佳含水量时,土粒间摩擦阻力减小,压实后孔隙被挤压减小,单位体积内绝对土粒含量与水分呈正相关;含水量大于特征最佳含水量时,土粒内摩阻力在减小,由于水的不可压缩性且比土粒轻,压实后单位体积内绝对土粒含量与水分呈负相关,即其干密度逐渐减小。该理论为窖池建造黄土紧实度提供理论指导。
另外窖泥较好的保水性能是保持功能微生物活跃性的保障,水分含量过低就会增加微生物的增长繁殖及代谢难度,甚至出现微生物失活等现象[35],如出现窖泥裂缝、硬化板结、结晶白斑等现象,则窖泥保水性较差,需强化养护甚至添加或更换窖泥恢复窖泥活性[36]。
窖池的建造需要根据建窖环境、黄土质量、防水性能和工艺等综合因素,选择合理的窖池构型及建造工艺,建设优质窖池。
窖池的建造过程中,窖壁挂泥建造质量对窖池长期使用过程的稳定性尤为重要,既要防止挂泥时脱落,又要防止使用过程窖泥脱落,其直接影响着筑窖质量和基酒品质。窖池建造窖壁挂泥方法研究进展见表3。
表3 窖池建造窖壁挂泥方法研究进展
Table 3 Research progress on methods of hanging mud on the wall of the pit
前处理 竹签/钉嵌入和麻绳处理 挂泥方法 优劣势分析 参考文献//窖壁涂抹发酵人工培养老窖泥厚8~10 cm,窖底10~15 cm,用抹板沾酒尾抹平窖池壁和池底涂抹窖泥,窖壁泥厚10 cm,窖底泥厚15~20 cm窖泥粘贴至窖壁牢固[27]间距约20 cm,竹签长约30 cm、宽约3 cm,钉入深度约20 cm,上下行成品字形四壁钉入竹签,竹签长15~20 cm,间距约15 cm将宽3~5 cm、长20~25 cm的竹签,以45°角钉入距窖底泥30 cm、相隔15~20 cm窖壁中,竹签留墙外5~8 cm,上下行成“品”字形,麻绳缠成网状并拉紧将长20~25 cm的竹钉嵌入窖壁并外露5~7 cm,用麻绳在竹钉间做成网将窖壁均匀分为数行,行间距30 cm,将竹签长度约20 cm交错钉入窖壁,竹签外漏窖壁最上行7 cm,依次向下增加,最下行13 cm按间距约20 cm将竹签钉于窖壁上,距窖壁1.5 cm将麻绳缠绕成三角形窖泥粘贴至窖壁牢固[29]每隔5~10 cm打一凹坑,抹泥前一天用开水烫淋窖壁并5%vol左右的乙醇喷湿窖池清理平整,提前一天用85 ℃热水泼淋,套池前用75%vol酒精喷洒消毒窖池四周窖池壁及池底部清理干净将窖泥抹于窖壁,厚度窖壁8~10 cm、窖底20~30 cm并抹平不易感染杂菌,有利于窖泥老熟;麻绳易拉扯周围窖泥松动不易感染杂菌,有利于窖泥老熟;麻绳易拉扯周围窖泥松动[17]将泥抹于窖壁至覆没竹钉并整平,厚度窖壁泥5~8 cm,窖底泥约20 cm将窖泥涂抹窖池底部厚度15~20 cm,四周窖壁厚度下15 cm、上8 cm将窖泥涂抹于窖壁,夯实、抹光[37]窖泥粘贴至窖壁牢固[38]清理新建窖池四壁及底部 麻绳使用一旦拉扯易牵连周围窖泥松动[39]
挂泥应根据窖池建造需求,以窖壁泥不脱落,厚度稍厚为佳,快速挂泥防止窖泥水分挥发并厚度保持均匀一致,为后续窖池酿酒使用过程提供质量保证。
窖池建造应注意:一是窖池建造时应根据发酵和蒸馏工艺要求,因地、因时制宜考虑的因素有窖池构型、大小尺寸、建窖材料、环境等。二是窖壁泥厚度一般为8~12 cm,窖底泥厚度15~20 cm为宜,窖泥太厚太薄均会影响所建窖池质量,厚度适中易保水,有充足的微生物所需营养成分,有利于酿酒有益微生物的富集、繁殖、代谢;窖泥太厚且易脱落,同时致使窖泥不能有效与糟醅接触,不利于窖泥微生物有效参与到发酵代谢产酒生香过程[10]。三是窖泥应精心培养,使用前应前添加1%~2%的大曲粉、适量的老窖泥培养液等营养物质及菌种,并进行再翻踩,使之更加柔熟滑润。四是挂泥后立即投入粮糟,放置过久易干枯开裂,生产中漏气、漏浆,即要求建窖挂泥和粮糟入窖同步进行,投粮前4~6 h挂泥为宜。此外注意窖泥合适的湿度,夏季挂泥尽量不向窖池吹风,动作快、均匀,保持窖泥光滑、严整、一致,并用窖池专用布将窖池四周盖严,防止水分挥发干裂、感染杂菌等,维持窖泥有益微生物菌群活性,当天及时入糟封窖[10,17,33]。
相较于清香型的地缸、米香型的陶缸、酱香型的石壁窖池等发酵容器,以浓香型白酒为主的泥质窖池除可以作发酵容器外,还能为微生物提供一个理想的附着和繁衍环境,微生物群落会逐渐丰富,酶系复杂,生长的种类繁多,有利于酿酒的微生物菌群落的形成和驯化,为酿造过程提供发酵动力,微生物的代谢活动会产生多种风味物质,为酿造基酒中提供了以“己酸乙酯”为主体的复合香气,形成了各自香型白酒特色馥郁风味[40-41]。同时泥质窖池的一致性确保了发酵过程中产生的变化相对统一,风味更加浓郁。此外窖池的使用历史悠久,许多知名的白酒品牌都有自己专门的老窖池。窖池的使用时间越长,酒的品质和风味就越稳定和独特,这也体现了白酒的文化传承和历史价值[42-43]。
窖泥投入使用后出现不同程度老化现象,主要表现为窖壁上出现窖泥硬化、白色颗粒或针状结晶体等,主要原因是窖泥自身质量、酿造工艺、窖池管理、保养不当所致[44-50]。
水分含量:适宜的水分有助于提升功能微生物活性,窖池养护用水或低度酒用量不能满足窖泥功能菌对水分的需求,易出现微生物失活等现象,不利于微生物增长繁殖及代谢[33],影响白酒酿造发酵产质量[35]。窖池缺水较普遍发生在度夏翻醅后第一轮次,北方地区尤为严重[51]。另外使用未经软化处理的水进行酿酒,水中含有的钙、铁离子易与乳酸形成乳酸结晶,使窖泥失活,水分的损失,溶解于其中的乳酸结晶便会析出,形成窖泥板结、硬化而出现老化现象[37],严重影响着有益功能菌类的活性,导致窖泥表面上的功能菌类数量减少,导致基酒质量下降[45]。
窖泥泥质:采用黏性较大的土质培养的窖泥,能够有效避免水分流失,对保黄水的效果较好[49]。如窖泥用土中钙、铁离子含量过高时,易与发酵产生的乳酸形成白色结晶,窖泥保水性能差,其中的含水量降低到到其饱和浓度以下,则易析出结晶[45,52]。
营养成分:适宜的碳氮比及含量是窖泥微生物保持较强活性的关键,如有效氮大量消耗并无法及时有效补充,则易出现碳氮比失调等现象,窖泥中腐殖质含量与质量优劣成正相关。在酿造过程中,粮糟中微量的磷和钾元素随黄水代谢物浸入窖泥,窖池中的磷和钾元素含量会逐渐增加。在实际窖泥培养过程中,窖泥中充足的营养物质有利于微生物的正常生长,为微生物的繁殖和代谢旺盛产香提供基础保障[35]。
窖池养护管理不当:由于清扫不彻底,致使窖壁四周与窖底留有酒醅,水分与营养物质直接接触不充分,窖泥因缺水、缺营养物质而致局部干枯、钙化、老化现象[45]。另外日常采用黄水、酒尾对窖池养护,含有大量有机酸的黄水、酒尾阻碍粮糟发酵,长期使用导致窖泥酸度偏大,也是窖泥老化的一个重要原因,因此方法使用不当则更易使窖泥老化进度加快[5]。
pH值:窖泥的pH值通常在6~7,属于微酸性。在酿造发酵过程中,粮糟发酵代谢产生黄水中的有机酸迁移至窖泥中,pH值逐渐降低,偏离微生物最适生存范围,活性降低。同时人工窖泥如感染产氨细菌,则pH值偏微碱性,出现氨味至呈现焦糊状态,此时有益微生物数量受到了严重损害,导致白酒生产质量下降[35]。
在白酒发酵窖池使用过程中,如发现窖泥有结晶退化迹象,则应立即剖析原因,制定适宜的复苏措施,根据需要有针对地强化补充微生物及其正常生长代谢所需营养源,使窖泥恢复活力,以保持和稳定基酒质量[30,33,53]。在退化窖池发酵使用过程中,可以从以下几个方面进行养护:
(1)改善酿造工艺,加强窖池护养管理
适当降低粮糟酸度,采用低温入窖,转排时间补充水分,对酿造用水进行软化处理,减少或消除板结现象[37]。此外适当提高入池粮糟水分,使结晶体溶于水中排出,起养窖作用,防止老化并提高出酒率。如窖泥发现有白色结晶或板结,应铲除并用新泥修补,如有大面积的退化或窖底退化则应做全窖更新。对质量稍差的老窖底泥的改造,首先翻松池底泥并加大曲粉和鲜酒糟,拌匀铺平后加入温开水浸泡一段时间,抽出余水,窖壁用新泥抹平,窖底部撒匀大曲粉和酒尾,抹平即可使用。出池时碰掉的窖壁泥,应及时从酒醅中捡出,对窖壁及时用窖泥修补。粮糟入窖水分不宜过小,池底应呈松软状,不应呈板硬状[27]。入窖时保证窖池为满窖状态,出池后及时补充水分和营养物质,保证有益菌群活性。如出现窖泥表皮开裂等现象,需要及时填补抹平,保证窖池质量[22,35,48]。
(2)补充窖泥营养成分,恢复窖泥功能微生物活力
窖池长期使用若不及时补充营养,势必影响菌类摄取营养及生长繁殖。可利用出池蒸酒间隙,在窖壁打孔喷洒含有多种营养物质的窖池养护液,为窖泥中功能菌提供充足的养分,使窖泥微生物保持较高的活力,长期处于旺盛状态,以达到延缓窖泥老化和退化的目的,同时也可以使轻度老化的窖泥重新发软,恢复活力[29]。窖池营养液养护方法研究进展见表4。
表4 窖池营养液养护方法研究进展
Table 4 Research progress on nutrient solution curing methods of pit
养护液的配制 养护液应用方法 应用效果 参考文献将锅底水、大曲粉、窖泥培养液按照比例混合并拌匀制成窖池养护液粮∶水以1∶5比例糊化粮食,冷至后加入大曲粉、粮糟三级酒,再加入自制养窖液以酿酒的下脚料为主及营养成分,按照一定的比例配制营养液,在陶坛密封发酵,pH值维持偏酸性,酒精度为4%vol 左右,温度升至33~35 ℃,培养7 d左右使用叉子以一定齿距和间距在池壁斜向下逐排插孔,池底按同样间距用叉子掀起,少量多次的均匀喷洒至池壁及池底,每年度夏前养护一次窖池退化严重的窖池上部,自上而下打孔,斜度为30~40°,深3~5 cm,打孔径约30 mm,窖池沿窖壁四周与窖底均匀喷洒养窖液,养护后将孔抹平将窖壁老化和杂菌感染的窖泥清除,沿窖壁打孔多排,将营养发酵液沿窖壁由上往下浇灌或喷洒,并将窖壁孔抹平和修复破损的窖壁;翻挖窖底泥,加酒曲并泼洒发酵好的营养液和乙醇,翻拌均匀并踩柔熟,抹平窖底泥,撒大曲粉和喷洒低度酒(15%vol左右)窖泥活性和窖池有益微生物的数量有所提高,窖池老化速度延缓,白酒中香味成分含量及比例协调窖泥中总菌数和杆菌数提高了10%左右,优级率比实施前提高2.50%,一级率比调节前提高3.70%窖泥退化趋势彻底,质量向优质窖泥转化,窖泥颜色变黑,圆润柔滑,活力旺盛,气味纯正、浓郁,窖泥生物活性增强,酒质提升,基础酒优质品率增长2倍以上[54][5][36]
(3)补充窖泥有益功能微生物,强化窖泥主要微生物菌系
针对退化窖泥中功能微生物数量不足的问题,利用优质老窖泥、优质大曲粉、酒醅、黄水等接种,培养功能菌,对退化窖泥进行定向性补充,强化有益微生物的种类和数量,引导窖泥中的有益功能菌逐渐形成生长优势[55]。窖池功能菌液应用研究进展见表5。
表5 窖池功能菌液应用研究进展
Table 5 Research progress on application of functional bacterial solution of pit
菌液应用方法 应用效果 参考文献清扫窖池,铲除老化窖泥和杂菌感染的窖泥,沿窖壁30°度打孔在窖壁均匀喷洒窖泥培养液;窖底泥撒曲粉、窖泥培养液,翻拌均匀并踩熟、整平对pH异常的退化窖泥、向优质窖泥转变的窖泥,采用己酸菌、液体窖泥混合培养液和窖泥复合功能菌液、窖泥特殊生香功能菌液进行综合养护清扫窖池,铲除老化和杂菌感染的窖泥,沿窖壁打孔,将培养液由上往下均匀喷洒并抹平己酸菌数量占绝对优势,窖泥的酯香、泥香浓郁协调,各种微量成分协调适中。酒体质量明显提高,窖香浓郁、爽净,回味悠长,基酒四种酯比例基本协调产己酸等芽孢菌和特殊生香功能菌数量提升,M类微生物数量和比例协调,窖泥生香功能和调节pH能力得以提升细菌数数量提升10倍,pH近中性,各营养物质均增幅较大,出酒率提高2.9%,四大酯比例均协调,己酸乙酯和浓香主体香突出[56-57][58][59]
续表
菌液应用方法 应用效果 参考文献窖池壁从上往下均匀斜插小孔,向小孔中灌注己酸菌功能菌液,使功能菌和水分渗入到窖泥中并抹平清理窖池,在窖池壁、池底用窖泥养护液均匀喷洒采用营养液、己酸菌液及多元混合养窖液,对不同的退化窖池进行养护,将窖池底部用钉耙钩散,窖壁钎深,均匀喷洒加入养护液,并将窖底和窖壁敷平清扫窖池,窖壁均匀打孔,按不同的比例,将混合菌种液均匀撒入窖壁孔上并整平,然后将窖底残余的窖泥养护菌种液涂抹均匀窖壁四周打孔并呈“品”字形排列,窖壁上孔径以45°倾斜,把配制的窖泥养护液搅拌均匀,从上往下灌淋,让每个孔内灌满,待菌液被窖泥吸收后抹平采用老熟窖泥配制培养基培养功能菌液,均匀喷洒于试验窖池底部和壁下层出酒率明显增加,酒体中四大酯含量显著上升,比例和香气协调窖泥微生物菌数明显提升,营养成分更加协调,酒体香味成分比例及含量有明显提高多元混合养护液对新窖老熟具有促进作用,对窖泥老化衰退具有显著的改善,原酒质量同比提高1~2个等级,窖泥理化指标、微生物以及产酯能力接近或达到30年老车间成熟窖泥的效果窖泥中M类微生物数量和己酸菌等芽孢菌的数量显著提升,窖泥功能菌数量和比例逐渐恢复正常经过强化后,窖泥中活的己酸菌数提高了近36%,己酯、丁酯有明显提升,己酸和丁酸含量也有增加窖底泥从黄色变为灰色,水分均匀性增加,pH值有所升高,接近于中性[60][61][47][55][62][63]
(4)退化窖池泥的更换
铲除老化窖泥,用培养好的人工窖泥与窖泥功能菌混合液、酯化液拌匀成培养成窖泥,窖壁交错钉入竹签并绑麻绳,添加已培养成熟的窖泥,使新窖泥的粘附牢固并抹平,窖底铺上一定厚度的窖泥。头排发酵窖底泥水分较大,为避免窖泥混入糟醅可在窖底铺垫一层麻袋布,待窖底泥水分稍微被深层泥吸收并稍固化成型后,揭去麻袋布并涂抹光滑即可[9]。
窖池的养护方法,应根据实际情况进行分析监测原因,探究窖池窖泥质量的真实情况,因地制宜的补充所需养分,以功能菌液添加等的方式按排次调整窖池微生态结构,使退化窖池重新换发活力,为生产优质基酒打下坚实 基础[45,48,56]。
窖池养护目标是建立适宜微生物生长的环境,维持窖泥有益微生物种类、数量及繁殖代谢和产香能力,必须坚持对窖池进行养护[6]。
根据香型工艺不同,制定相应窖泥质量评价方法,包括感官、理化及微生物指标等。通过定期窖泥质量监测,对不符合要求的窖泥进行整改,制定适宜的出窖养护规范、入窖封窖方法和清窖规定等作业文件[33]。生产中注意科学养护,加强窖池管理,因入窖粮糟不满或封窖不规范,将干裂或发霉的窖泥清扫干净,用曲粉、黄浆水、复合菌液、营养液及基酒等养护窖壁和窖底[64]。此外定期对窖泥进行跟踪质量监测[9],根据检测结果,合理补充相关所需营养源,为微生物提供良好的生长、繁殖环境,保证窖泥微生物活力旺盛,尽量延长窖泥使用时间,确保生产基酒质量长期稳定[28]。糟醅出池蒸酒应尽量缩短空窖时间,入窖粮糟应高于窖沿,待发酵糟醅下沉后与窖池面齐平为宜。此外缩短窖池空窖时间,防止水分挥发及杂菌感染,导致窖泥功能退化。同时发酵过程保持窖皮泥湿润、光滑平整,可加盖薄膜,防止干裂、糟醅倒烧生霉等不良情况发生[8,22,28]。
窖池泥保养工作长期且细致,需依据不同时节、地域条件,结合酿酒工艺制定适宜的养护方法,创造最适功能微生物生长环境,构建和保持良好的微生态环境,从而保证长期出好酒[65]。
随着白酒生产机械化程度和人工成本的不断提高,固态泥窖酿造传统的人工挖池筑窖建造工艺、酿造过程糟醅/粮糟出入窖池等操作逐步被各种机械设备替代,规模化的大生产为方便工业生产机械化操作,泥窖池建造的尺寸越来越大,将会出现窖池中糟醅与窖泥的接触面积逐渐减小,生产过程中机械化设备对窖池泥损伤概率增加等问题。一是在增加窖池体积的前提下,开展传统与机械智能化酿造工艺研究,开发适应现代化的智能酿酒装备,探究适宜的窖池尺寸和形状,以保障和稳定基酒质量;二是探究现代机械智能酿造装备对基酒品质的影响,开发窖池发酵过程微生物强化、智能装备酿造关键工艺参数控制和数智化操作标准规范化工艺技术研究,开发品质控制的智能化升级关键工艺技术,将是我们长期探讨的课题。
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