黄水和糟醅是研究浓香型白酒窖内发酵的两大物质基础。较多知名酒企与科研院校已对窖内糟醅的影响及变化展开系列研究和报道[1-7]。然而，直接研究窖内糟醅存在三个缺陷：一是封窖状态下取糟不便；二是糟醅呈颗粒状，均质性差，导致批次间取样差异大；三是频繁取糟后其微生态环境改变，会影响正常发酵，并对后续批次跟踪检测存在持续负面影响。
浓香型黄水成分复杂，既源于入窖粮糟的淋浆水，又源于糟醅发酵新生成的各类代谢物。尽管人们对发酵成熟后出窖黄水的成分及应用进行了大量研究和详尽分析[8-19]，但未曾涉及发酵过程中黄水成分的变化趋势。实际上，从入窖到出窖的整个过程，黄水质地都与糟醅发酵、微生物代谢、酒质酒率息息相关。因此本研究采用不同糟层定点跟踪提取黄水法，在不改变窖内微生态环境前提下对黄水成分进行检测分析，为解读多粮浓香型窖内发酵趋势、调控各风味成分比例的协调性奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
黄水样品：舍得酒业窖内；盐酸（分析纯）：成都市科隆化学品有限公司；NaOH、邻苯二甲酸氢钾、可溶性淀粉、硫酸铜、酒石酸钾钠、葡萄糖（均为分析纯）：四川西陇化工有限公司；乙酸、己酸、丁酸、戊酸、辛酸、乳酸乙酯、乙酸乙酯、2-甲基丙醇、3-甲基丁醇、乙醛、糠醛、3-羟基-2-丁酮（均为色谱纯）：阿拉丁试剂（上海）有限公司。
1.2 仪器与设备
微型手压泵：公司自制；PHS-3C型精密pH计：上海精密科学仪器有限公司；79-2磁力加热搅拌器：常州国华电器有限公司；DZKW-4电热恒温水浴锅：北京中兴伟业仪器有限公司；HP 6890气相色谱（gas chromatography，GC）仪：美国安捷伦有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 黄水取样方法
糟醅入窖时，将直径8 mm的不锈钢管同步预埋在待取样位置。窖内端连接体积约100 mL的贮水器（由孔径Φ2.0 mm的不锈钢筛网围成），窖外端采用橡皮软管和钢夹密封。依据窖池实际规格，单窖设计4个黄水取样点，分别位于距窖底20 cm（底层）、120 cm（中层）、160 cm（上层）的窖心位置，以及距窖底120 cm且距窖墙5 cm（窖边）的窖边位置。全窖的拌曲粮糟统一混匀后入窖，并在封窖第1～30天内逐日定时定点抽取黄水样，取黄水时采用自制专用手压泵在预埋管的窖外端口处直接抽取，每次先剔除前段200 mL黄水，再取后续500 mL黄水检测。
采用逐日定点提取黄水样品时发现，封窖第1～2 d，距窖底20 cm处没有黄水可取，至第3天才能取出第1个底层黄水样，第6天才可取到第1个中层黄水样，第7天取出第1个窖边黄水，而到第10天才能提取到第1个上层黄水。
1.3.2 黄水常规指标检测
参照现行DB 34/T 1728—2012《白酒固态发酵黄浆水中常规指标的分析方法》对黄水中的常规指标（酸度（10 mL试样消耗0.1 mol/L氢氧化钠标准溶液的毫摩尔数定义为1度）、残余淀粉含量、残糖量及酒精度）进行测定[20]。
1.3.3 黄水蒸馏液色谱分析
取100 mL黄水，加入100 mL蒸馏水，经全玻蒸馏接取100 mL馏液，采用GC法测定馏液中醇、醛、酸、酯、酮等成分含量，按黄水取样时间为序，分析各类成分含量随发酵时间变化趋势。GC条件：19091N-133毛细色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；程序升温：初始温度为30 ℃，以3 ℃/min升高至120 ℃，然后以6 ℃/min升高至240 ℃；火焰离子检测器（flame ionization detector，FID），检测器温度220 ℃；进样口温度200 ℃；载气为氦气（He），流速1 mL/min；进样量0.2 μL/min，不分流进样。采用内标法定性定量。
2 结果与分析
2.1 黄水残余淀粉含量及残糖量测定结果
入窖糟醅的淀粉经液化和糖化后进入黄水中，黄水中残余淀粉及残糖量的变化能反馈出淀粉转化成糖及糖被代谢利用的速率，也即窖内发酵的快慢，其变化结果见图1。
由图1可知，同一窖池中不同位置黄水的残余淀粉含量及残糖量变化趋势一致。发酵1～10 d，黄水中残余淀粉及残糖量同步急剧下降，分析原因可能是黄水生成后，窖内微生物处于高度活化状态，淀粉分解即被转化成糖，而糖也被同步快速转化成醇与酸；发酵10～20 d，残余淀粉含量下降缓慢并渐趋平缓，而残糖量呈先升高后下降再趋平缓的趋势，此处残糖量快速回升原因不明朗，也未见报道，有待其他试验深入探究；发酵60 d时，残余淀粉含量达10.0～13.5 g/L，残糖量达2.8～8.3 g/L。
图1 同窖不同位置黄水残余淀粉含量（a）及残糖量（b）的变化
Fig.1 Changes of residual starch content (a) and sugar content (b) in Huangshui at different locations in the same pit
2.2 黄水酸度与酒精度的测定结果
发酵期间，窖内黄水酸度及酒精度的变化趋势见图2。
由图2a可知，窖内黄水初始酸度（2.7～2.9）较低，维持约15 d，随后快速上升，在第40天左右接近峰值（5.0～5.4），然后处于稳定的平衡态，这是因为此时窖内主发酵已完成，大量的酸与醇产生酯化反应，故酸度处于一个相对稳定的状态。窖池中不同部位黄水的酸度略有差异，越接近窖底的黄水酸度越高，分析其原因有两方面，一是窖底黄水产生时间最长，二是窖底黄水靠近窖底泥，且与窖泥接触的比表面积大，而窖泥中存在己酸菌、丁酸菌等大量生酸菌。由图2b知，窖内发酵5～10 d时，黄水酒精度急剧上升，随后趋于平缓，发酵至35 d左右达到峰值，发酵45 d后酒精度出现下降趋势，发酵60 d出窖时，酒精度相较于峰值已下降0.5%vol～1.3%vol。窖内不同位置黄水的酒精度高低为窖底黄水≈中层窖心黄水＞上层窖心黄水＞中层窖边黄水。
图2 同窖不同位置黄水酸度（a）及酒精度（b）的变化
Fig.2 Changes of acidity (a) and alcohol content (b) of Huangshui at different locations in the same pit
为探究窖内酸与醇的关联性，对距窖底20 cm处黄水的酸度与酒精度变化趋势作进一步分析，结果见图3。
图3 同窖距窖底20 cm处黄水酸度及酒精度变化的比较
Fig.3 Comparison of acidity and alcohol contents change of Huangshui at 20 cm of the bottom in same pit
由图3可知，窖内黄水的酸度与酒精度均存在一个突然跃升阶段，但就同一位置处黄水酸度与酒精度而言，从时间上看存在“先产酒、后生酸”现象，佐证了大量有机酸是经醇氧化而来；同时表明，伴随发酵时间延长（特别是45 d以后），酒中有机酸增多，酒体口感更醇厚，但产酒数量会适度减少。
2.3 黄水中有机酸含量的变化趋势
2.3.1 乙酸
由图4可知，窖内发酵过程中，黄水内乙酸含量有两个相对恒定阶段：第1个阶段是糟醅入窖初期（1～15 d），由于黄水快速生成，故其酸度被不断稀释而相对恒定；第2个阶段是主发酵结束后（发酵时间≥35 d），此时因窖内微环境已成高度厌氧状态，乙酸生成量减少而相对恒定。发酵60 d黄水的乙酸含量高达2.055～2.585 g/L，表明乙酸是窖内发酵生成的一种主要有机酸。
图4 同窖不同位置黄水馏液中乙酸含量的变化
Fig.4 Changes of acetic acid contents in Huangshui distillate at different locations in the same pit
2.3.2 己酸
浓香型白酒酿造中，己酸是一种优质酸，有助于己酯的形成。由图5可知，发酵期间，靠近窖墙泥的黄水中己酸含量较高，且随着发酵时间的延长逐渐升高，发酵60 d时，己酸含量为1.293 g/L。而其他远离窖墙泥的黄水中己酸含量相对稳定，且含量较低，发酵60 d时，己酸含量仅为0.098～0.125 g/L，两者相差近10倍。
图5 同窖不同位置黄水馏液中己酸含量的变化
Fig.5 Changes of hexanoic acid contents in Huangshui distillate at different locations in the same pit
结果表明，底层黄水、中层黄水、上层黄水的取样点与窖泥的距离均＞20 cm，而窖边黄水取样点距窖墙泥仅5 cm，充分说明，发酵时间越长，己酸含量越高，窖泥有助于己酸的形成。
2.3.3 丁酸
由图6可知，黄水中丁酸的分布及变化趋势与己酸一致，即靠近窖墙泥的黄水中丁酸含量较高。发酵60 d时，窖边黄水中丁酸含量达0.701 g/L，而窖心黄水中丁酸含量仅为0.076～0.207 g/L。在整个发酵过程中，丁酸含量随发酵时间的变化与己酸含量成联动变化，总体上丁酸含量比同期己酸含量低。
图6 同窖不同位置黄水馏液中丁酸含量的变化
Fig.6 Changes of butyric acid contents in Huangshui distillate at different locations in the same pit
2.3.4 戊酸
戊酸是浓香型白酒中的一种优质酸。由图7可知，黄水中戊酸含量接近丁酸，且含量变化趋势及量比关系均与己酸和丁酸一致，即靠近窖墙泥处黄水中戊酸含量最高，发酵60 d时，戊酸含量达0.099 g/L，而窖心黄水中戊酸含量仅为0.009～0.023 g/L，且靠近窖泥的黄水中戊酸含量随发酵时间延长而持续增加。
图7 同窖不同位置黄水馏液中戊酸含量的变化
Fig.7 Changes of pentanoic acid contents in Huangshui distillate at different locations in the same pit
2.3.5 辛酸
由图8可知，黄水中辛酸含量非常低，在发酵过程中，辛酸含量变化趋势与其他有机酸明显不同，呈现前期急升、后期缓降趋势，且靠近窖墙泥处黄水中的辛酸含量最低，表明辛酸生成与窖泥无必然联系。
为比较同一窖池内，各有机酸在发酵过程中的各个不同时间点相对含量的大小，遂以前述窖内黄水在不同时间点对应的最大值作相对曲线，结果见图9。
图8 同窖不同位置黄水馏液中辛酸含量的变化
Fig.8 Changes of caprylic acid contents in Huangshui distillate at different locations in the same pit
图9 同一窖内黄水馏液中不同时间点各有机酸含量极值比较
Fig.9 Comparison of maximum value of organic acid contents in Huangshui distillate in the same pit at different time points
由图9可知，不管窖内哪个阶段，黄水中乙酸含量最高，窖内主发酵结束后，乙酸含量趋于稳定，则窖内酸度总体趋于恒定，故生产过程中控酸主要是控乙酸。因靠近窖泥处黄水中己酸、丁酸、戊酸等随发酵期延长而持续增加，可见适度延长发酵期有利于酒体的丰满醇厚。
2.4 黄水中酯类物质含量的变化
浓香型白酒中四大乙酯为乙酸乙酯、己酸乙酯、丁酸乙酯和乳酸乙酯，因黄水全玻蒸馏液的色谱分析中，未能有效检测出己酸乙酯和丁酸乙酯，故仅对乳酸乙酯和乙酸乙酯作趋势分析，结果见图10。
由图10a可知，乳酸乙酯主要产生于窖内发酵的顶温阶段（15～30 d），峰值达1.355～2.003 g/L。待主发酵结束后，黄水中乳酸乙酯含量维持在相对恒定状态，且窖边黄水和上层黄水中乳酸乙酯含量相对较低，反馈出乳酸乙酯的形成似与发酵温度正相关。由图10b可知，黄水中乙酸乙酯含量比乳酯乙酯低，峰值为0.175～0.228 g/L，仅为乳酸乙酯含量的1/10。就增长速率曲线而言，乙酸乙酯比乳酸乙酯更平缓，且窖内不同位置处黄水中乙酸乙酯含量差异不明显。同时，在发酵后期，窖边黄水中的乙酸乙酯含量相对较低。
图10 同窖不同位置黄水馏液中乳酸乙酯（a）及乙酸乙酯（b）含量的变化
Fig.10 Changes of ethyllactate (a) and ethyl acetate (b) contents in Huangshui distillate at different locations in the same pit
2.5 黄水中杂醇油含量的变化
图11 同窖不同位置黄水馏液中杂醇油含量的变化
Fig.11 Changes of fusel oil contents in Huangshui distillate at different locations in the same pit
从黄水取样时窖内黄水高度随时间变化可知，发酵10 d时黄水已全部形成。由图11可知，此时异丁醇含量为0.005～0.006 g/L，异戊醇含量为0.011～0.017 g/L，均达到峰值，随后异丁醇维持在相对恒定状态，且窖中不同部位的含量差异不明显，而异戊醇含量在达到峰值后即开始缓慢下降，且不同位置的含量持续存在差异。异丁醇和异戊醇属于杂醇油，都具有一定苦味，从其在黄水中的含量变化趋势看，适度延长发酵期，有利于缩减杂醇油含量，从而降低酒体苦味。
2.6 黄水中醛酮类物质含量的变化
由图12a可知，在窖内产黄水阶段，乙醛含量有一个快速上升、快速下降过程，表明乙醛主要产生在窖内升温阶段，而因其具有挥发性和强还原性，伴随发酵期延长而被溢出和氧化。由图12b可知，黄水中的初始糠醛，源自续糟残留，在黄水生成期伴随黄水大量生成而被快速稀释。随后由于糟醅酸度增加，有助于糠醛形成，故在主发酵（约30 d）之后，糠醛含量随着发酵期延长而略呈上升趋势，但其含量很小，接近痕量。与图2b比较发现，糠醛馏出系数与酒精度呈负相关，即酒精度越低，糠醛馏出量越高。
图12 同窖不同位置黄水馏液中乙醛（a）与糠醛（b）含量的变化
Fig.12 Changes of acetaldehyde (a) and furfural (b) contents in Huangshui distillate at different locations in the same pit
3-羟基-2-丁酮在酒中具有奶油、脂肪香气。由图13可知，其含量在黄水中存在一个急速升高、急速下降的过程，具有极高而突兀的峰值，并最终形成微量状态。而且，不管是窖内哪个部位的黄水，按照取黄水样时该位置黄水产生的时间计（底层第3天，中层第6天，上层第10天），只要是黄水刚形成时，就会重复上述现象，其原因有待深入研究。
图13 同窖不同位置黄水馏液中3-羟基-2-丁酮含量变化
Fig.13 Change trend of 3-hydroxy-2-butanone in yellow water distillate at different locations in same cellar
3 结论
黄水中残余淀粉含量及残糖量随发酵时间延长而急降，20 d后趋于平缓；酒精度及酸度先升高后趋于平缓，发酵35～45 d时，酒精度及酸度最高，分别达6%vol～8%vol、4.8～5.6，总体呈先产酒后生酸状态；黄水有机酸中乙酸含量最高，达2.0～2.8 g/L，丁酸、己酸、戊酸含量的变化趋势一致，且生成量与窖泥呈正相关，辛酸含量最低；黄水中乳酸乙酯、乙酸乙酯大量产生于主发酵期阶段，发酵10 d时，异丁醇与异戊醇均达最高，然后异戊醇缓慢下降而异丁醇相对恒定；无论含量高低，糠醛、乙醛、3-羟基-2-丁酮等均在第5～8天达到最高，随后急剧下降。可见，正确控制发酵期长短，不仅关联出酒率，还有助于基酒中各风味成分的协调。
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