濃香型白酒采用泥窖固態(tài)發(fā)酵，續(xù)糟配料，混蒸混燒的生產(chǎn)工藝，具有“窖香濃郁、綿甜醇厚、香味協(xié)調(diào)、尾凈爽口”的特點(diǎn)，其主體香味成分為己酸乙酯，是“具有以己酸乙酯為主體復(fù)合香的白酒”。濃香型白酒口味適應(yīng)性強(qiáng)，占據(jù)著國內(nèi)白酒市場(chǎng)80%以上的份額，深受廣大消費(fèi)者的喜愛。但在近幾年，一些濃香型白酒企業(yè)生產(chǎn)的原酒出現(xiàn)了乙酸乙酯偏高的現(xiàn)象，造成酒體濃香不突出，典型性差，欠協(xié)調(diào)，致使原酒等級(jí)品率低，酒體設(shè)計(jì)難度加大，生產(chǎn)成本增加，產(chǎn)品品質(zhì)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力下降。通過從濃香型白酒發(fā)酵過程中己酸及己酸乙酯、乙酸及乙酸乙酯的產(chǎn)生途徑，發(fā)酵過程中相關(guān)微生物的變化，探討釀酒機(jī)械化、活性干酵母等應(yīng)用與濃香型白酒乙酸乙酯含量偏高的關(guān)系，并結(jié)合濃香型白酒生產(chǎn)實(shí)際，提出一些相應(yīng)的對(duì)應(yīng)措施，以期達(dá)到增己降乙，改善原酒品質(zhì)的目的。

1濃香型白酒生產(chǎn)中己酸及己酸乙酯的來源

1.1己酸

在20世紀(jì)60年代，原輕工部曾組織國內(nèi)釀酒專家與相關(guān)企業(yè)進(jìn)行研究試點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)濃香型窖池中的窖泥生長著大量的梭狀芽孢桿菌，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，這種厭氧或兼性厭氧的梭狀芽孢桿菌為己酸菌，是革蘭氏陽性菌，適宜水分≥35%，酒精度為2%vol～3%vol，溫度35℃左右，pH5.8～6.8的中性偏酸性環(huán)境。己酸菌屬于一種合成菌，能夠直接利用乙酸和乙醇作為碳源，實(shí)現(xiàn)自身生長、繁殖和合成代謝生成己酸。

1.2己酸乙酯

在發(fā)酵中能產(chǎn)生或合成己酸乙酯的微生物有很多種，主要通過兩種途徑：

一種是在微生物細(xì)胞內(nèi)直接生產(chǎn)己酸乙酯，即由己酸菌等微生物以乙酸、乙醇等為碳源，在生長繁殖的過程中由胞內(nèi)酶作用，直接生產(chǎn)己酸乙酯分泌到細(xì)胞外，這種途徑生成的己酸乙酯量很微小。

另一種是在微生物細(xì)胞外酯化酶的作用下合成己酸乙酯。即由己酸菌產(chǎn)生己酸，然后由產(chǎn)酯酶微生物分泌到細(xì)胞外的酯酶作用下，將己酸和乙醇酯化合成為己酸乙酯。這種途徑是己酸乙酯的主要來源。

能產(chǎn)生酯酶的微生物包括霉菌(紅曲霉、根霉等)、細(xì)菌(己酸菌等芽孢桿菌)及少量酵母菌等，且以紅曲霉的酯化能力最強(qiáng)。在釀酒發(fā)酵過程中，己酸乙酯的酯化合成主要是在發(fā)酵中后期進(jìn)行的，合成耗時(shí)長，速度緩慢，最適溫度29℃，即在“前緩、中挺、后緩落”的最后一個(gè)階段，這也就是“雙輪底”、“長酵窖”等工藝白酒所含的己酸乙酯要高的于普通發(fā)酵期白酒的主要原因。

2濃香型白酒生產(chǎn)中乙酸及乙酸乙酯的來源

2.1乙酸

乙酸是濃香型白酒的主要酸之一，乙酸中的乙?；?，是生物化學(xué)中所有生命的基礎(chǔ)，當(dāng)它與輔酶A結(jié)合后，就成為了碳水化合物和脂肪新陳代謝的中心。產(chǎn)生乙酸的細(xì)菌主要是醋酸桿菌，它能使糖類和乙醇氧化分解成乙酸等產(chǎn)物，是一類革蘭氏陽性分解菌，最適生長溫度30℃～35℃，pH3.5～6.5。它們之中既有好氧的如紋膜醋酸桿菌，氧化醋酸桿菌等，也有厭氧的如熱醋酸桿菌，膠醋酸桿菌等。

當(dāng)在有氧條件下，好氧的醋酸桿菌能將乙醇直接氧化為乙酸，其氧化過程是一個(gè)脫氫加水的過程，其反應(yīng)式為：

 
當(dāng)在無氧環(huán)境下，厭氧的醋酸桿菌可進(jìn)行無氧乙酸發(fā)酵，其中熱醋酸桿菌能通過EMP途徑發(fā)酵1mol葡萄糖，產(chǎn)生3mol乙酸濃香型白酒生產(chǎn)中影響乙酸乙酯含量偏高應(yīng)用的探討總反應(yīng)式為：

 
這種熱醋酸桿菌是嚴(yán)格厭氧菌，有芽孢，耐熱性能強(qiáng)，100℃8h或120℃15min處理后仍能存活。但其最適生長溫度為55℃～60℃，最高約65℃，最低約45℃，因釀酒發(fā)酵最高溫度在35℃左右，所以并不會(huì)在發(fā)酵中大量生長繁殖。

2.2乙酸乙酯

2.2.1酵母菌在乙醇發(fā)酵過程的副產(chǎn)物

酵母菌是兼性好氧微生物，最適溫度20℃～30℃，最適pH4.5～5.0,在有氧環(huán)境大量繁殖，無氧環(huán)境則將糖類轉(zhuǎn)化成乙醇和乙酸。酵母菌產(chǎn)生乙酸乙酯的主要方式是在細(xì)胞內(nèi)通過胞內(nèi)酯化酶將乙醇與乙酸合成乙酸乙酯并獲得能量，所以乙醇和乙酸不僅是合成酯的重要原料，還是酵母通過酯化作用獲得能量的重要途經(jīng)。對(duì)產(chǎn)酯酵母的代謝產(chǎn)物進(jìn)行分析測(cè)定結(jié)果見表1:

周恒剛教授針對(duì)糟醅發(fā)酵前期乙酸乙酯的生成過程指出“發(fā)酵過程中乙酸乙酯是在酵母體內(nèi)合成的，而不是在培養(yǎng)基中酯化生成的”。也就是說發(fā)酵前期乙酸乙酯的生成不是由乙酸和乙醇在糟醅中酯化合成的，而是由酵母菌在利用糖發(fā)酵成乙醇和乙酸獲取能量的過程中，同時(shí)由酵母體內(nèi)的胞內(nèi)酶直接生成乙酸乙酯并分泌到細(xì)胞外的，并隨著乙醇生成速度的減慢，乙酸乙酯的代謝速度也下降。因此，這就體現(xiàn)了濃香型白酒發(fā)酵過程中前緩的重要性。

山東輕工業(yè)學(xué)院王瑞明和山東諸城酒廠王治國等也在其試驗(yàn)中指出，“產(chǎn)酯酵母產(chǎn)酯是其生理特性決定的，它與基質(zhì)中是否含有乙酸及乙酸鹽沒有直接對(duì)應(yīng)關(guān)系……產(chǎn)酯酵母完全可以將碳水化合物降解，并轉(zhuǎn)化為乙酸乙酯，與乙酸是否存在無關(guān)”，并進(jìn)一步指出，根據(jù)阿姆斯特羅理論，有機(jī)酸的存在與相應(yīng)的酯類生成有直接對(duì)應(yīng)的關(guān)系，比如己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸乙酯等(即它們大都是由相應(yīng)的酸和乙醇利用胞外酶酯化作用合成的)，但乙酸乙酯就沒有這樣的規(guī)律。

陳臣等在窖池糟醅中一共篩選得到249株酵母菌，通過產(chǎn)酯實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有兩類產(chǎn)酯酵母產(chǎn)乙酸乙酯能力最強(qiáng)，并選取這兩類產(chǎn)酯酵母與糟醅中乙酸乙酯含量變化進(jìn)行分析，證明產(chǎn)酯酵母與乙酸乙酯偏高存在一定關(guān)系。姜新生等經(jīng)酵母菌產(chǎn)酯基本條件試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，酵母菌產(chǎn)生乙酸乙酯與培養(yǎng)基中乙醇含量、酸含量及空氣量有很大關(guān)系。

當(dāng)培養(yǎng)基中不外加乙醇的條件下，產(chǎn)酯酵母依靠本身代謝所產(chǎn)生的乙醇合成乙酸乙酯，但合成速度較慢。如果在培養(yǎng)基中添加一定量的酒精，則合成速度大大提高。試驗(yàn)表明，當(dāng)培養(yǎng)基中酒精分達(dá)到1%～4%，產(chǎn)生的乙酸乙酯含量最高，超過4%酯化作用受到抑制。

其次，培養(yǎng)基中的酸特別是乙酸不僅是酵母合成乙酸乙酯的原料，而且是酵母菌細(xì)胞生命活動(dòng)所必需的。當(dāng)用活性干酵母和酒曲混合發(fā)酵時(shí)，因酒曲中的醋酸菌等產(chǎn)酸菌能為酵母提供初始的乙酸，所以產(chǎn)生的乙酸乙酯，比單獨(dú)用活性干酵母作為菌種發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的乙酸乙酯要高很多。

另外，酵母菌在代謝過程中合成乙酸乙酯時(shí)需要一定的空氣量，當(dāng)固體培養(yǎng)基界面多，空氣充足，產(chǎn)生的乙酸乙酯就多。

所以說，糟醅中的乙酸乙酯主要是酵母菌發(fā)酵前期產(chǎn)生的，發(fā)酵前期酵母菌產(chǎn)生乙醇的高峰期也同樣是產(chǎn)生乙酸乙酯的高峰期。

2.2.2乙酸和乙醇經(jīng)生物酶酯化合成和其他微生物的代謝產(chǎn)物

在糟醅發(fā)酵中后期，發(fā)酵過程中產(chǎn)生的多量的乙酸在胞外酶的作用下和乙醇合成乙酸乙酯。另外其他微生物在發(fā)酵過程中也同樣會(huì)產(chǎn)生少量的乙酸乙酯。但這些途徑生成乙酸乙酯的量與前期酵母菌產(chǎn)生乙酸乙酯的量相比非常少。

3發(fā)酵過程中的微生物變化情況

通過對(duì)糟醅發(fā)酵過程不同階段微生物進(jìn)行分離發(fā)現(xiàn)，微生物在糟醅發(fā)酵過程中,數(shù)量呈規(guī)律性變化。發(fā)酵初期窖池中含有較多的氧氣，有機(jī)酸含量較低，乙醇含量接近零，微生物在糟醅中迅速的繁殖并產(chǎn)生熱量，使糟醅開始升溫，此時(shí)霉菌、酵母菌的數(shù)量為最多,細(xì)菌的數(shù)量少于霉菌和酵母菌；入窖6天后糟醅中酵母菌最多，以后隨著發(fā)酵天數(shù)的增加而逐漸減少,而且主要是產(chǎn)酯酵母和酒精酵母；隨著發(fā)酵繼續(xù)，窖池中的氧氣逐漸用盡，好氧細(xì)菌和霉菌開始消亡，酵母菌開始進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精，發(fā)酵后期窖池中的酒精濃度超過酵母菌的耐受值，酵母菌出現(xiàn)自溶死亡，酒精代謝減弱。霉菌在入窖18天后，數(shù)量逐漸下降；細(xì)菌從發(fā)酵開始到結(jié)束,數(shù)量變化不大，但隨著發(fā)酵的持續(xù)，溫度的升高和氧氣的消耗，使原來的好氧細(xì)菌逐步被厭氧細(xì)菌或兼性厭氧細(xì)菌所代替，厭氧細(xì)菌或兼性厭氧細(xì)菌的數(shù)量增多,而好氧細(xì)菌的數(shù)量下降。其數(shù)量變化規(guī)律如表2:

4影響濃香型白酒乙酸乙酯含量偏高應(yīng)用的分析及應(yīng)對(duì)措施

4.1機(jī)械化釀酒設(shè)備的應(yīng)用帶來的影響

機(jī)械化釀酒設(shè)備的使用，符合清香型白酒生產(chǎn)要求潔凈、不沾泥土，酒體清爽干凈的特點(diǎn)，其主體香成分為乙酸乙酯，是白酒中含量最高的，而己酸乙酯含量甚微是嚴(yán)格控制的成份。所以釀酒機(jī)械化的應(yīng)用在清香型釀酒企業(yè)迅速發(fā)展，并取得了非常好的效果。

而濃香型釀酒企業(yè)也面臨著人工成本上升，工人年齡偏大，招工難、用工貴的困境，釀酒機(jī)械化可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，解決釀酒操作勞動(dòng)力不足的問題，況且釀酒機(jī)械化也是釀酒工藝創(chuàng)新發(fā)展的大趨勢(shì)，所以許多濃香型釀酒企業(yè)也在生產(chǎn)中大面積的應(yīng)用了釀酒機(jī)械化設(shè)備。但釀酒機(jī)械化設(shè)備的使用，對(duì)比傳統(tǒng)濃香型手工釀酒操作造成了以下幾點(diǎn)變化：

4.1.1減少了糟醅與空氣、土壤、釀造環(huán)境中微生物接觸的時(shí)間和機(jī)會(huì)

因己酸菌等土壤微生物，大量存在于窖泥及釀酒操作環(huán)境中。傳統(tǒng)釀酒工藝手工操作，一鍋糟醅從出鍋、攤涼、撒曲、翻拌、收堆、補(bǔ)漿水、最后入窖，最少都需要半個(gè)小時(shí)以上，工人在涼床或地面翻拌攤涼剛出甑的熱糟醅，降溫時(shí)間長，接觸釀造場(chǎng)地和富積空氣中的土壤微生物就非常多。而使用了機(jī)械化設(shè)備后，攤涼、拌曲、拌料等多個(gè)操作過程全在自動(dòng)化涼床機(jī)上自動(dòng)進(jìn)行，不但接觸不到地面，而且在空氣中開放的時(shí)間也非常短，自然富積空氣中的及接觸場(chǎng)地環(huán)境的土壤微生物的數(shù)量就降低了。

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