安琪生香活性干酵母在固态小曲清香型白酒酿造生产中的应用

程 伟，张 杰，潘天全，李 娜，吴丽华，韩 旭，薛锡佳，彭 兵

（1.安徽金种子酒业股份有限公司，安徽阜阳236023；2.安徽金种子集团有限公司检测中心，安徽阜阳236018）

存在于酿造微生物中的各类酶在白酒主要成分乙醇以及微量风味和口味物质的形成过程中起重要作用[1]。目前，酶制剂或工业微生物制品已广泛应用于白酒的制曲、发酵、蒸粮蒸酒、勾兑和丢糟利用等生产环节，在提高出酒率、改善品质、增加主体香成分等方面发挥重要作用，从而酿造生产出不同风格、口感及品质特征的白酒，以满足不同消费群的喜好。白酒酿造工业中使用的酶制剂或工业微生物制品大多数为粗制品，存在较多不确定性以及活性不稳定等因素，制约了白酒品质的改善；因此，对高纯度的酶制剂或高活性的工业微生物制品等的研究在生产应用过程中尤为重要。利用现代工程技术方法与现代微生物技术等，制备稳定性的酶制剂或工业微生物制品势在必行。现代的生物技术和传统微生物发酵技术结合，并应用到发酵领域，以提高生产效率和经济效益，是白酒行业备受关注的研究课题。研究酵母菌的干燥工艺，将具活力的鲜酵母制备成活性干酵母，有助于更好的保存和利用酵母菌，活性干酵母是随着各种干燥技术的发展而诞生的一种能够长时间保持酵母菌活力和性能的高新技术产物。

固态法小曲清香型白酒是中国蒸馏白酒的重要组成部分，以粮谷为主要酿造原料，小曲为糖化发酵剂，经蒸煮培菌、续糟发酵、蒸馏、陈酿、勾兑而成，其出酒率高、发酵周期短，以乙酸乙酯为主体香，其特点是“清香纯正、自然协调、醇甜柔和、后味爽净”等[2]。产酯酵母又称生香酵母，它不属于传统酵母分类学意义上的名词，而是指可生成较高含量的酯类物质的酵母的通称，分别属于汉逊酵母属、产朊酵母属、假丝酵母属等，是白酒和黄酒发酵产香的重要菌种，在酿造过程中有增酯、提香等作用。产酯酵母主要产乙酸酯类，特别是乙酸乙酯，常见的产酯酵母有清香型酒中的汉逊酵母及酱香型酒中的球拟酵母[3]。在白酒酿造中，加入适量的生香酵母对于白酒中香气成分的生成具有显著的促进作用。在固态法小曲白酒发酵中使用生香酵母，可进一步提高发酵效率，增酯降醇，提高原酒中乙酸乙酯的含量，提高小曲酒质量，从而提升产品竞争力。本研究对安琪生香活性干酵母在固态小曲清香型白酒酿造生产中的应用进行了研究。

1 材料与方法

1.1 材料、仪器

样品与材料：发酵粮醅等取自正常生产的固态小曲清香型白酒酿造车间；生香ADY，即生香活性干酵母，湖北安琪酵母股份有限公司生产；清香型小曲，企业制曲车间生产。

仪器设备：安捷伦7820B型气相色谱仪等；地下不锈钢发酵窖池、发酵箱等（自制）；酒醅取样器（自制）等。

1.2 试验方法

1.2.1 生香ADY的活化及应用

配制2.5%的糖液，用量为生香ADY的20～30倍，调温至35℃，将生香ADY溶解于活化液中，在30～35℃下活化1 h左右使用，采用此种活化方法可适当减少生香ADY的用量。接种后粮醅的水分含量一般为50%～53%，初始温度23～27℃，培菌期间通过翻堆或通风等措施提供新鲜空气，并调节温度，温度达到28～31℃，培菌糖化24 h左右，即可配糟入池（箱）密封发酵。采用堆积糖化床进行粮醅的培菌糖化操作，可以较好地控制粮醅的培菌糖化效果。

试验组：向堆积培菌糖化的清香型粮醅中添加生香ADY，接种量为原料总质量的0.05%，添加原料总质量1.0%的清香型小曲，将所需的生香ADY按1.2.1节的方法活化。对照组：堆积培菌糖化的清香型粮醅中不添加生香ADY，添加原料总质量1.0%的清香型小曲。

1.2.2 工艺流程及操作要点

操作要点：（1）酿酒原料：破碎后的高粱，并添加适量的优质大米，无霉变，无虫蛀等；（2）润料：破碎后的高粱用温水润料并堆积20～24 h后，拌入大米、清蒸后的稻壳、蒸酒后的糟醅等，混合均匀，上甑清蒸；（3）蒸粮：根据原料特性及蒸煮糊化效果，一般初蒸15～20 min，敞盖焖水50～55 min后，再复蒸30～40 min；（4）下曲：待蒸熟的物料摊晾至30℃左右接入活化后的生香ADY、清香型小曲（试验组），或接入清香型小曲（对照组）；同时，拌入原料总质量1%～2%清蒸后的稻壳，并混合均匀，进行堆积培菌糖化，温度达到28～31℃，培菌糖化24 h左右，即可配糟入池（箱）密封发酵；（5）入池（箱）发酵：堆积培菌糖化后拌入原料总质量2～3倍的新鲜糟醅，混合均匀后通风降温至22～24℃，投入发酵池（箱）密封发酵15 d，蒸馏取酒。

1.3 分析检测方法

1.3.1 发酵酒醅的取样方法

酿造发酵周期为15 d，并对发酵酒醅进行跟踪取样，发酵过程中每间隔1 d取样，采用三点一线取样（即对角线上取两角和中心等3个取样点的样品），每点再分别取上层、中层、底层3个取样点，样品取回后混合均匀并及时进行理化分析。

1.3.2 酒醅样品的处理方法

准确称取50 g发酵酒醅放入300 mL的三角瓶中，用量筒准确量取100 mL蒸馏水倒入三角瓶中，摇匀后进行蒸馏处理，用量筒准确收集前蒸馏液50 mL，将收集的蒸馏液进行气相色谱分析。

1.3.3 色谱分析条件

配有氢火焰离子化检测器（FID）的气相色谱仪，白酒分析专用填充柱（柱子不短于2 m），氢气流速30 mL/min、氮气流速40 mL/min、空气流速300 mL/min，柱温90℃、等温，进样器温度150℃，检测器温度150℃。

1.3.4 原酒分析

统计发酵原酒的产量、酒度等，采用气相色谱法检测主要风味物质的含量，酸碱滴定法检测总酸含量，蒸馏-皂化法检测总酯含量。对比相关指标变化，计算乙乳比、酯醇比等，并结合感官鉴评，综合分析安琪生香活性干酵母在固态小曲清香型白酒酿造生产中的应用效果。

2 结果与分析

2.1 生香ADY的应用工艺分析与探讨

2.1.1 酿酒原料的选择与粉碎

传统小曲酒酿酒原料不经粉碎，原料经浸泡、蒸煮糊化后，仍有部分较为完整的原料颗粒参与固态发酵过程，用曲中的糖化酶多作用于原料表面，糖化不充分，造成原料出酒率偏低，原料利用率不高等现象。研究表明[4]，对原料进行粉碎处理，增大了原料与用曲中糖化酶的接触面积，从而缩短发酵周期，提高出酒率与原料利用率。本研究对传统的固态小曲清香型白酒酿造工艺进行调整，采用粉碎后的高粱作为主要酿酒原料，高粱粉碎后，加温水混合拌匀，润料24 h左右，拌入大米、清蒸后的稻壳、蒸酒后的糟醅等，混合均匀后，上甑清蒸。酿造工艺调整后（见图1），高粱粉碎并润料堆积，可以减少原料浸泡、焖蒸等工序，节约浸泡用水，缩短了蒸粮时间，提高原料蒸煮糊化效率。优质大米的淀粉含量高，产酒纯净；同时，要求所蒸煮的大米外硬内软、无生心、透而不烂、均匀一致等，如果蒸煮环节掌握不好，达不到工艺要求，可能会造成淀粉流失进而影响出酒率。续米查糟醅可以调节入窖糟的淀粉含量、酸度、水分等发酵参数，为微生物的繁殖提供有利条件，并抑制杂菌生长。续米查糟醅与粮食一同蒸料，有利于粮食的糊化及粮醅的酸度调整。回糟的再次发酵提高了淀粉利用率；同时，续米查糟醅积累的风味物质及其前驱物，经再次发酵，可提高酒体中风味物质的含量、提高产酒质量等。

2.1.2 生香ADY及其生产应用

生香ADY的质量指标与其生产工艺密切有关，安琪酵母公司生产的生香ADY所采用的工艺为液固培养法，斜面菌种经三级纯种液态扩大培养，固态通风培养，快速低温干燥等制备，以麸皮等农副产品为载体。纯酵母细胞含量为总固形物的25%～33%，粉末状至不规则颗粒状，呈灰褐色，具有特有的酯香气味，无酶味，成品水分≤10%，细胞总数80～120亿个/g，活细胞率≥70%，阴凉干燥处保存，保质期为12个月。

固态法小曲白酒生产工艺具有用曲量小、发酵周期短、出酒率高、生产设备简易、成本低、适合于机械化生产等特点；同时，传统的固态小曲清香型白酒的酿造生产通常多采用纯种根霉、酵母等制备小曲，菌种糖化力的高低、发酵力的强弱直接影响原料出酒率，容易造成酒体口感单一、香气不足等缺点，与大曲酒比较，其缺乏市场竞争力[5]。生香酵母在白酒发酵过程中具有同步产酒生香的特点，生成的香味物质以乙酸酯类为主，适合于固态法小曲白酒的生产。本研究对传统的固态小曲清香型白酒酿造工艺进行调整，将生香ADY应用到固态小曲清香型白酒的培菌糖化过程中，以配合小曲微生物参与粮醅的培菌糖化过程。合理有效的添加生香ADY能够抑制培菌糖化及发酵过程中有害杂菌的生长，提高酒化能力，并具有控酸、降酸等作用；酿造工艺调整后，对提高原酒中乙酸乙酯含量、增加与丰富酒体香味成分、改善口感等均具有显著效果，保证了酒体风格，对提高出酒率起到积极作用。

图1 固态小曲清香型白酒的酿造生产工艺流程

2.1.3 培菌糖化及其入池（箱）发酵

研究表明[6]，生香酵母在19～32℃温度下都能产酯，最适宜的产酯温度为25～30℃，品温高至37℃时，生香酵母的产酯能力急剧下降；生香酵母的好气性较强，生长和产酯都需要一定的氧气，供氧过量虽能促进细胞的迅速生长繁殖，但是会阻止产酯作用的进行。为促进生香酵母的生长并产生大量酯类物质，必须供应适量的氧气。在粮醅糖化过程中糖化酶活力整体呈先上升后下降的趋势，当糖化温度为29.3～31.3℃时，糖化酶活力最大，即糖化酶活力主要与糖化粮醅的温度有关，在酵母菌、根霉菌的最适宜生长温度时，酶活力达到最大[7]。因此，应严格控制固态小曲清香型白酒酿造过程中的粮醅培菌糖化工艺，其中，粮醅的水分、酸度、蒸料效果，以及培菌糖化的温度、通风、时间等直接关系到糖化效果，进而影响出酒率与产酒质量。

应用生香ADY的酿造工艺调整后，培菌糖化温度达到28～31℃，时间在24 h左右，即可配糟入池（箱）密封发酵。堆积培菌糖化后拌入原料总质量2～3倍的新鲜糟醅，混合均匀后通风降温至22～24℃，投入发酵池（箱）密封发酵15 d，即可出池（箱）蒸馏取酒。粮醅入池（箱）发酵过程中，应及时检查发酵容器的密封性，并观察发酵温度变化，或采用发酵间集中放置发酵箱并控制温度等方式实现发酵温度的控制。

2.2 发酵过程中主要风味成分的检测与结果分析

2.2.1 酒醅中乙酸乙酯、乳酸乙酯等的含量变化

小曲清香型白酒中的酯类化合物，以乙酸乙酯的含量最高，乳酸乙酯的含量仅次于乙酸乙酯，乙酸乙酯作为固态小曲清香型白酒的主体风味物质，在酒体中的含量高，阈值低，易挥发，气味特征明显，具有典型的水果香气。研究表明[8]，乙酸乙酯是由生香酵母参与发酵而形成的，且乙酸乙酯是一种胞内产物，是酵母菌生长繁殖过程中在细胞内合成的。由图2可知，试验组与对照组中乙酸乙酯的含量在发酵过程中整体呈上升趋势，发酵1～3 d上升的幅度不大，随着发酵时间的延长而逐渐增加，在发酵7 d后，试验组中乙酸乙酯的含量均高于对照组。发酵15 d出池时，试验组中乙酸乙酯的含量为0.0876 mg/g，对照组中乙酸乙酯的含量为0.0616 mg/g，试验组中乙酸乙酯的含量是对照组的1.42倍，发酵结束时，试验组中的乙酸乙酯含量要明显高于对照组。

图2 固态小曲清香型白酒发酵酒醅中乙酸乙酯、乳酸乙酯含量的变化

乳酸乙酯的沸点较高，气味相对较弱，在酒体中表现的气味特征不如乙酸乙酯强烈。在小曲清香型白酒中乙酸乙酯的含量不高于乳酸乙酯的含量并有适当的浓度比例，可以较明显的突出酒体中乙酸乙酯的特征风味。由图2可知，试验组与对照组中乳酸乙酯的含量均整体呈上升趋势，在发酵15 d出池时，试验组中乳酸乙酯的含量为0.1973 mg/g，对照组中乳酸乙酯的含量为0.14 mg/g；试验组中乳酸乙酯的含量是对照组的1.41倍，发酵结束时，试验组中乳酸乙酯的含量明显高于对照组。

2.2.2 酒醅中正丙醇、杂醇油的含量变化

醇类化合物是小曲清香型白酒中重要的风味物质，小曲清香型白酒具有“入口微甜，刺激性较强并有适当的爽口苦味”等的风味感官很大程度上与醇类化合物的含量及其比例直接相关，在醇类化合物中，正丙醇、异戊醇、异丁醇、仲丁醇等的含量较高[9]。酒体中含有一定浓度的正丙醇，其风味会出现类似小曲清香型白酒“落口干爽微苦”等的感官特点，酒体中正丙醇的含量与小曲清香型白酒的“落口干爽微苦”有直接的关系。在小曲清香型白酒这种特定的组分构成条件下，正丙醇及其他醇类(异戊醇、异丁醇、仲丁醇)形成了小曲清香型白酒的特殊风味特征。有研究表明[10]，小曲清香型白酒的特征成分为乙酸乙酯、乳酸乙酯和正丙醇，组分中具有酯低、酸高、高级醇高等特点，尤其是正丙醇的含量特别高，所以香气成分中不可避免带入醇类物质的风味。

由图3可知，试验组与对照组中正丙醇的含量均整体呈上升趋势，在发酵15 d出池时，试验组中正丙醇的含量为0.3248 mg/g，对照组中正丙醇的含量为0.4855 mg/g；试验组中正丙醇的含量是对照组的0.67倍，发酵结束时试验组中正丙醇的含量要明显低于对照组。另外，试验组和对照组中杂醇油的含量均在发酵1～7 d急剧上升，7～15 d缓慢略有上升，表明正丙醇在粮醅入池（箱）发酵前期，随着酵母菌等酿酒微生物在有氧或兼性厌氧环境条件下的大量增殖而大量产生，固态发酵后期，正丙醇的产生量减少。固态法发酵白酒中的正丙醇主要是在酵母菌的糖厌氧发酵过程中作为酒精的副产物产生的,而不是通过细菌对蛋白质分解导致的[11]。

图3 固态小曲清香型白酒发酵酒醅中正丙醇、杂醇油含量的变化

杂醇油是含有3个碳原子以上的一元醇类物质的总称，属于高沸点混合物，是酵母酒精发酵的正常代谢产物，其主要包括正丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、戊醇、异戊醇、活性戊醇、辛醇、苯乙醇、色醇、酪醇等高级醇。杂醇油在白酒的酒体中可以作为醇甜和助香的主要物质，也是白酒固态发酵过程中形成香味物质的前驱物质[12]，酒体中含有适量的杂醇油对白酒的风味起到积极作用。除异戊醇微甜外，其余的高级醇都呈苦味，酒体中含量过高的杂醇油，对人体的中毒和麻醉作用比乙醇强，毒性随分子量增大而加剧；因此，杂醇油作为固态发酵过程中的副产物，其在酒体中的含量必须控制在较低的范围内。

由图3可知，试验组与对照组中杂醇油的含量均整体呈上升趋势，在发酵15 d出池时，试验组中杂醇油的含量为0.0188 mg/g，对照组中杂醇油的含量为0.0214 mg/g；试验组中杂醇油的含量是对照组的0.88倍，发酵结束时试验组中杂醇油的含量要略低于对照组。另外，试验组和对照组中杂醇油的含量均在发酵1～7 d急剧上升，7～15 d缓慢上升，表明杂醇油在粮醅入池（箱）发酵前期，随着酵母菌等酿酒微生物在有氧或兼性厌氧环境条件下的大量增殖而大量产生。

2.3 原酒色谱指标的检测与结果分析

某些酒精饮料饮用后，会产生“上头、头痛”等感觉，主要原因是酒体中的高级醇含量过高，高级醇和挥发酯的比例过高而造成的。适宜的高级醇含量及组成，以及适宜的挥发酯含量等赋予酒体愉快的香气及口感。酒体中的挥发酯与高级醇的含量之比(酯醇比)对酒体风格及口感的影响至关重要，适当降低高级醇含量并提高挥发酯含量，从而提高酯醇比，是实现酒精饮料品质提升的重要途径[13]。由图4可知，生香干酵母酿造固态小曲清香型白酒的色谱指标，试验组与对照组相比，其酯醇比由0.34提高到0.61，符合行业内“增酯降醇”的发展趋势，对小曲清香型白酒的品质提高起到积极作用。

以上各成分色谱指标含量均为原酒降低酒精度到58%vol时的检测结果，产酒数据统计结果表明，生香ADY应用的酿造工艺调整后，对原料出酒率的影响并不显著，培菌糖化工艺及其效果与原料出酒率密切相关。由图4可知，试验组中乙酸乙酯的含量约为对照组的1.57倍，乙乳比为2.38；试验组中甲醇、正丙醇、杂醇油等的含量明显低于对照组，试验组中总酸含量略微低于对照组，试验组中总酯的含量明显高于对照组。试验组与对照组中总酯与总酸的比例分别为1.83与0.87，试验组比对照组提高2.1倍。原酒中乙酸乙酯含量提高12.50%，总酯含量提高18.50%，杂醇油含量下降8.16%，乙乳比由1.67提高到2.38，酯醇比由0.34提高到0.61，使得原酒香味更加协调，清香纯正、突出，从而实现了原酒品质的进一步提升。

图4 生香ADY酿造固态小曲清香型白酒的色谱指标对比分析

3 讨论与总结

活性干酵母技术（Active Dry Yeast，ADY）是应用现代生物工程、干燥技术和酵母行业融合发展的一种高新技术，酵母菌细胞以固体干物质的形式存在，并保持活性，是酵母菌的一种理论上的“回生”状态。一般ADY具有含水量低、常温下贮存期长、发酵性能稳定、运输储存方便等特点[14]。由于活性干酵母具有很多的优越性，因此一经推广便得到了迅速的发展。固态小曲清香型白酒的酿造生产以纯种培养的酵母、根霉等为主要菌种来源，原料的出酒率高，但成品酒中酯类物质含量较低。乙酸乙酯作为清香型白酒的主体香味物质，其主要是由小曲中的生香酵母在发酵过程中利用葡萄糖代谢产生乙醇、乙酸等，并在酵母酯化酶的作用下生成。与大曲酒或其他香型白酒相比，小曲清香型白酒中的酯类物质含量较低，具有较大的提升空间。为提高固态小曲清香型白酒的品质，本文对安琪生香活性干酵母在固态小曲清香型白酒酿造生产中的应用进行了研究。结果表明，在固态小曲清香型白酒原酿造工艺的基础上添加0.05%活化后的生香ADY，与对照组相比，酒醅中乙酸乙酯、乳酸乙酯等风味物质的含量变化对比明显，原酒中乙酸乙酯含量提高12.50%，总酯含量提高18.50%，杂醇油含量下降8.16%，乙乳比由1.67提高到2.38，酯醇比由0.34提高到0.61，使得原酒香味更加协调，清香纯正、突出，从而提高了原酒品质。