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浓香型白酒酿造用新型窖泥的初步研究

更新时间:2009-03-28

传统浓香型白酒酿造多在窖池中[1]进行,因为窖泥中存在着己酸菌等功能微生物,其对浓香型白酒风味物质的产生具有重要作用[2],同时窖泥也可向酒醅中传输其发酵过程中积累的挥发性风味物质[3],但是,窖池中白酒发酵属于天然发酵[4],难以实现发酵过程的精准控制。

贵州钓鱼台国宾酒业将换热器插入窖池酒醅中,对发酵温度进行控制,结果发现,温度变化对酵母菌繁殖影响显著,有利于发酵进行[5]。罗冰等[6]通过将U型换热管埋入酒醅中控制发酵温度变化,对比非控温窖池发现,控温发酵也能够酿造出优良的浓香型白酒,可见控温发酵对于白酒酿造具有积极作用。但是窖池中插入换热装置控温相对麻烦,且不利于白酒机械化程度的提升。

随着经济快速发展,我国白酒行业日益走上了机械化发展的道路[7]。苏占元等[7]在生物反应器中进行白酒固态发酵,酿造出了优质浓香型白酒。刘念等[8]开发出了一种浓香型白酒发酵容器,将窖泥装在窖壁和窖底的夹层中,提高了白酒酿造的空间利用率。范伟国等[9]研制出了白酒固态发酵罐,将窖泥以挂片的方式敷设在反应器内壁上使用,且其罐体外壁夹套上装有冷媒,可以准确调控罐内酒醅发酵温度,从而解决盛夏温度过高导致酒厂停产的问题。但是,上述浓香型白酒发酵反应器存在的缺点为:(1)窖泥容易脱落进入酒醅中,导致白酒具有泥臭味;(2)黄泥载体窖泥黏附性强,不易取出,导致退化窖泥养护困难[10];(3)窖泥附着在罐壁上影响传热效果。

鉴于生物反应器酿造浓香型白酒仍需窖泥微生物的参与,本文旨在研究一种新型窖泥,将其装入特定装置中埋入酒醅发酵,可实现反应器的四周和底部进行换热,便于控制酒醅温度。另外,采用人为控制的方法能够促进窖泥老熟,本文通过对比不同材料作载体培养的窖泥理化和微生物学指标,最终选定一种合适的材料培养窖泥,从而为生物反应器酿造浓香型白酒提供理论参考。

水稻幼苗期易出现立枯病,其主要症状是稻苗发黄并弯曲,生长迟缓,抵抗力在较大程度上会有一定的降低,若出现其他病菌,会大大降低水稻成活率。引发此病的主要原因是低温,立枯病易在低温中生存,这就需要在进行抗病防治时从温度入手,水稻幼苗期需要控制生长温度,做好保温工作,避免幼苗受低温侵袭。水稻在出苗期至三叶期,一般情况下把温度控制在25℃左右,保证水稻的抵抗力,三叶期后将水稻进行有效实时通风,以此能够在较大程度上锻炼尤其抗旱能力,以此降低立枯病发病率。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验原料

(2)安全监督体系建设:为了确保整个施工项目的顺利开展,本工程构建了全方位的安全监督体系,对整个施工的任何环节,进行全面的、立体的监督管理避免安全事故的发生。

1.1.2 菌株来源

产己酸菌XS1分离自某酒厂的白酒车间的窖泥中。

1.2 仪器与试剂

生化培养箱(BSP-250),上海博讯实业有限公司;MGC 2.5 L厌氧产气袋、MGC 2.5 L厌氧培养袋、氧气指示剂C-22,日本三菱公司;洁净工作台(VS-1300),苏州净化设备有限公司。

吸取150 μL XS1菌液接种到装液量90%[15]的含有RCM液体培养基的50 mL三角瓶中,快速放入厌氧培养袋中,于37℃下培养2 d,之后依此类推在500 mL三角瓶中进行扩大培养。

多媒体对于提升教学效果有着重要的作用,多媒体运用到小学数学教学中,可以促进学生学习质量的提高,促进老师教学质量和教学效果的提升,因此,我们对多媒体的运用提出若干意见和建议,从而促进了小学数学教学效果的提升。

产己酸菌菌种→扩大培养→加入种子窖泥、黄水、酒糟浸出液、乙醇、大曲→复合功能菌液→加入黄泥、种子窖泥、大曲粉、豆饼粉、乙醇、麸皮、乙酸钠、磷酸氢二钾、黄水、干酒糟、酒糟浸出液、水→拌匀→37℃下密封发酵60 d。

1.3 方法

1.3.1 检测方法

图1可知,观察窖泥产己酸菌数量变化,粉末活性炭载体窖泥产己酸菌数量由开始的1.89×106cfu/g在培养时间为2 d时上升到7.81×108cfu/g窖泥,之后至发酵结束,产己酸菌数量在7.81×108~1.12×108cfu/g窖泥之间波动。分析各窖泥产己酸菌数量可知,粉末活性炭载体窖泥>黄泥、粉末活性炭混合载体窖泥>黄泥、粉末活性炭、颗粒活性炭混合载体窖泥≈黄泥载体窖泥。

1.3.2 产己酸菌计数[14]

液体样品计数:取1 mL液体样品与9 mL无菌生理盐水混合,低温振荡均匀后进行梯度稀释,选取稀释液涂布于RCM平板,快速放入厌氧培养袋(内含厌氧产气袋和氧气指示剂,厌氧产气袋在耗尽氧气的同时会产生大量的CO2,适合厌氧菌培养)中,37℃培养至菌落长出并计数。固体样品计数:取10 g窖泥于装有玻璃珠的90 mL无菌生理盐水中,低温振荡10 min,吸取1 mL溶液与9 mL无菌生理盐水混合,其余操作与液体样品计数相同。

2.5 年限统计 通过对学术期刊数据库中引用时间统计得知:引用时间分布在论文发表后的第2~10年,高峰期主要集中在第4~6年,平均年限为(5.62±1.72)年;通过对博士、硕士论文数据库中引用时间统计得知:引用时间分布在论文发表后的第2~11年,主要集中在第4~5年,平均年限为(5.48±2.28)年。在纳入统计范围的54篇论文中,发表时间分布在2002年8月至2013年1月,平均发表年限为(10.91±2.37)年。

1.3.3 好氧细菌计数[14]

液体样品细菌计数:取1 mL样品与9 mL无菌生理盐水混合,振荡均匀后进行梯度稀释,选取稀释液涂布LB平板,37℃培养至菌落长出并计数。固体样品细菌计数:取10 g窖泥于装有90 mL加有玻璃珠的无菌生理盐水中,低温振荡30 min,吸取1 mL溶液与9 mL无菌生理盐水混合,其余操作与液体样品细菌计数相同。

1.3.4 产己酸菌培养液扩大培养

制霉菌素,生工生物工程(上海)有限公司。

1.3.5 窖泥培养工艺流程[16]

第三个大的问题就是公共财政体制的预算管理当中的问题。比如说,前面已经提到了,大量的财政收支都是预算外的收支,各部门自行收支和“小金库”的失控。而且财政信息的透明度比较低,对财政支出的监督软化而且无从问责。比如说上任的审计署署长李金华在任的时候每年会刮起“审计风暴”,审计的结果是每个部门都有问题,为什么?这也是某种程度上来讲和我们人大的监督弱化有关系。

2 结果与分析

2.1 产己酸菌液在窖泥培养中的运用

2.1.1 产己酸菌在窖泥培养中的性能测定(表1)

 

表1 人工窖泥微生物检测结果

  

注:A:黄泥单独作载体,但不加种子窖泥,只添加XS1菌液作为产己酸菌主要来源;B:黄泥单独作载体,添加种子窖泥和XS1菌液。

由表1可知,不加种子窖泥、只加产己酸菌液培养的黄泥载体窖泥产己酸菌数量与添加种子窖泥、产己酸菌液培养的黄泥窖泥较为接近,这说明该产己酸菌培养窖泥是可行的。

2.1.2 选定培养窖泥的种子窖泥(表2)

由表2可知,对比含水率、铵态氮、有效磷、好氧细菌和产己酸菌数量可知,窖泥b产己酸菌数量和好氧细菌数量皆最高,其他3项指标也与窖泥a和窖泥c较为接近,故选定窖泥b作为种子窖泥培养窖泥。

科学技术和法律均是人类文明的两大标志,二者对于人们的生产、生活均具有深刻的影响。科学技术为人类生产、生活提供各种条件和技术,而法律则为人们提供安全、秩序和权利。随着科技的发展以及科学技术对人们生产生活影响的加深,科技与法律之间的关系问题也变得越来越重要。特别是近年来,以“人工智能”、“大数据”等为代表的科学技术的发展,在为经济社会发展、人民生活提供便利的同时,也带来了一些危机和挑战。比如,无人驾驶技术的开发,可能带来新的安全威胁;2016年“三亲婴儿”哈桑的诞生,则带来了伦理危机等等。科学技术的两面性,促使我们要更加关注科学技术与法律的关系。

2.1.3 选定培养窖泥的载体(表3)

 

表2 窖泥的理化和微生物学指标检测结果

 
 

表3 各种载体窖泥检测结果

 

结合表3、表2,对比窖泥产己酸菌数量可知,粉末活性炭载体窖泥>颗粒活性炭载体窖泥>石英砂载体窖泥>黄泥载体窖泥,并且粉末活性炭载体窖泥和颗粒活性炭载体窖泥产己酸菌数量皆大于窖泥b。分析窖泥好氧细菌数量可知,颗粒活性炭载体窖泥>粉末活性炭载体窖泥>石英砂载体窖泥>黄泥载体窖泥,且颗粒活性炭载体窖泥、粉末活性炭载体窖泥和石英砂载体窖泥好氧细菌数量皆大于窖泥b。

窖泥a、窖泥b和窖泥c,某酒厂提供;粉末活性炭、颗粒活性炭,国药集团化学试剂有限公司。

(2)窖泥培养期间好氧细菌数量变化(图2)

对比有效磷含量可知,粉末活性炭和颗粒活性炭窖泥有效磷含量比石英砂、黄泥载体窖泥高,结合微生物数量分析,这与窖泥中适量的有效磷等无机盐可为微生物繁殖提供营养的结论相符合[17]

数码摄像技术特别是红外相机从20世纪90年代开始应用于野生动物研究[1-2]。相对于传统的野生动物调查方法[3-4],红外相机技术具有受栖息地环境影响小、专业要求低、对动物干扰少、图像直观、昼夜连续工作等优点,如今已应用于调查物种多样性,野生动物资源、分布格局、保护管理,动物生态和行为学,重要珍稀物种的重新发现,研究动物的栖息地选择,尤其是活动隐蔽物种的调查等多个领域[5-9]。

鉴于窖泥中厌氧菌的数量能反映出窖泥的质量[17],综上所述,发现粉末活性炭更适合作窖泥载体,但是,鉴于黄泥作为传统窖泥的载体由来已久,故进一步探索粉末活性炭与黄泥混合作载体培养窖泥的可行性,跟踪发酵过程中理化、微生物指标变化,并与黄泥单独载体窖泥和粉末活性炭单独载体窖泥进行对比。

2.1.4 粉末活性炭和黄泥混合载体窖泥实验(培养期间定期取样)(图1)

  

图1 产己酸菌数量变化

 

注:A:黄泥、粉末活性炭、颗粒活性炭混合载体窖泥(质量比为1∶0.5∶0.5);B:黄泥、粉末活性炭混合载体窖泥(1∶1);C:黄泥载体窖泥;D:粉末活性炭载体窖泥。

(1)培养期间各载体窖泥产己酸菌数量变化

(1)铵态氮测定:连续流动分析仪测定[11];(2)有效磷测定:Olsen法[12];(3)窖泥pH值测定:参考沈怡方的方法[13]

另外,对比铵态氮含量发现,颗粒活性炭、粉末活性炭载体窖泥铵态氮含量与窖泥b、窖泥c较为接近,比黄泥、石英砂载体窖泥铵态氮含量高,从而可为窖泥微生物生长提供所需的主要氮源[17]

由图2可知,发酵后期各载体窖泥好氧细菌数量较为接近,各载体皆适合好氧细菌生长。

2004年曼彻斯特大学Z. Wu和M. Isa通过实验实测发现微波探头的回波能量与固体质量之间存在近似的线性关系[6],为利用微波传感器检测质量流量提供了方法和思路。另外,根据微波的多普勒效应,回波的频率变化与被检测目标的速度成线性关系,测得回波的频率就可以算出被检测目标的速度。因此,通过测量排砂管中微波回波的多普勒频率可以得到管道中岩屑颗粒的运动速度,测量回波的功率可以得到颗粒的浓度,从而可以求出管道中固体颗粒的质量流量,换而言之,回波的频率和功率是测量排砂管中岩屑质量流量的关键参数。

(3)各载体窖泥培养期间含水率和pH值的变化(图3、图4)

  

图2 好氧细菌数量变化

 

注:A:黄泥、粉末活性炭、颗粒活性炭混合载体窖泥(质量比为1∶0.5∶0.5);B:黄泥、粉末活性炭混合载体窖泥(1∶1);C:黄泥载体窖泥;D:粉末活性炭载体窖泥。

  

图3 窖泥含水率变化

由图3可知,各载体窖泥培养期间含水率波动不大,其中粉末活性炭载体窖泥含水率最高,黄泥载体含水率最低。由图4可知,黄泥载体窖泥在发酵22 d后pH值为4.4左右,之后至发酵结束基本波动不大;而其他3种载体窖泥发酵22 d后,pH值基为5.4以上,鉴于优质窖泥pH值一般处于5~7范围内[18],显然黄泥、粉末活性炭、颗粒活性炭混合载体,黄泥、粉末活性炭混合载体,粉末活性炭载体更适合微生物繁殖。综上所述,结合产己酸菌、好氧细菌、pH值指标分析,最终得出选择粉末活性炭作窖泥载体是合适的。

  

图4 窖泥pH值变化

2.1.5 粉末活性炭和黄泥混合载体窖泥实验(培养期间不取样)(表4)

 

表4 各种载体窖泥检测结果

  

注:A:黄泥、粉末活性炭、颗粒活性炭混合载体窖泥(质量比为1∶0.5∶0.5);B:黄泥、粉末活性炭混合载体窖泥(1∶1);C:黄泥载体窖泥;D:粉末活性炭载体窖泥。

由表4可知,产己酸菌方面,只有黄泥载体窖泥培养60 d后产己酸菌数量低于初始水平,其他3种载体窖泥培养60 d后产己酸菌数量均高于初始值,尤以粉末活性炭载体窖泥产己酸菌数量增长幅度最大,结合表2可知,其比窖泥b产己酸菌数量更高。对比窖泥好氧细菌数量可得,发酵60 d后,黄泥载体窖泥>黄泥、粉末活性炭、颗粒活性炭混合载体窖泥>粉末活性炭载体窖泥>黄泥、粉末活性炭混合载体窖泥。观察pH值发现,发酵结束后的黄泥载体窖泥pH4.87,而其他3种窖泥pH值都处于5~7之间,更有利于微生物的繁殖。含水率方面,窖泥培养初始和培养60 d后含水率起伏不大,其中黄泥载体窖泥含水率最低,粉末活性炭窖泥含水率最高。另外,对比图1可知,取样操作确实对各种人工窖泥培养造成了不同影响,但是粉末活性炭载体窖泥产己酸菌数量受取样影响最小,可见粉末活性炭稳定性也较好。

另外,实验发现,黄泥载体窖泥、黄泥+粉末活性炭+颗粒活性炭混合载体窖泥和黄泥+粉末活性炭混合载体窖泥相比,粉末活性炭载体窖泥黏附性更强,不具有灵活的形状可塑性,综上所述,最终选择粉末活性炭作载体培养窖泥。

3 结论

将高产己酸的XS1菌株分别运用到黄泥、石英砂和活性炭载体窖泥的培养,发现粉末活性炭材料最适合作为窖泥培养的载体。其窖泥中产己酸菌数量相比黄泥载体窖泥、石英砂载体窖泥、颗粒活性炭载体窖泥、黄泥+粉末活性炭载体窖泥、黄泥+粉末活性炭+颗粒活性炭载体窖泥都要高,发酵时间为60 d的窖泥中产己酸菌数量能达到7.91×108cfu/g窖泥,且受外界因素影响波动小;窖泥发酵60 d后的好氧细菌数量能达到1.04×107cfu/g窖泥,其窖泥pH值基本处于5~7之间,符合优质窖泥的要求,有利于窖泥功能微生物的繁殖;其窖泥铵态氮含量、有效磷含量都与各酒厂窖泥接近,能够满足微生物的生长所需的氮源和无机盐成分。同时,粉末活性炭窖泥相比其他载体窖泥具有更好的形状可塑性,适合在固定装置中填装使用,这样窖泥不会脱落到酒醅中,窖泥养护较为便捷,也不会影响传热,同时,粉末活性炭材料成本低,耐酸碱,化学性质稳定,具有较大的比表面积,有利于固定微生物[19]

鉴于窖泥和酒醅中微生物繁多,反应机制复杂,本文只是专注于窖泥中产己酸菌和好氧细菌的研究,这具有一定的局限性,故还需深入研究窖泥和白酒发酵相关机理。另外,粉末活性炭载体窖泥在生物反应器中使用的最佳方式、实际使用效果还有待深入研究。

参考文献:

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[3]蔡鹏飞,邵传贞,姚庆乐,等.窖泥在酿酒中的两个作用[J].酿酒,2011,38(5):59-61.

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[5]邹明鑫,吴凤智,高文龙.温度控制下浓香型白酒窖池温度变化及酵母数量变化趋势研究[J].食品与发酵科技,2015,51(2):82-86.

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[9]范伟国,乔新建,庞相国,等.白酒固态发酵罐:CN102586054A[P].2012-07-18.

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谢圣凯,崔凤娇,高大禹,许长山,陈建新
《酿酒科技》 2018年第05期
《酿酒科技》2018年第05期文献

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