酿酒酵母耐酸发酵能力的研究分析新酿酒

  酸是关乎白酒风味和白酒酿造的主要的因素，酒中的酸是白酒风味重要的组成成分，是白酒风味的基础骨架，白酒中的酸基本都来源于酒醅，一般是通过蒸馏方式带入到酒体当中，所以酒醅中的酸是重要的监控和参考指标。白酒厂将酒醅的酸度作为重要衡量指标的另一个重要原因，是酸度是白酒发酵情况的显示指标，通常来说，在同等合理条件下，高酸醅出酒要低于低酸醅；高酸醅酒质要高于低酸醅；发酵时间长酸度会增加；随着环境和温度升高，酒醅酸度增高。这些都是白酒酿造的规律。从本质上讲，就是酒醅中的酸会影响发酵过程中微生物的变化和能力。

  原料的出酒是酸的核心影响指标，因此在不少研究当中，都将耐酸微生物的筛选作为关键点进行研究，并取得了很好的效果。然而，笔者在实际生产的全部过程中发现，不同地域、不同酒种的发酵(原载于中国白酒杂志第202201期)体系中，即便酒醅酸度一致，同样还存在很明显的发酵差异，因此通过本轮研究，探究酸对核心酒化微生物酵母的影响，希望对酿酒同仁在日后的生产的全部过程中有一些指导意义并可作为一些发酵问题的排查依据。

  为了更好、更方便的对结果进行判定，本次研究采用液态方式对酸度模拟进行了设计。

  绝大多数白酒公司采用的是酸碱中和经典化学滴定方法来测量酒醅中的酸度，即以100 g 酒醅滴定消耗的氢氧化钠的毫克分子数来表示，因此我们将100 g 酒醅按照100 mL 发酵液来代替，由于酒醅中的主要酸为乳酸、乙酸、己酸均为一元酸，因此在本次研究中，以100 mL 为单位，其中的酸度均按照如0.3～6 mmol/100 mL进行配制。

  在目标酸的选择上，本次研究集中在乳酸、乙酸、己酸上，其中，在一些研究中已经确认乳酸、乙酸为发酵中的主体酸，有文献报道乳酸、乙酸、柠檬酸占了总酸量的95%以上，另外选取己酸作为考虑，因为己酸在浓香型白酒中占有主体地位，是浓香型白酒形成的基础条件之一，也是发酵体系中存在的确定酸类。

  试剂：乳酸、乙酸、己酸均为分析纯，购于国药试剂有限公司；发酵营养剂FN502（酵母浸出物），蔗糖均由安琪酵母股份有限公司生产。

  发酵液制备：将20 g 酵母浸出物，200 g 蔗糖定容到1 L，115 ℃灭菌15 min；待培养基冷却后，按照3～60 mmol 的不同酸的物质的量进行换算添加，最终形成需要的酸度的发酵液。

  酵母添加：按照发酵液体积的1‰的干酵母进行直接添加，如1 L发酵液中，添加活性干酵母1 g。

  发酵跟踪：加入酵母起始，每隔24 h，对发酵体系重量进行称量并记录，通过每日的失重来判断发酵过程及速率。

  注：CK 为不含酸的发酵体系；己4、乙4、乳4 代表发酵体系中的己酸、乙酸、乳酸浓度为4 mmol/100 mL；己6、乙6、乳6代表发酵体系中的己酸、乙酸、乳酸浓度为6 mmol/100 mL；水代表发酵体系同CK，但不加入酵母，查看自然挥发失重。

  从表1 不难发现，在我们所设置的酸度梯度上，实际上乳酸、乙酸在该浓度条件下，几乎对酵母(原载于中国白酒杂志第202201期)没有产生非常明显抑制作用。而己酸在这两个浓度梯度条件下，酵母的发酵几乎被完全抑制，整个体系的发酵无法正常进行。

  注：CK 为不含酸的发酵体系；己2、己1、己0.5 分别代表己酸浓度为2 mmol/100 mL、1 mmol/100 mL、0.5 mmol/100 mL 的发酵液；水代表发酵体系同CK，但不加入酵母，查看自然挥发失重。

  在前期研究基础上，已经说明在单乳酸4 mmol/100 mL 以及单己酸0.5 mmol/100 mL 发酵环境下，酿酒酵母可以顺利完成发酵，而一般白酒发酵环境是一个混合酸环境，因此，设定以4 mmol/100 mL的乳酸为背景酸，另外添加0.5 mmol/100 mL 和1 mmol/100 mL的己酸，在混合酸条件下，查看酵母的发酵性能，见表3。

  本次实验出现与预计完全不同的结果，在单酸条件下，无论0.5 mmol/100 mL还是1 mmol/100 mL，都能够直接进行发酵，而在4 mmol/100 mL 的单乳酸条件下，也能够实现发酵，而当这两种酸叠加到一起后，发现在酵母抑制方面出现了明显加强，本轮实验条件下，在这两个混酸条件下，几乎完全抑制了酵母的发酵性能。

  通过对混酸的了解，发现在混酸发酵条件下，对酵母的酒精发酵性能抑制有显著增强，因此在2.3 研究的基础上进一步对己酸浓度加成后的抑制浓度进行梯度发酵，寻找在4 mmol/100 mL 乳酸发酵条件下，酵母对己酸的耐受能力。由此设计以4 mmol/100 mL 乳酸为底酸，额外添加0.3 mmol/100 mL、0.4 mmol/100 mL、0.5 mmol/100 mL己酸的混酸发酵模型，如表4所示。

  本次发现了一个有趣的现象，当在混酸条件下，实际上己酸对酵母的抑制性有了显著加强，在本次研究中，以4 mmol/100 mL乳酸为底酸的情况下，酵母对于额外己酸的耐受性在0.3～0.4 mmol/100 mL区间当中。

  本研究中，以白酒酿造中常见的3 种酸为底物，查验了酿酒酵母在不同酸条件下的发酵能力，发现在所设计的发酵环境条件下，酿酒酵母对乳酸、乙酸的耐受度较高，而在有己酸条件下，会急剧抑制(原载于中国白酒杂志第202201期)酵母的发酵性能。且在本次研究中发现一个现象，当在单酸条件下，酵母在1 mmol/100 mL 己酸浓度发酵体系下能够直接进行发酵，只是发酵出现了明显的迟缓和不完全，而如果在有4 mmol/100 mL的乳酸浓度下，混合己酸后，对酵母的抑制明显地增强，研究显示，在该乳酸浓度条件下，酵母额外能耐受己酸的浓度下降到0.3～0.4 mmol/100 mL 区间。介于中国传统白酒发酵是一个混酸发酵体系，该研究对于白酒生产跟踪，白酒生产问题排查具有一定的指导意义。