泸州老窖窖泥物理特性及矿物元素含量差异研究

研究了不同窖龄不同层次之间窖泥矿物元素和微团聚体的差异。结果表明：(1)锰、锌、钙、铜含量有随窖龄增加而增加的趋势，但铁和镁含量差异不大。窖龄430年的国宝窖池，全窖平均锰含量分别比100年、40年和20年窖泥高7．5％、63．2％、48．5％；锌含量分别高112％、37％和170％；钙含量分别高47．8％、39．4％和33．9％。(2)同一窖池不同层次窖泥中的铁、锰、铜、锌、钙、镁含量差异较明显，其中铁含量是窖壁上层高于窖壁下层；锰含量上层为下层的1．28～1.65倍，窖底为窖壁的1．48～2．75倍；锌含量百年以上老窖池，窖底约为窖壁的2、39～2．95倍，40年和20年的窖池窖底仅为窖壁的0．69～0．81倍；镁含量窖壁上层比下层高0．09倍，窖底泥比下层高0．11倍；钙含量窖底约为窖壁的2．38～4．69倍。(3)百年以上老窖泥的分散系数、结构系数以及团聚度(1～0．05mm％)均有比40年和20年窖龄窖池高的趋势，窖壁泥有比窖底泥略高的趋势。     

浓香型白酒新、老窖池池壁泥与池底泥原核菌群结构分析

通过Illumina-MiSeq高通量测序16SrDNA V4可变区,分析新老窖池的池底泥和池壁泥的原核菌群结构。新窖池池壁泥中的菌群结构最单一,主要为乳酸杆菌属(Lactobacillus,85.59%)和产己酸菌属(Caproiciproducens,5.63%);其次为新窖池的池底泥、老窖池的池壁泥和老窖池的池底泥。老窖池池底泥的原核菌群组成最丰富,最显著的特征为氨基酸菌(Aminobacterium,11.85%)、沉积菌属(Sedimentibacter,2.08%)和未知菌属(37.6%)的含量最多。4组窖泥样本中,老窖池池底泥的pH值(5.69)和铵态氮含量(2.54 g/kg)最高,乙醇和各种有机酸酯的含量最小,这是成熟老窖池池底泥菌群所形成的完善代谢链的作用结果。窖泥样本的理化性质为分析窖泥菌群的老熟过程提供了依据。老窖泥的16S rDNA拷贝数比新窖泥高1～2个数量级,表明老窖泥的原核菌群丰度较高。通过冗余相关分析发现:乙酸(32.9%)和水分(20.6%)与窖泥原核菌群的相关性最高且极显著(P0.01),说明乙酸和水分在窖泥原核菌群的老熟进程中具有重要作用。     

浓香型白酒窖池分层分位点池底窖泥pH值、主要有机酸与钙、镁离子之间的相关性分析

本实验通过测定浓香型白酒新老窖池分层池底窖泥的pH值,4种主要有机酸含量,钙、镁离子含量,离心上清液/过滤液的浊度,研究浓香型白酒窖池分层分位点池底窖泥pH值、主要有机酸与钙、镁离子之间的相关性。结果表明:老窖泥理化性质无水平方向上的变化,在垂直方向上,随窖泥深度增加,pH值(5.86～9.22)递增,乳酸含量(2 380.07～19.48 mg/kg)、己酸含量(3 134.59～1 904.76 mg/kg)、丁酸含量(559.10～103.95 mg/kg)、乙酸含量(2 737.79～536.48 mg/kg),钙离子含量(292.1～35.0 mg/kg)和镁离子含量(258.7～13.3 mg/kg)递减。新窖泥在中心点和四分之一点随深度增加,pH值(4.24～6.42)递增,乳酸含量(38 146.5～6 664.7 mg/kg)和镁离子含量(326.70～183.91 mg/kg)递减,钙离子含量(1 448.6 mg/kg)无明显变化;在角点随深度增加,pH值(4.13～7.89)递增,乳酸含量(14 461.0～81.1 mg/kg)、钙离子含量(878.3～362.8 mg/kg)和镁离子含量(197.1～106.3 mg/kg)递减;新窖泥己酸含量(6 663.69 mg/kg)、丁酸含量(1 403.47 mg/kg)和乙酸含量(1 347.00 mg/kg)无明显变化。相关性分析结果表明,新老窖泥pH值与乳酸呈强相关性(-0.686 2和-0.789 3),说明乳酸对窖泥pH值有重要影响。新老窖泥乳酸与钙离子含量(0.418 6和0.717 6)、镁离子含量(0.731 6和0.738 5)呈强相关性,说明乳酸对钙、镁离子解离有重要影响。与新窖泥相比,老窖泥中乳酸含量与己酸含量(-0.126 8和0.466 0)、丁酸含量(-0.092 5和0.537 1)和乙酸含量(-0.078 0和0.443 3)的相关性更强,表明老窖泥中乳酸降解代谢比较旺盛。由新老窖泥离心上清液(48.63 NTU和62.16 NTU)和过滤液(14.21 NTU和24.12 NTU)的浊度差异可知,老窖泥中微纳米颗粒的数量更多。结论:减少乳酸有利于提高窖泥品质,窖泥中较多的微纳米颗粒有利于乳酸降解菌的代谢作用。     

添加配料对人工窖泥中主要酸酯合成的影响

从人工窖泥基础配方出发,通过添加食用酒精、曲粉和底锅水等3种配料,考查配料对人工窖泥老熟过程中主要酸酯合成的影响,为进一步提高人工窖泥培养质量提供支持。结果表明显示:适量添加酒精(2%~4%)和曲粉(1%~4%)会提高人工窖泥中的己酸、己酸乙酯、乙酸乙酯和丁酸乙酯的含量,适量添加底锅水(4%)会有利于人工窖泥中己酸、己酸乙酯、乙酸、丁酸的合成。在人工窖泥基础配方的基础上,通过添加合适的配料,促进有机酸酯合成,有利于人工窖泥窖香味或前体物的积累,加快人工窖泥老熟。     

基于高通量测序的浓香型窖泥原核微生物群落的窖池空间分布

利用Illumina Miseq高通量测序技术解析河南某酒企6年和12年窖泥微生物群落多样性和组成。结果表明,两类窖龄窖池中窖泥原核微生物群落组成具有相似的空间分布特征,且物种丰度（Chao1指数）和多样性（Shannon指数）均分别在窖壁中层和下层窖泥最高;乳杆菌属（Lactobacillus）、产己酸菌属（Caproiciproducens）、嗜蛋白菌属（Proteiniphilum）及甲烷囊菌属（Methanoculleus）等14个属为窖泥优势属,其中78.6%优势属在两类窖龄窖池下部（下层和窖底）窖泥中含量均高于窖池上部（上层和中层）窖泥,且主要隶属于梭状芽胞杆菌纲（Clostridia）和拟杆菌纲（Bacteroidia）;57.6%（19/33）Top10属的空间分布特征与窖龄无关;随窖龄增加,Top10属产生了132个变化,其中75.6%的变化均较小（＜1%）;冗余分析（RDA）结果推测,铵态氮和有效磷可能是影响供试窖泥原核微生物菌群空间分布的主要环境因子。     

窖泥细菌群落结构演替及其与环境因子的相关性

利用PCR-DGGE系统研究了剑南春不同窖龄(2～50年)窖泥的微生物群落结构、种群演替趋势及其与环境因子的相关性。结果表明,2年窖龄窖泥的细菌丰度和多样性指数与5年样品相似,而10年窖龄窖泥的细菌丰度和多样性指数则明显增加,之后的10年基本持平,但50年时又显著下降。相同窖龄的窖泥样品中,中层的物种丰度和多样性指数均高于上层和下层,特别是在2～5年样品中这一趋势更加明显。DGGE和序列分析显示,窖泥中优势种群均分布在厚壁菌门(Phylum Firmicutes)的杆菌纲(Class Bacill)和梭菌纲(Class Clostrida),其中耐酸乳杆菌(Lactobacillus acetotolerans)、芽孢菌(Bacillus fordii)、未培养的瘤胃菌(uncultured Ruminococcaceae bacterium)和梭菌(uncultured Clostridia bacterium)为窖泥样品中的主要优势种群。典型对应分析显示,窖泥微生物群落结构与环境因子具有显著的相关性,其中有效磷、氨氮、pH对微生物群落结构的影响较大,其次是腐殖质,而水分含量的影响较小。     

醅中加入磷酸二氢钾对泸型酒质量影响的探讨

据测定泸州特头曲窖泥中速效磷的含量每百克干土中为1.89～2.33克,而一般二、三曲窖泥中速效磷含量每百克干土为1.01～1.47克。磷是微生物生命活动不可缺少的物质,窖泥中磷含量又与酒质有密切关系,因此人们曾在新建或改建窖时,在窖泥中添加过磷酸钙来提高酒质,由于带入的钙离子与乳酸作用生成乳酸钙,导致窖泥板结老化,因而效果不佳。在总结前人经验的基础上,我们选用了易溶于水的磷酸二氢钾(KH_2PO_4)     

老窖池窖泥特性研究

研究了泸州老窖老窖池的窖泥特性。结果表明:1、窖泥中的各种成分与原建窖土壤和封窖泥均有较大差异,其中的N、P、K及有机质含量均远高于原建窖土壤。2、同一类型窖池不同层次的窖泥成分含量差异较大。窖底泥的有机质、全P、全N、水解性N含量及Fe、Zn、Mg、Ca和pH均明显高于窖壁泥;窖壁上层的pH值和有机质含量和Fe、Mn、Mg、Ca均高于窖壁下层。3、锰、锌、钙、铜含量有随窖龄增加而增加的趋势。5、已连续使用430年的国宝窖池同其它窖龄池的特性有明显差异。其中全窖平均锰含量分别比100a、40a和20a窖泥高7.5%、63.2%、48.5%;锌含量分别高112%、37%和170%;钙含量分别高47.8%、39.4%和33.9%。     

不同品质浓香型窖泥理化因子与细菌总量的相关性

为揭示各项理化指标对窖泥细菌的影响,研究了浓香型退化窖泥、正常新窖泥及优质老窖泥的理化因子差异及与细菌总量的相关性,结果表明:(1)退化、正常新窖及优质窖泥样品中水分、铵态氮、钙和铁含量均表现出显著性差异(P 0. 05)。其中退化窖泥中的钙和铁含量分别是正常及优质窖泥中的1. 90～6. 65和6. 56～24. 95倍,而其他理化指标均低于正常及优质窖泥中相应理化指标。退化与正常窖泥相比,pH值、腐殖质、有效磷、有效钾、镁和细菌总量均无明显差异(P 0. 05)。正常与优质窖泥相比,除镁含量指标外,其他指标均存在明显差异(P 0. 05)。主成分分析(principal component analysis,PCA)结果表明,窖泥理化因子与窖泥品质呈现明显的相关性。(2)相关性分析结果显示:窖泥细菌总量与水分、pH值、铵态氮、有效磷、腐殖质和有效钾呈正相关,与镁、钙和铁含量呈明显负相关;镁、钙和铁除了相互之间呈强烈或微弱正相关,与其他理化指标都呈强烈或微弱负相关。     

利用有机酸判别窖泥质量的比较分析

选取4种不同配方培养的人工窖泥为样品,采用气相色谱法对其中14种有机酸进行了定量分析,并对有机酸含量进行相关性分析和主成分分析。结果表明,人工窖泥中有机酸之间存在显著相关性;前2个主成分有机酸反映总有机酸98.526%的信息,2号窖泥有机酸综合得分最高,说明是4种人工窖泥中的最优窖泥。该结果与感官鉴定结果相符,说明以有机酸含量为指标进行主成分分析对于快速判别人工窖泥质量优劣具有实际意义。     

新建浓香型酒厂窖泥、土壤和酒糟理化指标研究

对某新建浓香型酒厂的外土壤、封窖泥、封糟黄泥、封好一段时间的黄泥、上层窖泥、中层窖泥、下层窖泥、酒醅、酒糟和窖糟进行研究,分别测定了水分及挥发物含量、pH值、氨态氮、有效磷、有效钾、腐殖质等主要理化指标。结果表明:窖泥水分含量低于标准酒厂窖泥水分;窖泥pH值趋势为上层中层下层,平均值为4.16;上中下窖泥含氨态氮平均为139.31 mg/100 g;平均含有效磷43.31 mg/100 g;窖泥中的有效钾比外土壤要少;腐殖质为7.93%,超过普通标准。     

浓香型白酒窖池空间位置及窖龄对窖泥原核微生物群落的影响

采用高通量测序技术解析4年和40年窖龄窖池不同部位窖泥原核微生物群落组成,并分析窖泥理化性质差异以及其对原核微生物的影响。结果表明,除总酸外,4年窖龄窖池窖泥样品的平均含水量、pH值、铵态氮含量、有效磷含量和α-多样性指数均低于40年窖龄窖池窖泥,40年窖龄上、中、下、底层窖泥理化性质及α-多样性均相对稳定,且4年和40年窖龄窖池窖泥理化指标的差异主要体现在上层和中层。从门和属水平组成上分析,40年窖龄窖池窖泥样品微生物群落结构相对稳定,且与4年窖龄窖池下层和底层窖泥样品更为相似。冗余分析（RDA）结果表明,总酸、有效磷和pH是影响不同窖龄和不同窖池位置窖泥中优势微生物菌群分布的主要理化因子。     

浓香型酒窖泥理化特性的研究

对浓香型酒窖泥理化特性进行了研究。结果显示,不同窖龄窖壁泥的pH值、锰、铁和镁含量均低于窖底泥,而锌、有机质及全氮含量均高于窖底泥;不同窖龄窖壁泥和窖底泥的pH值、全钾、镁以及锰含量差异均不显著（P〉0.05）。新窖窖壁泥的锌、有机质、有效磷、有效氮含量均显著低于40年及以上窖龄窖壁泥（P〈0.05）,40年以后则随窖龄的增加而增加,但差异不显著（P〉0.05）。窖泥中矿物元素含量高低为铁〉镁〉钙〉铜〉锰〉锌。     

泸州老窖窖泥化学成分差异研究

系统地研究了泸州老窖不同窖龄、不同层次的窖泥在N，P，K，有机质、水分含量及pH值等方面的差异及规律性。结果表明：1．窖泥中的各种成分与原建窖土壤和封窖泥均有较大差异，其中的全N，全P，全K，速效N，速效P，速效K以及有机质含量均远高于原建窖土壤，而pH值则略低于建窖土壤；2．窖底泥与窖壁泥在许多项目上的差异性与传统的观点有较大差异；3．同一类型窖池不同层次的窖泥成分含量差异较大，窖底泥的有机质、全P，全N，水解性N含量及pH值均明显高于窖壁泥；窖壁上层的pH值和有机质含量均高于窖壁下层；4．同一层次不同窖龄窖泥成分含量也有一定差异，但多数成分变化规律性不明显；5．已连续使用400多年的国宝窖池同其他窖龄池的窖泥成分有明显差异。     

离子色谱法测定浓香型白酒窖泥中钙、镁离子的含量

建立了离子色谱法测定浓香型白酒窖泥中钙、镁离子含量的方法。样品经风干过筛、称量、加水超声提取、离心取上清液、过0.22μm微孔滤膜后稀释进样,采用IonPac^TM CS12A分离柱(4×250 mm)分离,20 mmol/L甲基磺酸水溶液为淋洗液进行等度洗脱,流速：1.0 m L/min,进样量：25μL,检测器：电导检测器。钙离子在1.0～20.0 mg/L范围内呈线性,相关系数R²=0.9997,窖泥样品加标回收率为92.31%～107.83%;镁离子在0.2～4.0 mg/L范围内呈线性,相关系数R²=0.9997,窖泥样品加标回收率为95.25%～102.50%。该方法满足方法学精密度的要求,可用于检测窖泥中钙、镁离子的含量,从而监测窖泥老熟过程中钙、镁离子的含量水平,为浓香型白酒窖池的日常养护提供数据支撑。     

基于PLFA分析不同窖龄窖泥微生物群落结构

该试验采用磷脂脂肪酸（PLFA）生物标记法对两种不同窖龄窖泥（30年、100年）微生物群落特征进行了研究。结果表明,100年窖龄窖泥微生物群落多样性高于30年的。对两种不同窖龄窖泥各类型的微生物结构研究发现,100年窖龄窖泥各类型的微生物含量均高于30年窖龄窖泥的,并且在两种不同窖龄窖泥中细菌的含量与丰度较其他类型微生物高,表明细菌是窖泥优势菌群。对两种不同窖龄窖泥磷脂脂肪酸含量进行主成分分析发现,30年窖龄窖泥的主要变异菌群是细菌,100年窖龄窖泥的主要变异菌群是细菌与真菌。     

五粮浓香型发酵糟醅与窖泥的相关性研究

利用顶空固相微萃取(head space solid phase microextraction,HS-SPME)偶联气质联用法(gas-chromatography mass spectrometry,GC-MS)研究了不同空间层次的五粮液出窖糟醅和与之对应的窖泥的香气成分。研究结果表明,共定量了97种香气成分,包括57种酯、10种酸、12种醇、3种醛酮、12种芳香族和3种其他成分。五粮液窖边糟和窖泥中优势香气成分的组成具有高度相似性。窖边糟中香气成分的含量显著高于中心糟。同时,窖边糟中较中心糟优势的香气成分在窖泥中均有检出且含量较高。该研究揭示了不同空间层次糟醅与窖泥的相互影响程度,对全面认识窖池内物质循环及微生物作用具有一定的借鉴意义。     

退化和正常窖泥微生物多样性的比较分析

浓香型白酒窖泥微生物多样性反映了窖泥质量,并在很大程度上决定了浓香型白酒品质。本研究采用Miseq高通量测序技术对退化窖泥(n=5)和正常窖泥样品(n=5)细菌多样性进行了比较分析,结果发现退化窖泥微生物群落的超1和香农指数均显著高于正常窖泥(p<0.05)。退化窖泥中Clostridium(梭菌)、Syntrophaceticus、Syntrophomonas(互营单胞菌属)、Petrimonas、Sedimentibacter(沉淀杆菌属)、Aminobacterium(胺小杆菌属)、Lysinibacillus(梭形杆菌属)和Pelotomaculum的相对含量显著高于正常窖泥(p<0.05),而Lactobacillus(乳酸杆菌)、Bacillus(芽孢杆菌)、Ralstonia(雷尔氏菌属)和Nocardia(诺卡氏菌属)呈现出相反的趋势(p<0.05)。基于UniFrac距离的主坐标分析和聚类分析均表明,2类窖泥细菌群落结构存在较大差异。通过冗余分析发现9个OTU代表了2类窖泥微生物群落结构差异显著相关的关键细菌类群,其中4个隶属于Lactobacillus(乳酸杆菌)的OTU在正常窖泥中含量比较高,5个分别隶属于Clostridium(梭菌)、Syntrophomonas(互营单胞菌属)、Pelotomaculum和Synergistaceae(互养菌科)的OTU在退化窖泥中含量比较高。本研究对揭示细菌多样性和窖泥质量间的关联性可能具有一定积极意义。     

浓香型白酒窖泥营养液配方正交设计优化

窖泥营养液是浓香型白酒生产的主要物料之一,在窖泥制备和养护中发挥重要作用。为提高营养液的制备质量,本研究以己酸菌JZZ和窖泥复合菌液为菌种,以营养液中己酸含量为指标,采用正交设计优化窖泥营养液的配方。结果表明:添加不同浓度的乙醇、醋酸钠、磷酸氢二钾、硫酸镁条件下,营养液中己酸含量不同,单因素对营养液质量有影响;正交试验分析提示各因素对营养液的影响程度依次为:乙醇浓度醋酸钠浓度磷酸氢二钾浓度硫酸镁浓度;最佳培养配方为:酵母膏0.1%,硫酸铵0.05%,乙醇2%,磷酸氢二钾0.15%,硫酸镁0.005%,醋酸钠0.25%,在此配方下培养,己酸含量达到4.31mg/mL本研究采用正交设计获得了最佳窖泥营养液。配方,营养液中己酸含量高,为窖泥营养液的进一步应用奠定基础。     

循环利用的封窖泥化学成份变化研究

对封窖泥在循环利用过程中化学成份变化进行了研究,结果表明:(1)循环利用的封窖泥有机质、腐殖质、速效钾、全磷、速效磷、全氮、速效氮以及铜含量随封窖排次的增加而逐渐提高,使用五排的封窖泥较起始泥分别提高9.69倍、29.43倍、30.44倍、1.48倍、10.80倍、7.80倍、7.43倍和12.08%,(2)pH、钙、铁、镁、锰和锌含量随着封窖排次的增加而逐渐降低,使用五排的封窖泥较起始泥分别降低35.38%、40.91%、15.33%、30.53%、27.42%和7.52%。