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高温高湿环境对酒醅入窖理化指标影响

文档作者：曾祥林2 庹先国1,2 张贵宇1,2,3 范焘1,2,3,翟双2,陈霏2 文档来源： 1 人工智能四川省重点实验室 2 四川轻化工大学自动化与信息工程学院 3(西南科技大学		更新日期： 2026年05月02日	点击数：
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生产与科研应用
2021 年第47 卷第7 期(总第427 期) 　161
DOI:10. 13995/ j. cnki. 11 -1802/ ts. 026532 引用格式:曾祥林,庹先国,张贵宇,等. 高温高湿环境对酒醅入窖理化指标影响[J]. 食品与发酵工业,2021,47(7):161 - 167.
ZENG Xianglin,TUO Xianguo,ZHANG Guiyu,et al. Effects of high temperature and humidity on physical and chemical indexes
of fermented grains for pit entry[J]. Food and Fermentation Industries,2021,47(7):161 -167.
高温高湿环境对酒醅入窖理化指标影响
曾祥林2,庹先国1,2∗,张贵宇1,2,3∗,范焘1,2,3,翟双2,陈霏2
1(人工智能四川省重点实验室,四川宜宾,644000)
2(四川轻化工大学自动化与信息工程学院,四川宜宾,644000)
3(西南科技大学信息工程学院,四川绵阳,621010)
摘　要　通过研究高温高湿环境下,2 次入窖时间间隔内入窖酒醅的理化指标变化情况,为热季酒醅安全入窖
提供基础数据。将酒醅(温度22. 4 ℃,含水量55. 8%,酸度1. 7 g/ mol)入窖于自建窖池内,并将窖池置于温湿度
可控环境里。分别控制酒醅与近酒醅环境间的不同温差(0、4、8、12、16 ℃)、近酒醅环境的不同环境湿度(60%、
70%、80%、90%、95%)用于模拟热季酒醅入窖环境,在2 次入窖时间间隔内检测不同窖池深度的酒醅含水量、
温度、酸度变化情况。结果表明在高温高湿环境中,窖池的酒醅在2 次入窖时间间隔内,随着酒醅采样时刻增
加,窖池内酒醅的含水量、温度、酸度逐渐增加。同一时间内,随着窖池深度增加,酒醅的含水量、温度、酸度呈下
降趋势。经研究发现酒醅入窖后受高温高湿环境影响出现凝露现象,改变了入窖酒醅的理化指标,破坏酒醅入
窖条件,研究结果为热季酒醅入窖提供指导性思想。
关键词　高温高湿;酒醅;窖池;入窖条件;凝露
第一作者:硕士研究生(庹先国教授与张贵宇讲师为共同通讯作者,E-mail:260018084@ qq. com)
　　基金项目:国家自然科学基金项目(42074218);四川省科技成果转移转化示范项目(2020ZHCG0040);四川省重大科技专项项目
(2018GZDZX0045);五粮液横向项目(CXY2019ZR002);四川省科技计划项目(2016SZ0074、2021YFS0339、2021YFSY0060);人工智能四川重
点实验室开放基金项目(2018RYY01,2018RYJ05)
收稿日期:2020-12-25,改回日期:2021-01-26
　　固态发酵是中国白酒酿造独特工艺,酒醅入窖是
浓香型白酒酿制工艺中连接摊晾与发酵环节之间的
重要技术,适宜的入窖条件为窖池中微生物生长繁殖
及代谢活动提供环境,提高酒醅发酵的质量[1 -2] 。
在热季高温高湿的酿造环境中,酒醅在入窖后易
出现凝露现象,改变酒醅的理化指标,影响酒醅发
酵[3 -4] 。凝露是指在高温、高湿的酿造环境中遇到低
温入窖的酒醅时,当入窖酒醅温度小于环境露点温
度,酒醅表面会发生水珠凝结现象,增加入窖酒醅的
水分[5 -7] 。目前,国内外主要在电力、暖通、农业等方
面对凝露现象进行了研究[8 -12] 。通过控制高压开关
柜[13] 、空调、粮堆[14] 的内外温湿度,构建多场时空耦
合模型,防止发生凝露现象。入窖的酒醅受高温高湿
环境影响,在2 次入窖时间间隔内,窖池的酒醅水分、
温度、酸度等发生改变,破坏酒醅入窖条件。酒醅入
窖水分影响酒醅的透气性、疏松度和溶氧量,入窖水
分过高易造成糖化发酵过快,酒醅的比热、黏度、导热
性增加,温度上升速率快,酒醅酸度增加;入窖水分过
低,酒醅发干影响糟醅正常发酵,酒质味苦糙辣[15] 。
酒醅入窖温度直接影响酒质与产量,温度过高,影响
微生物的活力,阻碍发酵;温度过低,酒醅主发酵时间
过长[16] 。适宜的入窖酸度有利于糊化与糖化作用,
抑制有害杂菌的生长繁殖[17] 。国内学者研究了不同
香型酒醅的入窖条件[18] 、糟醅的发酵机理[19] 、温度
微生物[20 -21] 对酒质的影响等问题, 从酿造环
境[22 -23] 、酒醅入窖的理化指标、发酵工艺等方面改善
酒体质量。
本文拟研究在高温高湿环境中,入窖酒醅在2 次
入窖时间间隔内的含水量、温度、酸度变化规律。样
品采集于每次入窖后的酒醅,2 次入窖时间间隔为第1
次酒醅入窖与第2 次酒醅入窖的时间差。通过控制不
同的入窖温湿度,研究入窖酒醅理化性质与入窖环境
的相互关系,为夏季酒醅入窖提供基础性指导。
1　材料与方法
1. 1　材料与试剂
酒醅样品采集于宜宾某多粮浓香型酒厂,选取正
常生产的2 口窖池进行采样。样品采集时间2020 年
6 ~ 8 月。采样方法:把待入窖的酒醅放置于自建的
浓香型窖池中,把窖池置于温湿度可控环境内。酒醅
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入窖后,每隔20 min 取样1 次,即酒醅入窖0、20、40、
60、80 min 采样,共采样5 次。本实验采样于每次入
窖后的酒醅,采样时间为2 次入窖时间间隔内,酒醅
入窖实验模拟图如图1 所示。
图1　窖池中酒醅每次入窖后模拟图
Fig. 1　The simulation diagram of the glutinous rice in the
cellar every time it enters the cellar
实验时采用甑锅体积大小为0. 4,根据自建浓香
型窖池尺寸计算得出酒醅入窖厚度为23 cm 左右,故
分别选择采集距窖池表面0、5、10、15、20 cm 共5 种
不同距离的酒醅。选取窖池区域5 个位置作为采样
点,用符号A1、A2、A3、A4、A5 表示,其中符号A、B、C、
D、E 表示不同窖池深度,取平均值以提高实验数据
准确性。如:酒醅第3 次入窖后放置于窖池窖池3 号
区域,待第4 次入窖到来时,测量出第3 次入窖酒醅
受窖池环境的影响的关系,采样点如图2 所示。
试剂:0. 1 mol/ L NaOH 溶液、1%酚酞溶液。
图2　酒醅取样点示意图
Fig. 2　Schematic of sampling sites
1. 2　仪器与设备
180 cm ×100 cm ×120 cm 浓香型窖池,自建;智
能无线温度测量仪器,自建;5. 0 m × 4. 0 m × 3. 0 m
温湿度可控环境,自建;FA2204 N 电子天平,上海菁
海仪器有限公司;RP-9050A 干培两用箱,上海双旭电
子有限公司;FLIR A615 红外热成像仪,美国菲力尔
公司;DT-8896 红外干湿计,深圳市华盛昌科技实业
股份有限公司;Testo6682 露点仪,北京中仪联众科技
开发有限公司。
1. 3　实验方法
1. 3. 1　酒醅温度测量
选用红外热成像仪对窖池内表层酒醅的测量点
进行测温,同时在FLIR Tools + 软件中记录测量点不
同时刻的温度变化情况,取平均温度作为表层酒醅的
温度。同时采用智能无线温度测量仪器分别测量测
量点不同深度酒醅的温度,同一层酒醅的平均温度作
为该层酒醅的最终温度。
1. 3. 2　酒醅水分的测定
根据国家标准GB 5009. 3—2016《食品安全国家
标准食品中水分的测定》,对酒醅含水量采用直接干
燥法进行测定。
1)烘干蒸发皿。将干净的蒸发皿放入干培两用
箱内,100 ℃烘1 h 后取出冷却至室温,进行称重,再
烘30 min,再称重。2 次称蒸发皿质量之差不超过
0. 005 g,即为蒸发皿的恒重。
2)烘干酒醅。在2 次入窖间隔时间(80 min)内,
在窖池内以不同时间、不同取样位置取出酒醅。每个
时间点、每个位置取出3 份酒醅,每份酒醅质量5 g,
并进行标号记录。将取出酒醅放入干培两用箱中,
100 ℃烘8 h 后,取出冷却至室温进行称重。称完后
放入干培两用箱中进行复烘,每隔1 h 取出冷却称
重,直到相邻2 次烘干后质量差不超过0. 005 g。以
最后一次称重质量为酒醅与蒸发皿烘干后的质量,并
记录每份酒醅的烘干后的质量。
3)建立数学模型。根据直接干燥法计算糟醅水
分含量,如公式(1)所示:
X / % = m1 - m2
m3
× 100 (1)
式中: m1 ,干燥前酒醅与蒸发皿的质量; m2 ,干燥后
酒醅与蒸发皿的质量; m3 ,干燥前酒醅质量。
1. 3. 3　酒醅酸度测量
酸碱滴定法测定:参照DB 34/ T 2264—2014《固
态发酵酒醅分析方法》。
1. 3. 4　窖池环境温湿度测量
将红外干湿计放置表层酒醅采样点位置,红外干
湿计与测量点位置的酒醅表面高度3 cm 左右。采用
以太网方式实时监测入窖后酒醅的近酒醅表面环境
的温湿度变化情况,以取样点时间前后1 min 为参考
生产与科研应用
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时间,取该段时间环境温湿度的平均值作为该采样时
间的环境温湿度值。
1. 3. 5　窖池环境露点温度测量
把露点仪放置距离近酒醅表面高3 cm 位置,测
量窖池内近酒醅环境的露点温度,并实时监测。
1. 4　数据分析
采用Origin Pro 9. 1. 0 与Matlab 软件。
2　结果与分析
2. 1　酒醅入窖水分变化
酒醅入窖的含水量是白酒固态发酵的主要控制
指标之一,是窖内物质物理、生化反应的纽带。窖池
的酒醅水分适宜,不但为窖池中的微生物生存代谢提
供适宜条件,而且可以调节窖池内的发酵温度。入窖
水分过高,会使酒醅糊化过度;入窖水分过低,会导致
好氧杂菌繁殖旺盛,影响酒的风味[24] 。采用控制酒
醅与近酒醅环境的温差方法研究热季酒醅在高温高
湿的环境中入窖后糟醅的水分变化情况。
2. 1. 1　入窖酒醅与近酒醅环境间温差试验
试验时,酒醅温度为22 ℃,含水量为55%,窖池
环境相对湿度为85%,改变窖池环境与酒醅间的温
差。分别以5 组不同的温差进行实验数据采集,每组
实验的温差分别为0、4、8、14、16 ℃,不同窖池深度的
酒醅在2 次糟醅入窖时间间隔内(约80 min)的酒醅
含水量变化如图3 所示。
图3　不同温差时2 次入窖时间内酒醅的含水量变化情况
Fig. 3　Moisture changes of fermented grains in two pit
times at different temperature differences
由图3 知,在2 次入窖时间间隔内,酒醅的含水
量随温差与采样时间变化而变化,温差越大,采样时
间间隔越久,酒醅含水量越多。同一温差下采集的实
验样本,表层的酒醅含水量最多,底层酒醅含水量最
少。随时间变化,表层酒醅的含水量增加速度越快。
表层酒醅与近酒醅环境接触的面积最大,吸收近酒醅
环境中遇冷时析出的水蒸气。而距表层酒醅5、10、
15、20 cm 深度的酒醅受酒醅的通透性、密度、窖池环
境等其他因素影响,不同窖池深度的酒醅与近酒醅环
境之间的含水量浸入存在差异。表层酒醅易于与近
酒醅环境接触,吸收近酒醅环境温度,近酒醅环境析
出的水蒸气降落到酒醅表面,增加酒醅的含水量。表
层酒醅水分随着时间增加浸入到深层酒醅中,使得深
层的酒醅的含水量增加,但增量较缓较少。
酒醅与环境之间的温差与酒醅含水量关系如图
4 所示。入窖的酒醅与窖池周围环境的温差为0 ℃
时,酒醅的水分变化较缓。入窖的酒醅与窖池周围环
境的温差为8 ℃时,酒醅的水分增加明显。当入窖的
酒醅与窖池周围环境的温差为16 ℃时,窖池深度为
0 cm 的酒醅含水量增加了31. 04%,窖池深度为
10 cm的酒醅含水量增加了27. 94%,窖池深度为
20 cm的酒醅含水量增加了22. 73%。在同一温差
时,环境相对湿度不变,采样时间间隔越久,窖池中酒
醅含水量越多。窖池周围环境的温度与酒醅进行热
交换,低温的酒醅遇到高温的环境,酒醅吸收环境的
热量,导致近酒醅环境温度下降,环境中水分溶解量
下降,析出多余的水分降落到酒醅表面。而在高温高
湿的环境中,窖池中的酒醅吸收近酒醅环境的温度,
近酒醅环境降温,环境中析出的水蒸气降落到酒醅表
面,窖池中酒醅表面温度也逐渐升高。
2. 1. 2　不同近酒醅环境相对湿度试验
热季白酒酿造车间属于高温高湿环境,酒醅温度
为22 ℃,水分含量为55%,窖池环境温度设定为
30 ℃。以窖池环境温度为定量,改变窖池环境湿度,
以60%、70%、80%、90%、95% 为相对湿度条件,分
别采集不同窖池深度的酒醅含水量试验数据。不同
窖池深度的酒醅在2 次糟醅入窖时间间隔内(约
80 min)的酒醅含水量变化如图5 所示。
由图5 知,入窖酒醅的含水量随环境相对湿度与
采集时间间隔变化而变化。在2 次入窖时间间隔内,
环境相对湿度越大、酒醅采样时间间隔越久,酒醅的
含水量增加越多。同一环境湿度、采样时间,表层酒
醅的含水量增加越多。酒醅的含水量与环境的相对
湿度差距越大,酒醅含水量增加越大。酒醅在窖池中
深度越深,其酒醅含水量的增加量越少。在温差一定
的情况下,高温高湿的近酒醅环境与入窖酒醅相接
触,酒醅吸收近酒醅环境温度,近酒醅环境的含水量
越高,环境的含水量更易达到饱和状态,析出的水分
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a-温差0 ℃;b-温差4 ℃;c-温差8 ℃;d-温差12 ℃;e-温差16 ℃
图4　5 种不同温差的酒醅含水量变化图
Fig. 4　Variations of moisture content in fermented grains with five different temperature differences
图5　不同相对湿度2 次入窖时间内酒醅含水量变化情况
Fig. 5　Changes of water content of fermented grains in
two cellars with different relative humidity
越快。其他深度的酒醅受酒醅的物理性质、窖池环境
的影响,导致深层酒醅不易吸收环境中水分,酒醅含
水量变化较缓。
不同深度的酒醅随环境相对湿度与采样时间间
隔变化的酒醅含水量关系如图6 所示。酒醅入窖的
含水量与环境中相对湿度无明显差别时,酒醅的含水
量变化情况不受采集时间间隔的影响。采样间隔时
间一定时,酒醅含水量随环境的相对湿度增大而增
加。当环境相对湿度达到95% 时,在2 次入窖时间
间隔内,窖池深度为0 cm 的酒醅含水量达到了
87. 68%,窖池深度为10 cm 的酒醅含水量达到了
85. 42%,窖池深度为20 cm 的酒醅含水量达到了
82. 76%。同一窖池深度的酒醅,采样时间间隔不变,
环境的相对湿度越大,酒醅含水量增加越快。酒醅入
窖时的含水量为55% ~ 58%,环境的相对湿度可调
范围60% ~95%,酒醅入窖后与近酒醅环境进行水
分偏移,时间越久,酒醅的含水量增加越多。
2. 2　酒醅温度变化
在热季高温高湿环境中,酒醅的入窖温度决定酒
醅发酵的质量。入窖温度过高,造成酒醅发酵速率快
且升温猛,破坏酵母菌繁殖生存条件,同时淀粉损失
大,产出酒带有酸味、苦涩等异杂味[25] 。低温酒醅遇
到高温高湿的环境,酒醅与窖池环境发生热传递现
象,入窖后的酒醅出现回温现象。实验时,入窖酒醅
温度为22 ℃,环境温度设为22、26、30、34、38 ℃共5
种。记录在不同环境温度下,2 次酒醅入窖时间间隔
内的窖池中酒醅温度变化情况。入窖后的酒醅在2
次入窖时间间隔内(80 min)温度变化如图7 所示。
由图7 可知,窖池酒醅温度随着近酒醅环境温度
增加而增加,酒醅与近酒醅环境的温差越大,窖池酒
醅的温度回升越快。试验发现,上层酒醅温度比中
层、底层酒醅温度高,近酒醅环境温度38 ℃时,酒醅
温度达到了最大值30. 4 ℃。酒糟在2 次入窖时间间
隔内(80 min)受近酒醅环境影响产生回温,导致窖池
周围环境温度变化,酒糟最终达到另一个温度值T。
该过程主要存在2 种原因导致酒醅升温,一是酒醅中
微生物生长及糖化酶作用影响,该因素在酒醅入窖
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a-0 cm;b-5 cm;c-10 cm;d-15 cm; e-20 cm
图6　5 种不同窖池深度的酒醅含水量变化图
Fig. 6　Variation of water content of mash with five different pit depths
图7　2 次入窖时间间隔内酒醅温度变化
Fig. 7　Temperature change of fermented grains
within the time interval of two pit entry
后80 min 内酒醅处于即将发酵阶段,升温较小,几乎
可以忽略;另一主要原因是低温入窖的酒醅遇到高温
的近酒醅环境所产生的热传导现象,增加了酒醅的温
度,这个主要原因有如公式(2)所示:
H = M × CP (T - T0 ) (2)
式中:M 为酒糟质量,g;T 为第2 次酒糟入窖第1 次
入窖酒糟的温度,℃;T0 为酒糟入窖时初始温度,℃;
CP 为窖池环境比热容,J/ (kg·℃);H 为酒醅吸热
量,J。
根据能量守恒定律,忽略损失能量,酒糟吸收热
量近似等于环境释放放热,如公式(3)所示:
m CP,E ΔT + mΔC HΔX = M CP (T - T0 ) (3)
式中:m 为近酒醅窖池周围气体质量,g; CP,E 为窖池
周围环境比热容,J/ (kg·℃); ΔC H 为水蒸气潜热,
J/ mol; ΔX 为空气绝对湿度变化,g/ m3; ΔT 为温度变
化情况,℃。
在增加近酒醅环境温度同时,提高了窖池中的酒
醅与近酒醅环境的温差,增加二者之间热传导速率,
使其二者温差越大,窖池中的酒醅温度增长得越快。
由傅里叶导热定律[26] 如公式(4)所示:
Q = - λ·S dt
dn (4)
式中:Q 为导热速率,W;λ 为导热系数,W/ (m·℃);
S 为导热面积,m2;dt / dn 为温度梯度,℃ / m。
导热速率与导热系数、导热面积、温度梯度呈正
相关,在2 次酒醅入窖时间间隔内,酒醅的导热速率
与温差相关。
2. 3　酒醅酸度变化
入窖酒醅在一定的酸度条件下,能够抑制杂菌的
生长,为微生物的生长繁殖提供一个良好的环境,保
证窖池内糟醅发酵的正常进行。酸度过高会抑制酵
母菌的活性从而影响出酒率,酸度过低则会导致杂菌
的大量繁殖,升温过快,影响糖化,进而影响酒体质
量[27] 。在高温高湿环境中,入窖酒醅的酸度由酒醅温
湿度、窖池环境等因素决定。表层酒醅易与空气接触,
水分增加量较大,为酒醅中好氧细菌提供适宜的生存
代谢环境,加快其代谢速度,导致酸度增加。窖池深度
越深,酒醅水分含量增幅小且好氧细菌不易与空气接
触,无法充分提供适宜的代谢环境,酸度变化不明显。
表层入窖后的酒醅在2 次入窖时间间隔内酸度变化如
图8 所示。
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图8　不同窖池深度与含水量的酒醅酸度变化
Fig. 8　Variation of mash acidity with different pit
depth and water content
3　结论
热季酒醅在2 次入窖时间内易吸收近酒醅环境
的温湿度,改变窖池内酒醅的温度与水分,破坏了酒
醅入窖条件。结果表明,窖池内酒醅的理化指标随酒
醅与近酒醅环境的温差、近酒醅环境温湿度变化而变
化。温差越大,近酒醅环境温湿度越高,酒醅入窖的
温度与含水量增加越多。在同一时间内,随着酒醅深
度的增加,酒醅的温度与含水量增加逐渐减缓,底层
酒醅增加量最少。试验时, 酒醅温度最高上升
8. 4 ℃,含水量最大增加30%左右。酒醅入窖酸度与
入窖水分增加正相关,酒醅含水量增加将严重影响酒
醅发酵。本研究揭示了热季酒醅在2 次入窖时间间
隔内温度、含水量、酸度变化情况,对研究热季酒醅入
窖、发酵等工艺具有一定的借鉴意义。
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Effects of high temperature and humidity on physical and chemical
indexes of fermented grains for pit entry
ZENG Xianglin2,TUO Xianguo1,2∗,ZHANG Guiyu1,2,3∗,FAN Tao1,2,3,
ZHAI Shuang2,CHEN Fei2
1(School of Automation &amp;amp;Information Engineering,Sichuan University of Science &amp;amp; Engineering,Yibin 644000,China)
2(Artificial Intelligence Key Laboratory of Sichuan Province,Sichuan University of Science &amp;amp; Engineering,Yibin 644000,China)
3(School of Information Engineering,Southwest University of Science and Technology,Mianyang 621010,China)
ABSTRACT　To provide basic data for safe pit entry of fermented grains in hot season,the changes of physical and chemical indexes of
fermented grains were studied in the interval between two pit entry in high-temperature and high-humidity environment. The fermented
grains (22. 4 ℃,water content 55. 8%,acidity 1. 7 g/ mol) were put into the self-built pit with temperature and humidity control. The temperature
difference between fermented grains and nearly fermented grains (0,4,8,12,16 ℃),relative humidity of nearly fermented grains
(60%,70%,80%,90%,95%) were controlled to simulate the environment of pit entry for fermented grains in hot season. The water content,
temperature and acidity were measured in different positions of pit,in the interval between two pit entry. Under the high temperature
and high humidity environment,the water content,temperature and acidity of fermented grains increased gradually with the increase of sampling
time. The water content,temperature and acidity of fermented grains decreased with the increase of pit depth at the same time point.
Influenced by the high temperature and high humidity environment,condensation appeared after the fermented grains entered the cellar,
which changed the physical and chemical indexes of fermented grains for pit entry and thus altered the pit entry conditions of fermented
grains. The study provides reference for the pit entry of fermented grains in hot season. Key words　high temperature and humidity;fermented grains;pit;entry conditions;condensation

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