瀘型大曲曲表與曲心理化生化特性的對比研究

摘要：以瀘型大曲作為研究對象，對大曲曲表和曲心的理化生化指標進行了測定，并運用SPSS數學軟件對檢測數據進行t檢驗和主成分分析。結果顯示，大曲曲表與曲心的酸度、氨態氮含量差異顯著；對曲表質量影響最大的指標是淀粉轉化率、酯化力，對曲心質量影響最大的指標是酯化力、酸度；將主成分綜合得分結果進行比較，曲心質量得分顯著高于曲表質量得分。由此說明，大曲曲表與曲心的理化生化特性及質量有一定的差異。

關鍵詞：瀘型大曲；理化生化指標；主成分分析；均值檢驗

中圖分類號：TQ925.7；TS261.7 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）06-1445-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.06.041

Abstrate： Luxing Daqu was used to detect the physicochemical and biochemical indicators between surface and inside of Daqu. The data were analyzed with mean test and principal component analysis by SPSS. The results showed that acidity， content of ammonia nitrogen was significantly different between surface and inside. The results of principal component analysis showed that the largest influencing indexes of Daqu's surface were starch conversion rate and esterifying power. The largest influencing indexes of Daqu's inside were esterifying power and acidity. The results of comprehensive scores of principal components showed that the quality score of inside was significantly higher than that of surface， indicating that there were differences of quality， physicochemical and biochemical indicators between surface and inside of Daqu.

Key words：Luxing Daqu； physicochemical and biochemical indicators； principal component analysis； mean test

大曲作為一種富含多酶多菌的微生態制品，具有糖化、發酵、生香等功能，是傳統固態發酵蒸餾大曲酒的重要物質保障[1]，其質量的好壞直接影響大曲酒的產量和質量。大曲的不同曲塊部位因通氣性、水分、溫度等微環境的差異而呈現不同的質量。目前，針對大曲不同曲塊部位的微生物及理化生化指標的研究已經取得了一定的研究成果[2，3]，但由于大曲的微生態信息量大而且復雜，一般的數學方法對于數據信息的融合挖掘往往不夠，很難深入揭示大曲的理化生化特性及其與大曲質量的內在聯系。因此，采用先進的數學軟件來處理大曲微生態信息，已經受到越來越多的科技工作者的重視[4，5]。

瀘州老窖是中國濃香型白酒的代表，被行業專家譽為“濃香正宗”、“酒中泰斗”、“濃香鼻祖”等。瀘型大曲是瀘州老窖生產的大曲，更是中國濃香型大曲的典型代表，其中的“久香”牌大曲被專家譽為“天下第一曲”[6]。本試驗選取瀘型大曲作為研究對象，對其理化生化指標進行了測定，并利用數學軟件對各指標參數進行均值檢驗與主成分分析，探討大曲曲表與曲心理化生化指標的差異及其對大曲質量的影響，以期為大曲的生產和使用以及大曲質量標準的制定提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品

瀘州老窖懷玉制曲生態園的中高溫濃香型大曲，儲存3個月以上的成品曲。

1.2 儀器與設備

RT-34型靜音研磨粉碎機，北京環亞天元機械技術有限公司；MJ-250型恒溫培養箱，上海和羽電子科技有限公司；TW-200W型可控調溫電爐，天津市泰斯特儀器有限公司；HH-4型數顯恒溫水浴鍋，金壇市杰瑞爾電器有限公司；DHQ-90708智能型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海瑯玕實驗設備有限公司；SC-320型立式透明門冷藏柜，山東小鴨集團電工有限責任公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 取樣方法 從成品曲庫中采用5點取樣法抽取整塊大曲，每個曲庫抽取5塊為一組，共抽取8組。

1.3.2 樣品處理 將每塊大曲的外表面1 cm厚度層（包含大曲側面、底層和曲包外表面）用刀剔下，混合后作為曲表；其余部分作為曲心。各樣品曲表與曲心在無菌條件下單獨粉碎，混勻后采用四分法得到試驗所需量，并于4 ℃冰箱中貯存備用。

1.3.3 大曲理化生化指標測定 水分、酸度、氨態氮、酯化力、酒化力、淀粉轉化率的測定參照文獻[7]所述方法。

數據分析采用IBM SPSS Statistics 19.0進行均值檢驗和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 曲表與曲心理化生化指標差異性

獨立樣本t檢驗[8]，是對兩個不同總體均值之間的差異是否顯著進行檢驗。兩個獨立樣本又稱為非配對樣本，是指比較兩個處理的試驗時，把試驗單位隨機分成兩個組，然后對兩組樣本隨機地實施一個處理。將各樣品曲表與曲心的理化生化指標（水分、酸度、氨態氮、酯化力、酒化力、淀粉轉化率）數據輸入SPSS軟件中，數據處理結果見表1。由表1可知，各項理化生化指標均為曲心大于曲表。其中，曲心與曲表的酸度和氨態氮含量差異顯著，而曲表與曲心的水分含量、酯化力、酒化力、淀粉轉化率差異不顯著。

酸度主要與大曲中乳酸菌、醋酸桿菌等產酸細菌有關，而氨態氮與大曲中產生蛋白酶的微生物有密切聯系。制曲過程中，淀粉等基質在乳酸菌、醋酸桿菌等微生物的作用下轉化為乳酸、醋酸等有機酸，從而構成大曲酸度的主要物質基礎；而蛋白質在蛋白酶的作用下降解生成氨基酸等含氮物質。芽孢細菌是分泌蛋白酶的主要功能性微生物。由于曲心透氣性不好，水分含量高、溫度高，因此，適宜產酸細菌和耐高溫的芽孢細菌生長，從而導致曲心酸度和氨態氮含量顯著高于曲表。

2.2 曲表與曲心質量主要影響指標

2.2.1 曲表質量主要影響指標的確定 主成分分析[9]就是研究如何用少數幾個綜合指標或因素來代表眾多指標或因素，綜合后的新指標稱為原來指標的主成分或主分量，這些主成分既彼此不相關，又能綜合反映原來多個指標的大部分信息，是原來多個指標的線性組合，是一種“降維”的思想。采用主成分分析法分別對8組樣品的曲表理化生化指標數據進行分析，分析結果見表2、表3。

主成分個數的確定有兩個標準[10]：方差累積貢獻率在80%以上或取大于1的特征值成分。由表2可看出，第一個主成分特征值為2.676，貢獻率為44.593%；第二個主成分特征值為1.474，貢獻率為24.571%，；第三個主成分的特征值為1.265，貢獻率為21.089%；3個主成分的累積貢獻率已達到90.253%，且三者的特征值均大于1，故提取這3個主成分就能較好地解釋原有變量所包含的信息。表3給出了曲表3個主成分的因子載荷矩陣，載荷值表示主成分和相應的原先變量的相關系數，相關系數的絕對值越大，主成分對該變量的代表性也越大。按主成分分析法中方差累積貢獻率在80%以上的原則提取了3個主成分，第一個主成分主要包括淀粉轉化率和酯化力，它們具有較高的載荷，分別是0.963、0.878；第二個主成分主要包含水分含量和氨態氮含量，它們的載荷分為0.944、0.950；第三個主成分主要包含酸度，其載荷最高。結合表2可以看出，第一個主成分包含了大部分信息，對原始變量影響最大，第二個主成分的貢獻率較小，說明其對原始變量的影響較小，第三個主成分的貢獻率最小，說明其對原始變量的影響最小。由表3可看出，淀粉轉化率的載荷最高，說明淀粉轉化率對第一個主成分的影響最大。由此可見，對曲表質量影響最大的指標是淀粉轉化率、酯化力，其次是氨態氮含量、水分、酸度。

2.2.2 曲心質量主要影響指標的確定 采用主成分分析法分別對8組樣品的曲心理化生化指標數據進行分析，分析結果見表4、表5。按照前述方差累積貢獻率大于80%的原則提取了曲心3個主成分，結合表4、表5可以看出，在第一個主成分中，酸度與酯化力具有較高的載荷，分別為0.937、0.958，累積貢獻率為43.335%；在第二個主成分中，氨態氮有較高的載荷值0.691，累積貢獻率為65.864%；第三個主成分中酒化力的載荷較高，為0.943，累積貢獻率為82.009%。3個主成分已經較好地反映了變量的全部信息。因此，對曲心質量影響最大的指標是酯化力、酸度，其次是氨態氮含量、酒化力。

2.3 大曲曲表曲心的質量差異性

將8組樣品曲表與曲心的理化生化指標輸入SPSS軟件中進行主成分分析，提取3個主成分，分別命名為F 1、F 2、F 3，將大曲質量綜合得分命名為F，以每個主成分所對應的特征值占所提取主成分總的特征值之和的比例作為權重，得出大曲質量綜合得分F的數學模型：F=0.55×F 1+0.26×F 2+0.19×F 3。其中編號1-8組為曲表，編號9-16組為曲心，編號1和9為同一組大曲不同曲塊部位，以此類推，分析結果見表6。由表6可知，編號12綜合得分最高，為第4組大曲的曲心樣品。將表6中曲心與曲表F值進行t檢驗，在檢驗中，t=-2.828，df=14，P=0.013<0.05，表明曲表與曲心綜合得分差異顯著。由此可見，8組大曲樣品的曲心質量與曲表質量存在顯著差異，且曲心質量明顯優于曲表。

3 小結與討論

本研究主要采用數學軟件分析大曲的理化生化指標。通過t檢驗比較曲心與曲表的理化生化指標差異性，發現大曲曲表和曲心的酸度、氨態氮含量差異顯著，曲表與曲心的水分含量、酯化力、酒化力、淀粉轉化率差異不顯著。可能的原因是曲心的產酸細菌和芽孢細菌數量多于曲表，但還需做進一步研究。

對曲心和曲表的理化生化指標分別進行了主成分分析，結果表明，曲表數據提取了3個主成分，3個主成分累積貢獻率為90.253%；曲心數據提取了3個主成分，3個主成分累積貢獻率為82.009%。曲表質量影響的主要指標為淀粉轉化率、酯化力、氨態氮含量、水分、酸度，曲心質量影響的主要指標為酯化力、酸度、氨態氮含量、酒化力；理化生化特性對曲表與曲心質量的影響有一定的差異。綜合來看，對大曲質量影響的主要理化生化指標為酯化力、氨態氮含量、酸度，可為大曲質量標準中各項指標權重的設置提供參考。

根據大曲曲表曲心質量差異性的研究發現，曲心質量的綜合得分大于曲表質量得分，可以認為曲心的總體質量好于曲表的總體質量，可為今后大曲的生產和使用提供一定的參考。本研究主要涉及與大曲質量相關的理化生化特性，而大曲是多種微生物的復合酶制劑，后續關于大曲微生物對成品大曲質量的影響還有待進一步研究。

參考文獻：

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