人工翻曲對發(fā)酵曲理化指標一致性影響的研究

張 霞 ，喬宗偉 ，2，雷學俊

(1.五糧液股份有限公司，四川宜賓 644007； 2.四川省固態(tài)發(fā)酵資源利用重點實驗室，四川宜賓644007)

五糧液制曲采用小麥作為原材料，通過平地式擺曲，培曲過程中經過3次人工翻曲而得“包包曲”。這種形狀獨特的“包包曲”生產過程中更有利于自然環(huán)境中有益微生物的繁殖、代謝，特別是“包包”區(qū)域較高的制曲溫度，更能夠定向富集耐高溫的芽孢桿菌等微生物，使曲藥感官特征更好，是決定發(fā)酵酒醅具有特殊香味的重要因素[1]。

人工翻曲，即通過人工改變曲藥的擺放位置，濃香型中溫曲的人工翻曲一般擺放成“井”字形。第一次翻曲為中間翻四周，四周翻中間，硬度大的放下層，接觸地面的一端向上翻，之后的翻曲就涉及到上層翻下層，下層翻上層，中間四周互換位置，也會憑經驗根據水分和穿衣狀態(tài)決定翻曲位置，每翻一次會逐步壘高曲藥層次。

培曲過程中曲藥理化指標的演變與大曲酒釀制的出酒率、酒質等有著十分密切的關系。經過實踐證明，反映曲藥質量的指標和影響曲藥質量的因素有很多，其中曲藥的糖化力和發(fā)酵力是體現(xiàn)酒曲質量的關鍵，其好壞也直接影響最終的出酒率和酒質。已有不少學者對曲藥的理化指標變化規(guī)律進行了研究，但大多都是集中于對曲藥一個發(fā)酵周期或曲藥貯存期的研究[2-3]，僅彭智輔[4]、喬宗偉等[5]對一年四季曲藥在發(fā)酵過程中的理化指標變化規(guī)律進行了研究，目前為止對曲房不同位置曲藥理化指標區(qū)別的研究幾乎沒有。本研究力圖通過分析五糧液中溫曲不同位置曲藥理化指標的差異來說明傳統(tǒng)地面曲培曲過程中人工翻曲的必要性。傳統(tǒng)地面曲勞動強度大，出曲率低，但人工翻曲對曲藥質量的影響不可忽視，通過人工翻曲，平均了不同位置曲藥質量的差異，大大有利于曲藥在釀酒生產中的運用。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

樣品采集：從五糧液中溫曲曲坯培曲過程中在固定曲房的中間和四周進行定點跟蹤取樣，將取得的曲樣放入無菌袋并密封，及時送實驗室進行微生物分離和理化因子的檢測。

試劑及耗材：葡萄糖、蔗糖、可溶性淀粉、10%濃硫酸、硫酸銅、氫氧化鈉、丙三醇、乙醇等均為市售分析純。

儀器設備：AVC-4D1垂直流超凈工作臺、HWS26型電熱恒溫數(shù)字水浴鍋、HVE-50全自動高壓蒸汽滅菌鍋、LRH-250生化培養(yǎng)箱、電熱鼓風干燥箱、UNION DZ4超高放大倍率連續(xù)變焦視頻顯微系統(tǒng)、無線測溫儀等。

1.2 實驗方法

1.2.1 曲溫的檢測

用無線測溫儀跟蹤取樣區(qū)域測定溫度，主要是測量曲心溫度。

1.2.2 大曲水分的檢測

用已烘至恒重的坩堝稱取粉碎后混勻試樣約10 g，在(105±2)℃烘3 h，取出在干燥器中冷卻后稱重，再烘30 min，直至前后2次重量差不超過0.001 g為止，含水量計算公式：f=(w-w1)／w×100%。

1.2.3 糖化力和發(fā)酵力的測定[6]

根據五糧液股份公司企業(yè)檢測標準執(zhí)行。

1.2.4 酵母菌含量的測定

將所取曲樣粉碎混勻，稱取10 g樣品于90 mL無菌水中，振蕩混勻，靜置30 min，吸取上清液進行逐步梯度稀釋成10-1、10-2和10-3菌液，選取合適梯度進行顯微計數(shù)。

2 結果與討論

2.1 曲溫的檢測

按實驗1.2.1的方法測定大曲在培養(yǎng)過程中曲溫的變化，結果見圖1。

本研究曲溫測量的是曲心溫度，受四季環(huán)境溫度影響較小，無論是曲房中間還是四周曲藥的曲溫大體變化趨勢是一致的，都是先升高，維持高溫一段時間，然后降低，也符合理論上的“前緩、中挺、后緩落”。五糧液包包曲屬于中溫偏高曲，該曲在發(fā)酵過程中其曲皮和曲心具有不同的溫度，這樣適合不同溫度生長、繁衍的微生物的富集。由圖1可以看出，曲房中間曲和四周曲在發(fā)酵前中期曲溫還是有一定的差異，但第3次翻曲后直到出房不同位置的曲溫又接近一致。人工翻曲速度較快，一間房控制在2 h左右翻完，所以在翻曲前后曲溫變化不是很大，但仍能從圖1中看出，第1次翻曲使溫度略微的降低。第1次翻曲后曲溫緩慢迎來最高溫度，中挺時四季維持的最高溫度差別不是很大，都能夠維持在58～60℃之間，夏季維持的最高溫度（58℃）要比冬季（60℃）時偏低。入房第2天，曲溫迅速上升，曲房中間搭蓋草簾層數(shù)較多，曲溫上升速度較快，中間曲曲溫上升速度要快于四周曲，先達到中挺最高溫度，而水分散失又慢，容易出紅心曲，曲房四周尤其是靠門的地方，通風排潮時效果明顯，溫度上升就比較慢。隨著翻曲的進行，中間和四周曲藥互換位置，兩者曲溫慢慢接近一致。整個培曲過程中要進行3次人工翻曲，直到曲藥出房前期整間曲房的曲溫都趨于一致。

2.2 大曲含水量的檢測

按實驗1.2.2的方法測定曲藥的水分含量變化，結果見圖2。

圖1 發(fā)酵時間與曲溫的變化關系

圖2 發(fā)酵時間與曲藥水分含量的關系

由圖2可以看出，無論哪個季節(jié)、曲房的中間還是四周區(qū)域，隨著培曲過程的進行曲藥水分含量整體呈下降趨勢。剛入房時，曲房四周和中間曲藥水分一致，培養(yǎng)前期微生物在低溫高水分的條件下極易生長，由于前期微生物的大量繁殖和代謝，曲坯中的淀粉和有益物質被大量消耗，釋放大量的熱量使曲塊和曲房的溫度迅速升高，隨著溫度的升高，大曲中水分開始迅速蒸發(fā)，也使得曲房的濕度迅速增加。在培曲前期曲房中間曲藥升溫快，水分散失快，但中間部位通風排潮效果差，蒸發(fā)的水分被草簾裹住，使得曲藥總體水分散失緩慢，雖然四周曲藥升溫慢，但通風排潮時效果好，曲藥水分下降較快，結合所取樣品的感官鑒定，培曲前期，曲房中間曲藥和四周有明顯不同，曲房中間曲藥水分含量高，斷面不是很整齊，易產生酸味，而曲房四周曲藥由于通風排潮效果好，水分散失快，不易產生酸味，但有時會有生淀粉味。第1次翻曲后，曲房中間和四周曲藥互換位置，在之后的發(fā)酵過程中換位后的中間和四周曲藥水分散失速率也互相交換，使得中間和四周曲藥水分含量逐漸趨于一致，經過第2次翻曲，不同位置曲藥又互相換位，到第3次翻曲時曲藥水分含量已基本一致。整個培曲過程經過3次這樣的人工翻曲，出房時整個曲房曲藥的水分含量就幾乎相同。從圖2可以看出，一年四季的曲藥都表現(xiàn)出這種變化，這也證明了人工翻曲對曲藥水分的重要影響。

2.3 糖化力和發(fā)酵力的測定

按實驗1.2.3的方法測定曲藥在發(fā)酵過程中糖化力和發(fā)酵力的變化，結果見圖3、圖4。

圖3 發(fā)酵時間與曲藥糖化力（mg葡萄糖/g·h）的關系

由圖3可以看出，培曲過程中，四季曲房中間區(qū)域曲藥的糖化力變化趨勢和四周區(qū)域曲藥的糖化力變化趨勢大體是一致的，都是先下降再升高，然后一直下降，最后到出房時略有回升，這和前人的研究結果是相符的[4-5]。剛入房時都是同一批曲坯，整間曲房曲坯糖化力幾乎沒有差別，培養(yǎng)幾天后，曲房中間曲藥和四周曲藥的糖化力就有了明顯差別，但到后緩落階段直至出房，整間曲房曲藥的糖化力又趨于一致，通過人工翻曲改變曲藥的位置，讓曲房不同位置的曲藥均衡發(fā)酵，從而得到了糖化力更加均勻的曲藥。我們推測如果沒有人工翻曲這個步驟，不同位置曲藥的糖化力差別會越來越大，最終導致整間曲房曲藥的糖化力高低不一，這對曲藥感官質量也會有很大影響，從而不利于釀酒生產對曲藥的選擇。大曲糖化力高低受原料結構、上霉情況及溫濕度等諸多因素的影響[5]，第1次翻曲前，曲房四周曲藥通風效果好，溫度適宜霉菌生長，穿衣快，糖化力則高于曲房中間的曲藥，經過2次人工翻曲，中間和四周曲藥互換位置，曲藥上霉情況趨于一致，糖化力也慢慢變得均勻。從圖3曲房中間和四周曲藥糖化力變化可以明顯看出，3次人工翻曲的時間點，不同季節(jié)都有相似的規(guī)律，可見人工翻曲在曲房曲藥糖化力保持均一性方面起著重要的作用。

由圖4可以看出，無論哪個季節(jié)、曲房的中間還是四周位置，培曲過程中曲藥的發(fā)酵力變化趨勢大體是一致的，都是先升高，然后降低，偶爾有末尾回升現(xiàn)象，基本上都是入房第8天（即第1次翻曲）時，發(fā)酵力達到最高值[4-5]。同糖化力檢測結果相似。剛入房時整間曲房曲藥發(fā)酵力幾乎沒有差別，培養(yǎng)幾天后曲房中間曲藥和四周曲藥的發(fā)酵力就有了明顯差別，隨著曲房不同位置曲藥的發(fā)酵力差別的增大，通過翻曲改變曲藥的位置，讓曲房不同位置的曲藥均衡發(fā)酵，到后緩落階段整間曲房曲藥的發(fā)酵力就趨于一致，從而得到質量更加均勻的曲藥。發(fā)酵力變化主要是與酵母菌關系密切，和酵母菌所占比例及其活性有關。在培曲的工藝調控中，通過翻曲和通風排潮把握好溫度和水分的變化，使其適宜微生物的生長代謝，由此可見，曲藥發(fā)酵過程中的3次翻曲操作對曲藥發(fā)酵力保持均一性有著重大的影響。

圖4 發(fā)酵時間與曲藥發(fā)酵力（mL CO2/g·72 h）的關系

2.4 酵母菌數(shù)量的測定

按實驗1.2.4的方法測定曲藥在發(fā)酵過程中酵母菌數(shù)量的變化，結果見圖5。

由圖5可看出，不同季節(jié)曲房中間和四周位置培曲過程中曲藥酵母菌數(shù)量變化規(guī)律大體是先升高后降低，到培曲第8天左右能達到最大值[4-5]，第3次翻曲后變化幅度變得很小，這種變化規(guī)律和發(fā)酵力變化規(guī)律有很大的相似性，這也說明了酵母菌對曲藥發(fā)酵力的影響。從圖5可以看出，冬季曲房中間曲藥的酵母菌數(shù)量要明顯高于四周曲藥，這應該是冬季曲房中間曲藥的溫度、水分變化更有利于酵母菌的繁殖；夏季曲房不同位置曲藥酵母菌數(shù)量差別不是很明顯，總體數(shù)量不高；春季和秋季曲房四周曲藥酵母菌含量要略高于中間曲藥，這說明春秋兩季曲房四周曲藥的物理條件變化更適合酵母菌的繁殖。第1次翻曲前，曲房中間位置溫升快，水分大，適宜酵母菌生長繁殖，因此第1次翻曲前中間位置曲藥酵母菌數(shù)量增長幅度大于四周位置的曲藥。第1次翻曲后，中間和四周曲藥交換位置，原來的四周曲藥被擺放在了曲堆中間，通風效果好，此時原來的四周曲藥酵母菌繁殖速度增快。通過這樣的3次翻曲，3次變換曲藥位置，使得最終整間房的出房曲酵母菌數(shù)量達到相似狀態(tài)，可見翻曲對維持曲藥酵母菌一致性的重要性。

圖5 發(fā)酵時間與曲藥酵母菌數(shù)量的關系

3 結論

3.1 五糧液包包曲屬于傳統(tǒng)地面曲，通過人工翻曲，平均了曲房不同位置曲藥的理化指標差異，使得出房時整間曲房曲藥質量相差不大，便于用于釀酒生產。

3.2 培曲前中期，曲房中間和四周曲藥的各項理化指標有明顯差異，但通過培曲過程中的3次人工翻曲，到培曲后期整間曲房曲藥的各項理化指標基本趨于一致；推測沒有人工翻曲過程，培曲結束后的出房曲理化指標應該會差別較大，整間曲房曲藥的最終質量也將有較大差異。這也說明人工翻曲在培曲過程中對曲藥的理化指標有較大影響，對傳統(tǒng)地面曲最終質量的均一性至關重要。

3.3 本研究表明，一年不同季節(jié)中曲房中間和四周曲藥理化指標均存在一定的差異，可以為以后的培曲過程做個參考，擇優(yōu)培曲，進一步提高曲藥質量。