高溫大曲生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)

張志剛，李長(zhǎng)文

（天津天士力集團(tuán)貴州國(guó)臺(tái)酒業(yè)有限公司，貴州 仁懷 564501）

大曲是白酒生產(chǎn)的糖化發(fā)酵劑，是中國(guó)傳統(tǒng)純固態(tài)白酒生產(chǎn)的重要原料，提供了決定酒體風(fēng)格的呈香呈昧的前驅(qū)物質(zhì)。高溫制曲是醬香型白酒特殊工藝之一，其特點(diǎn)是制曲溫度高，品溫最高可達(dá)65℃～68℃；醬香型白酒生產(chǎn)中用曲量大，與釀酒原料之比為1∶1，如果折成小麥用量，則超過高粱；成品曲的香氣是醬香的主要來源之一。大曲采用生料制曲、自然接種，在培養(yǎng)室內(nèi)固態(tài)發(fā)酵而成。圍繞這個(gè)主題，行業(yè)內(nèi)的科技工作者作了很多高溫大曲生產(chǎn)技術(shù)方面的研究與開發(fā)工作，文中對(duì)高溫大曲生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行闡述。

1 高溫大曲的生產(chǎn)工藝流程和工藝操作特點(diǎn)

1.1 高溫大曲工藝流程

高溫大曲主要用于生產(chǎn)醬香型白酒，以茅臺(tái)酒為典型，高溫曲醬香濃郁，直接影響到白酒的風(fēng)味。其制曲溫度60℃～65℃。

1.2 醬香型大曲生產(chǎn)工藝操作特點(diǎn)

原料的選擇及粉碎：以小麥為原料，選用的小麥必須符合標(biāo)準(zhǔn)。為促進(jìn)前醬香物質(zhì)的形成，增加有益微生物的比例，加快有益微生物的繁殖，制曲過程中加入母曲。選用母曲要求色澤金黃，醬香味突出。小麥經(jīng)除塵、除雜后，加3%～10%的水，拌勻濕潤(rùn)3h～4h，用鋼磨粉碎。小麥的粉碎直接影響到曲質(zhì)的優(yōu)劣。粉碎要求是，將小麥壓成“梅花瓣”，粗粒及麥皮不可通過20目篩，細(xì)粉則要求通過20目篩，混粉中細(xì)粉占40%～60%，感官要求無整粒小麥，手摸不糙不膩為宜（也有一些小廠家小麥的粉碎較粗，母曲接種量較大）母曲粉碎越細(xì)越好，要求為粉塵。

拌料踩曲：拌料前先配料，配料比例為，一定量的麥粉，夏天加入5%～6%的母曲，冬天加入6%～8%的母曲，配好料后加水拌和，一般要求加水量為原料的34%～41%，生曲塊水分保證在34%～38%。水分過多，曲坯不易成形，不利于有益微生物的繁殖，且表面易長(zhǎng)毛霉，同時(shí)在培菌管理過程中，曲溫升得過快，易引起酸敗，影響成品曲的質(zhì)量。水分過少，曲坯在發(fā)酵過程中升溫慢，妨礙微生物的生長(zhǎng)繁殖，影響曲的質(zhì)量。拌料要求均勻透徹、無白粉、無灰包、無球團(tuán)，用手握成團(tuán)后不散、不粘手。曲坯制作分人工踩曲和機(jī)械制曲兩種。曲坯要求：松而不散，邊角整齊，無斷裂，無夾灰，四邊緊、中間松、呈龜背型，踩制成型的曲塊總高度為10cm～13cm。

晾曲：曲坯制作好后，將其側(cè)立進(jìn)行晾曲，需晾10min～25min（3月至10月10min～15min，11月～次年2月15min～25min），晾曲時(shí)間要靈活掌握，時(shí)間太長(zhǎng)，表面水分蒸發(fā)太多，曲坯進(jìn)入房后升溫慢，沒有菌絲生長(zhǎng)，形成光面曲，降低了曲的質(zhì)量，時(shí)間過短，曲坯水分揮發(fā)少，曲坯太濕，入房后升溫快，熱量不易散失，容易生成黑曲。

入房堆曲：曲坯晾好后搬到曲房?jī)?nèi)按照規(guī)定要求進(jìn)行堆放，曲坯進(jìn)房前，首先將曲房打掃干凈，久未生產(chǎn)得曲房要進(jìn)行消毒。堆放前，先將稻草鋪在曲房靠墻地上，厚約17cm。排列方式是，將曲塊側(cè)立，靠墻橫放兩塊，然后側(cè)立直放，三橫三豎，曲塊和曲塊之間要塞草，塞草最好新舊草搭配。塞草地目的是：避免曲塊和曲塊之間互相粘連，便于曲塊通氣、散熱和制作后期的干燥。當(dāng)一層排滿后，要在上面鋪一層草，厚約5cm。再排第2層，直至堆放4層或5層為止。一行排滿后，又排第2行。注意上下左右錯(cuò)位排列，最后留一行空位作為翻曲用。堆放完畢后，為了增加曲房濕度，減少曲塊干皮現(xiàn)象，除了要在曲堆上面蓋草外，還要灑幾十千克水，并將門窗關(guān)閉或稍微留氣孔，保溫保濕。

培菌管理：曲塊進(jìn)房后，由于條件適宜，微生物大量繁殖，曲塊溫度逐漸上升，一般夏季5d～6d，冬季7d～9d，中間曲塊溫度可達(dá)63℃，曲坯表面霉衣已長(zhǎng)出，手摸最下層曲塊已經(jīng)發(fā)熱，即可翻曲，若翻曲太早了，下層的曲塊還是生麥子味，太遲了，則中間曲塊生溫過猛，大量曲塊變黑。因此過早與過遲翻曲都不好。曲塊經(jīng)過第1次翻曲后，上下倒換了位置，在翻曲過程中，散發(fā)出了大量的水分和熱量，品溫可降至50℃以下，但過1d～2d后，品溫又很快回升。至第2次翻曲（一般進(jìn)房第14d）時(shí)，品溫又升至接近1次翻曲時(shí)溫度，進(jìn)房40d后，一般就可出曲了。這時(shí)曲塊品溫降至40℃以下，水分降至16%左右。

拆曲：當(dāng)曲塊品溫下降到室溫時(shí)，曲塊絕大部分已干燥，即行拆曲，拆曲時(shí)如發(fā)現(xiàn)有的曲堆下層的曲塊過濕，含水量大于16%，則應(yīng)置通風(fēng)處，促使曲坯干燥。[1]

2 高溫大曲物系、菌系和酶系研究現(xiàn)狀

2.1 高溫大曲生產(chǎn)過程中物系變化的研究及應(yīng)用

高溫大曲是醬香大曲白酒釀酒發(fā)酵的原動(dòng)力，是白酒中醬香物質(zhì)的重要來源之一。質(zhì)量的好壞對(duì)醬香物質(zhì)的形成有其直接影響，主要表現(xiàn)在：第一，大曲中已形成的醬香物質(zhì)，經(jīng)過一段時(shí)間存放后，香味純正，陳香醇厚，進(jìn)入酒醅后形成較強(qiáng)醬香風(fēng)味，給人以愉快的感覺；第二，制曲過程中，經(jīng)過60℃以上溫度的高溫培養(yǎng)發(fā)酵，對(duì)芽孢桿菌及細(xì)菌有一種純化選擇作用，這個(gè)過程當(dāng)中形成大量的產(chǎn)醬香的前驅(qū)物質(zhì)，這些有益微生物及其代謝產(chǎn)物進(jìn)入酒醅后，在高溫發(fā)酵過程中增添了酒醅自身形成醬香的動(dòng)力，促進(jìn)了醬香物質(zhì)的進(jìn)一步生成。[2]

高溫制曲加速了化學(xué)、生物化學(xué)、褐變反應(yīng)的發(fā)生與進(jìn)行。生成了眾多的加熱香氣成分。研究表明，高溫條件下可以促成蛋白質(zhì)的熱分解；氨基酸加熱分解；糖與蛋白質(zhì)的反應(yīng)；糖與氨基酸的反應(yīng)。微生物的代謝產(chǎn)物；重要的還有在高溫下發(fā)生的褐變反應(yīng)（“美拉德反應(yīng)”，“斯特勒克反應(yīng)”，焦化反應(yīng)及酶促褐變反應(yīng)）。這些反應(yīng)可生成大量的香味物質(zhì)[3]。由美拉德反應(yīng)所產(chǎn)生的糠醛類、酮醛類、二羥基化合物。呋喃類及吡嗪類化合物。對(duì)醬香型酒風(fēng)格的形成起著決定性的作用。[4]另外，小麥的麩皮中含有阿魏酸。當(dāng)制曲溫度升至60℃以上時(shí)，阿魏酸逐漸釋放，在微生物作用下生成香草醛、香草酸、香草酸酯，4-乙基愈創(chuàng)木酚，4-甲基愈創(chuàng)木酚，4-乙烯基創(chuàng)木酚基酚類化學(xué)物。這其中的一些香味成分醬香型酒中就有如4-乙基愈創(chuàng)木酚等。

2.2 高溫大曲生產(chǎn)過程中菌系變化的研究及應(yīng)用

高溫大曲中的微生物品種繁多，類別復(fù)雜，主要有細(xì)菌、霉菌、酵母和放線菌等，這些微生物在高溫大曲的培養(yǎng)制作過程中，其消長(zhǎng)規(guī)律和對(duì)成品高溫大曲生產(chǎn)的作用是不相同的。

四川大學(xué)的王忠彥、寇運(yùn)同等在對(duì)高溫大曲微生物區(qū)系的初步研究中，將高溫大曲中的微生物類群，分曲皮、曲心進(jìn)行了不同溫度下的培養(yǎng)計(jì)數(shù)。發(fā)現(xiàn)細(xì)菌最多，霉菌次之。酵母和放線菌很少；曲皮細(xì)菌明顯高于曲心，曲皮的細(xì)菌數(shù)在45℃～55℃時(shí)達(dá)到高峰。而曲心細(xì)菌則在37℃最多。研究表明，高溫大曲中的微生物主要來自曲母，原料和環(huán)境，是個(gè)復(fù)雜的微生物群。成品曲中，細(xì)菌在數(shù)量上占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。只有少量霉菌存在，酵母菌和放線菌很少。這說明高溫制曲使大曲內(nèi)的菌系向繁殖細(xì)菌方向轉(zhuǎn)化。高溫細(xì)菌在細(xì)菌中占優(yōu)勢(shì)，說明高溫制曲也是對(duì)高溫菌的富集過程[5]。

貴州大學(xué)的劉效毅、郭坤亮當(dāng)采用傳統(tǒng)分離培養(yǎng)方法和現(xiàn)代生物分子學(xué)方法，對(duì)醬香型白酒高溫大曲中微生物的多樣化進(jìn)行研究分析。從醬香型高溫大曲中分離出147株微生物，其中97株為細(xì)菌。包括芽孢桿菌、放線菌、葡萄球菌、微球菌4類；其中87株為芽孢桿菌，占細(xì)菌總數(shù)的絕大部分，這于高溫大曲制曲過程中的高溫發(fā)酵密切相關(guān)。發(fā)酵過程，溫度可達(dá)65℃。絕大多數(shù)不可耐高溫的細(xì)菌死亡，只存活耐高溫的細(xì)菌，主要只能產(chǎn)生芽孢的芽孢桿菌。50種霉菌，包括青霉、曲霉、毛霉、交鏈孢霉、莖點(diǎn)霉菌、球毛殼、散蘘菌、紅曲霉8類，研究結(jié)果表明，高溫大曲中的微生物具有高度的多樣性[6]。

馬校衛(wèi)、顏林春以高溫大曲為材料，通過高溫培養(yǎng)條件和透明圈法分離篩選到產(chǎn)耐熱性蛋白酶的菌株A1，經(jīng)過形態(tài)特征，菌體染色鑒定和分化鑒定確定菌株A1為芽孢桿菌屬（Bacilius），在經(jīng)過16SrDNA測(cè)序鑒定A1菌株為蘇云金孢桿菌（Bacilius thuringiensis）。對(duì)蛋白酶酶學(xué)進(jìn)行檢測(cè)，蛋白酶的最佳pH值為7.5，最適溫度是61℃，蛋白酶在60℃以下，具有較高的熱穩(wěn)定性。優(yōu)化之前的A1菌株產(chǎn)耐熱性蛋白酶活力為57.6u/mL，通過單因素實(shí)驗(yàn)篩選得到相對(duì)顯著的3個(gè)因素葡萄糖添加量，酵母浸出粉添加量和初始pH值，通過優(yōu)化最終可使液菌株酶活力達(dá)到142.81U/mL。比初始水平提高150.2%[7]。

2.3 高溫大曲生產(chǎn)過程中酶系變化的研究及應(yīng)用

大曲是大曲酒釀造生產(chǎn)中的重要物質(zhì)，是釀酒生產(chǎn)中糖化、發(fā)酵、酒化和生香劑，其品質(zhì)對(duì)曲酒的出酒率和酒質(zhì)都有極大的影響。常有“曲是酒之骨”之稱[8]。大曲采用生料制曲、自然接種，在培養(yǎng)室內(nèi)固態(tài)發(fā)酵而成。在制曲過程中，讓自然界中的各種微生物富集到淀粉質(zhì)原料制成的曲胚上，經(jīng)過人工培養(yǎng)，形成各種有益的釀酒微生物菌系和酶系，再經(jīng)風(fēng)干，貯存，即成為成品大曲。隨著生物工程，生物技術(shù)，檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，極大的推動(dòng)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)已滲透到白酒各個(gè)環(huán)節(jié)。提高了我國(guó)白酒生產(chǎn)的科學(xué)技術(shù)水平。特別是對(duì)大曲酶系的研究。從大曲酶系的構(gòu)成，各種酶的作用機(jī)理及應(yīng)用都做了深入研究[9]。

醬香型酒生產(chǎn)用的高溫大曲中酶系主要有2-淀粉酶，糖化酶、酯化酶、酸性蛋白酶等組成。高溫大曲在培養(yǎng)過程中的培養(yǎng)溫度在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持在50℃以上，最高培養(yǎng)溫度達(dá)65℃且溫度達(dá)60℃以上后曲香濃郁，醬香突出。有實(shí)驗(yàn)證明，高溫大曲在培養(yǎng)過程中，糖化力在92u/g～330u/g單位之間波浪式變化，酯化力在0.11mg/g～0.45mg/g之間波浪式變化[10]。而組成醬香曲酶系的各種酶活力指標(biāo)與清香曲、濃香曲等相比又有很大的差異。在酸性蛋白酶上，醬香曲＞濃香曲＞清香曲，風(fēng)型曲，也高于特型曲及芝麻香曲。醬香型的酸性蛋白酶高于濃香型近1倍，高于清香型取近3倍。清香曲2-淀粉酶大于醬香曲4～5倍，糖化力高出5～6倍。即高溫大曲的酸蛋白酶高，中溫曲的淀粉酶高。高溫大曲酸性蛋白酶高于高溫大曲培養(yǎng)過程中耐高溫的嗜熱芽孢桿菌關(guān)系密切。有研究表明，嗜熱芽孢桿菌不生成淀粉酶，有極強(qiáng)的酸性蛋白酶活性。不論再生料或熟料上培養(yǎng)，其酸性蛋白酶都隨著品溫上升而增長(zhǎng)?？梢哉J(rèn)為它是醬香高溫大曲生成酸性蛋白酶的主力軍。貴州省輕工科研所從茅臺(tái)高溫大曲中分離出的嗜熱芽孢桿菌菌種，有助于提高醬香型白酒質(zhì)量。利用嗜熱芽孢桿菌生產(chǎn)醬香型強(qiáng)化大曲亦收到良好效果[11]。

3 高溫大曲生產(chǎn)發(fā)展方向及前景

傳統(tǒng)制曲存在的問題也很明顯：（1）通過人工翻動(dòng)、開啟門窗等過程來控制發(fā)酵過程中對(duì)溫度和濕度的要求；（2）大曲質(zhì)量受生產(chǎn)人員的經(jīng)驗(yàn)和環(huán)境條件的影響較大，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境差；（3）參與發(fā)酵的菌群龐雜，無法控制，不利于保證食品安全。因此在將來的高溫制曲中進(jìn)行以下方面的研究：

3.1 應(yīng)用先進(jìn)的工業(yè)微生物技術(shù)

在搞清楚高溫大曲培養(yǎng)機(jī)理的同時(shí)，將先進(jìn)的分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用到大曲微生物的研究，確定起主要作用的優(yōu)勢(shì)微生物菌群，利用優(yōu)勢(shì)有益微生物來制曲，從而達(dá)到去劣存優(yōu)，避害留益的效果，提高大曲質(zhì)量，同時(shí)也可以針對(duì)某些功能要求開發(fā)基因工程菌等。

3.2 研究高溫制曲設(shè)備，進(jìn)行機(jī)械制曲

引進(jìn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，使各工序在保留傳統(tǒng)工藝具備效果的同時(shí)，使曲坯更均勻一致，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低人工生產(chǎn)成本。

3.3 智能管理曲房的建立

設(shè)計(jì)一個(gè)具有控溫、控濕、供氧、對(duì)流等功能的微機(jī)控制系統(tǒng)；以模擬傳統(tǒng)大曲發(fā)酵最佳工藝參數(shù)曲線為主，控制曲房?jī)?nèi)溫度、濕度和空氣交換為輔的方式來創(chuàng)造一個(gè)適合微生物自然生長(zhǎng)繁殖的生態(tài)環(huán)境，并將傳統(tǒng)的地面堆積發(fā)酵改成架式發(fā)酵。同時(shí)去掉稻草，減少或不進(jìn)行翻曲，改善工人的勞動(dòng)環(huán)境，達(dá)到曲塊培養(yǎng)的均一性，提高成品曲的質(zhì)量，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)醬香大曲酒提供優(yōu)質(zhì)的大曲。

隨著更多新的大曲生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，大曲生產(chǎn)必將邁向新的臺(tái)階，真正做到安全、可控、優(yōu)質(zhì)，對(duì)整個(gè)白酒產(chǎn)業(yè)具體極大的推進(jìn)作用。

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