瀘型大曲曲表與曲心理化生化特性的對(duì)比研究

明紅梅　陳曉旭　劉清斌等

摘要：以瀘型大曲作為研究對(duì)象，對(duì)大曲曲表和曲心的理化生化指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定，并運(yùn)用SPSS數(shù)學(xué)軟件對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行t檢驗(yàn)和主成分分析。結(jié)果顯示，大曲曲表與曲心的酸度、氨態(tài)氮含量差異顯著；對(duì)曲表質(zhì)量影響最大的指標(biāo)是淀粉轉(zhuǎn)化率、酯化力，對(duì)曲心質(zhì)量影響最大的指標(biāo)是酯化力、酸度；將主成分綜合得分結(jié)果進(jìn)行比較，曲心質(zhì)量得分顯著高于曲表質(zhì)量得分。由此說(shuō)明，大曲曲表與曲心的理化生化特性及質(zhì)量有一定的差異。

關(guān)鍵詞：瀘型大曲；理化生化指標(biāo)；主成分分析；均值檢驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ925.7；TS261.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(tài)制品，具有糖化、發(fā)酵、生香等功能，是傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵蒸餾大曲酒的重要物質(zhì)保障[1]，其質(zhì)量的好壞直接影響大曲酒的產(chǎn)量和質(zhì)量。大曲的不同曲塊部位因通氣性、水分、溫度等微環(huán)境的差異而呈現(xiàn)不同的質(zhì)量。目前，針對(duì)大曲不同曲塊部位的微生物及理化生化指標(biāo)的研究已經(jīng)取得了一定的研究成果[2，3]，但由于大曲的微生態(tài)信息量大而且復(fù)雜，一般的數(shù)學(xué)方法對(duì)于數(shù)據(jù)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(zhì)量的內(nèi)在聯(lián)系。因此，采用先進(jìn)的數(shù)學(xué)軟件來(lái)處理大曲微生態(tài)信息，已經(jīng)受到越來(lái)越多的科技工作者的重視[4，5]。

瀘州老窖是中國(guó)濃香型白酒的代表，被行業(yè)專(zhuān)家譽(yù)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(chǎn)的大曲，更是中國(guó)濃香型大曲的典型代表，其中的“久香”牌大曲被專(zhuān)家譽(yù)為“天下第一曲”[6]。本試驗(yàn)選取瀘型大曲作為研究對(duì)象，對(duì)其理化生化指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定，并利用數(shù)學(xué)軟件對(duì)各指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行均值檢驗(yàn)與主成分分析，探討大曲曲表與曲心理化生化指標(biāo)的差異及其對(duì)大曲質(zhì)量的影響，以期為大曲的生產(chǎn)和使用以及大曲質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)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(tài)園的中高溫濃香型大曲，儲(chǔ)存3個(gè)月以上的成品曲。

1.2 儀器與設(shè)備

RT-34型靜音研磨粉碎機(jī)，北京環(huán)亞天元機(jī)械技術(shù)有限公司；MJ-250型恒溫培養(yǎng)箱，上海和羽電子科技有限公司；TW-200W型可控調(diào)溫電爐，天津市泰斯特儀器有限公司；HH-4型數(shù)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(fēng)干燥箱，上?，槴\實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；SC-320型立式透明門(mén)冷藏柜，山東小鴨集團(tuán)電工有限責(zé)任公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 取樣方法 從成品曲庫(kù)中采用5點(diǎn)取樣法抽取整塊大曲，每個(gè)曲庫(kù)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(cè)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(wú)菌條件下單獨(dú)粉碎，混勻后采用四分法得到試驗(yàn)所需量，并于4 ℃冰箱中貯存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.3 大曲理化生化指標(biāo)測(cè)定 水分、酸度、氨態(tài)氮、酯化力、酒化力、淀粉轉(zhuǎn)化率的測(cè)定參照文獻(xiàn)[7]所述方法。

數(shù)據(jù)分析采用IBM SPSS Statistics 19.0進(jìn)行均值檢驗(yàn)和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 曲表與曲心理化生化指標(biāo)差異性

獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)[8]，是對(duì)兩個(gè)不同總體均值之間的差異是否顯著進(jìn)行檢驗(yàn)。兩個(gè)獨(dú)立樣本又稱(chēng)為非配對(duì)樣本，是指比較兩個(gè)處理的試驗(yàn)時(shí)，把試驗(yàn)單位隨機(jī)分成兩個(gè)組，然后對(duì)兩組樣本隨機(jī)地實(shí)施一個(gè)處理。將各樣品曲表與曲心的理化生化指標(biāo)（水分、酸度、氨態(tài)氮、酯化力、酒化力、淀粉轉(zhuǎn)化率）數(shù)據(jù)輸入SPSS軟件中，數(shù)據(jù)處理結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知，各項(xiàng)理化生化指標(biāo)均為曲心大于曲表。其中，曲心與曲表的酸度和氨態(tài)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(zhuǎn)化率差異不顯著。

酸度主要與大曲中乳酸菌、醋酸桿菌等產(chǎn)酸細(xì)菌有關(guān)，而氨態(tài)氮與大曲中產(chǎn)生蛋白酶的微生物有密切聯(lián)系。制曲過(guò)程中，淀粉等基質(zhì)在乳酸菌、醋酸桿菌等微生物的作用下轉(zhuǎn)化為乳酸、醋酸等有機(jī)酸，從而構(gòu)成大曲酸度的主要物質(zhì)基礎(chǔ)；而蛋白質(zhì)在蛋白酶的作用下降解生成氨基酸等含氮物質(zhì)。芽孢細(xì)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(chǎn)酸細(xì)菌和耐高溫的芽孢細(xì)菌生長(zhǎng)，從而導(dǎo)致曲心酸度和氨態(tài)氮含量顯著高于曲表。

2.2 曲表與曲心質(zhì)量主要影響指標(biāo)

2.2.1 曲表質(zhì)量主要影響指標(biāo)的確定 主成分分析[9]就是研究如何用少數(shù)幾個(gè)綜合指標(biāo)或因素來(lái)代表眾多指標(biāo)或因素，綜合后的新指標(biāo)稱(chēng)為原來(lái)指標(biāo)的主成分或主分量，這些主成分既彼此不相關(guān)，又能綜合反映原來(lái)多個(gè)指標(biāo)的大部分信息，是原來(lái)多個(gè)指標(biāo)的線性組合，是一種“降維”的思想。采用主成分分析法分別對(duì)8組樣品的曲表理化生化指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析結(jié)果見(jiàn)表2、表3。

主成分個(gè)數(shù)的確定有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)[10]：方差累積貢獻(xiàn)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(gè)主成分特征值為2.676，貢獻(xiàn)率為44.593%；第二個(gè)主成分特征值為1.474，貢獻(xiàn)率為24.571%，；第三個(gè)主成分的特征值為1.265，貢獻(xiàn)率為21.089%；3個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率已達(dá)到90.253%，且三者的特征值均大于1，故提取這3個(gè)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(gè)主成分的因子載荷矩陣，載荷值表示主成分和相應(yīng)的原先變量的相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值越大，主成分對(duì)該變量的代表性也越大。按主成分分析法中方差累積貢獻(xiàn)率在80%以上的原則提取了3個(gè)主成分，第一個(gè)主成分主要包括淀粉轉(zhuǎn)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(gè)主成分主要包含水分含量和氨態(tài)氮含量，它們的載荷分為0.944、0.950；第三個(gè)主成分主要包含酸度，其載荷最高。結(jié)合表2可以看出，第一個(gè)主成分包含了大部分信息，對(duì)原始變量影響最大，第二個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率較小，說(shuō)明其對(duì)原始變量的影響較小，第三個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率最小，說(shuō)明其對(duì)原始變量的影響最小。由表3可看出，淀粉轉(zhuǎn)化率的載荷最高，說(shuō)明淀粉轉(zhuǎn)化率對(duì)第一個(gè)主成分的影響最大。由此可見(jiàn)，對(duì)曲表質(zhì)量影響最大的指標(biāo)是淀粉轉(zhuǎn)化率、酯化力，其次是氨態(tài)氮含量、水分、酸度。

2.2.2 曲心質(zhì)量主要影響指標(biāo)的確定 采用主成分分析法分別對(duì)8組樣品的曲心理化生化指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析結(jié)果見(jiàn)表4、表5。按照前述方差累積貢獻(xiàn)率大于80%的原則提取了曲心3個(gè)主成分，結(jié)合表4、表5可以看出，在第一個(gè)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(xiàn)率為43.335%；在第二個(gè)主成分中，氨態(tài)氮有較高的載荷值0.691，累積貢獻(xiàn)率為65.864%；第三個(gè)主成分中酒化力的載荷較高，為0.943，累積貢獻(xiàn)率為82.009%。3個(gè)主成分已經(jīng)較好地反映了變量的全部信息。因此，對(duì)曲心質(zhì)量影響最大的指標(biāo)是酯化力、酸度，其次是氨態(tài)氮含量、酒化力。

2.3 大曲曲表曲心的質(zhì)量差異性

將8組樣品曲表與曲心的理化生化指標(biāo)輸入SPSS軟件中進(jìn)行主成分分析，提取3個(gè)主成分，分別命名為F 1、F 2、F 3，將大曲質(zhì)量綜合得分命名為F，以每個(gè)主成分所對(duì)應(yīng)的特征值占所提取主成分總的特征值之和的比例作為權(quán)重，得出大曲質(zhì)量綜合得分F的數(shù)學(xué)模型：F=0.55×F 1+0.26×F 2+0.19×F 3。其中編號(hào)1-8組為曲表，編號(hào)9-16組為曲心，編號(hào)1和9為同一組大曲不同曲塊部位，以此類(lèi)推，分析結(jié)果見(jiàn)表6。由表6可知，編號(hào)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(jìn)行t檢驗(yàn)，在檢驗(yàn)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(jiàn)，8組大曲樣品的曲心質(zhì)量與曲表質(zhì)量存在顯著差異，且曲心質(zhì)量明顯優(yōu)于曲表。

3 小結(jié)與討論

本研究主要采用數(shù)學(xué)軟件分析大曲的理化生化指標(biāo)。通過(guò)t檢驗(yàn)比較曲心與曲表的理化生化指標(biāo)差異性，發(fā)現(xiàn)大曲曲表和曲心的酸度、氨態(tài)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(zhuǎn)化率差異不顯著?？赡艿脑蚴乔牡漠a(chǎn)酸細(xì)菌和芽孢細(xì)菌數(shù)量多于曲表，但還需做進(jìn)一步研究。

對(duì)曲心和曲表的理化生化指標(biāo)分別進(jìn)行了主成分分析，結(jié)果表明，曲表數(shù)據(jù)提取了3個(gè)主成分，3個(gè)主成分累積貢獻(xiàn)率為90.253%；曲心數(shù)據(jù)提取了3個(gè)主成分，3個(gè)主成分累積貢獻(xiàn)率為82.009%。曲表質(zhì)量影響的主要指標(biāo)為淀粉轉(zhuǎn)化率、酯化力、氨態(tài)氮含量、水分、酸度，曲心質(zhì)量影響的主要指標(biāo)為酯化力、酸度、氨態(tài)氮含量、酒化力；理化生化特性對(duì)曲表與曲心質(zhì)量的影響有一定的差異。綜合來(lái)看，對(duì)大曲質(zhì)量影響的主要理化生化指標(biāo)為酯化力、氨態(tài)氮含量、酸度，可為大曲質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重的設(shè)置提供參考。

根據(jù)大曲曲表曲心質(zhì)量差異性的研究發(fā)現(xiàn)，曲心質(zhì)量的綜合得分大于曲表質(zhì)量得分，可以認(rèn)為曲心的總體質(zhì)量好于曲表的總體質(zhì)量，可為今后大曲的生產(chǎn)和使用提供一定的參考。本研究主要涉及與大曲質(zhì)量相關(guān)的理化生化特性，而大曲是多種微生物的復(fù)合酶制劑，后續(xù)關(guān)于大曲微生物對(duì)成品大曲質(zhì)量的影響還有待進(jìn)一步研究。

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