丟糟、淀粉生產濃香型大曲工藝的初步研究

王　超，張宿義，董　異，敖宗華，3，稅梁揚，李德林，秦　輝，沈才萍，王小軍，3，曹振華，蘇占元，張　方

（1.四川理工學院生物工程學院，四川自貢643000； 2.瀘州老窖股份有限公司，四川瀘州646000； 3.國家固態(tài)釀造工程技術研究中心，四川瀘州646000； 4.瀘州科源生物科技有限公司，四川瀘州646606； 5.國家酒類及加工食品質量監(jiān)督檢驗中心瀘州實驗室，四川瀘州646000）

丟糟、淀粉生產濃香型大曲工藝的初步研究

王超1，張宿義2，3，4，董異2，敖宗華2，3，稅梁揚4，李德林4，秦輝2，沈才萍2，王小軍2，3，曹振華1，蘇占元5，張方1

（1.四川理工學院生物工程學院，四川自貢643000； 2.瀘州老窖股份有限公司，四川瀘州646000； 3.國家固態(tài)釀造工程技術研究中心，四川瀘州646000； 4.瀘州科源生物科技有限公司，四川瀘州646606； 5.國家酒類及加工食品質量監(jiān)督檢驗中心瀘州實驗室，四川瀘州646000）

摘要：以不同比例的丟糟、淀粉和優(yōu)質小麥為原料制作大曲，跟蹤分析了大曲在發(fā)酵過程中微生物和理化指標的變化規(guī)律。研究結果表明，不同丟糟、淀粉添加量對大曲發(fā)酵過程中的水分、酸度、淀粉、糖化力、液化力、發(fā)酵力和主要微生物類群均有不同程度的影響，對其成品曲的感官品質也有一定的影響，丟糟、淀粉添加量分別為A5、B5時大曲的質量最優(yōu)，大曲的各項理化指標均得以優(yōu)化，提高了大曲質量，降低了10%左右的原料成本，可取得顯著經濟效益，同時減少環(huán)境污染。

關鍵詞：丟糟； 淀粉； 大曲； 理化指標； 微生物； 感官評定

我國釀酒歷史悠久，用曲釀酒是我國古代勞動人民的重大發(fā)明創(chuàng)造。酒曲作為釀酒過程中的糖化、發(fā)酵和生香劑，是世界上最早的一種含多種微生物的復合酶制劑［1］。白酒丟糟是以高粱、小麥、玉米等谷物為原料經過固態(tài)發(fā)酵、蒸餾取酒后的殘留物。據(jù)統(tǒng)計，我國白酒釀造行業(yè)每年產生約2500萬t的丟糟［2］。隨著白酒產量的增長，丟糟量也在不斷的增加，由于釀造工藝的特殊性，丟糟中含有10%～13%的殘余淀粉、14.3%～21.8%的粗蛋白、16.8%～21.2%的粗纖維，以及多種氨基酸、維生素、礦物質元素和大量的有機酸［3-4］，其中，殘余淀粉和以磷為主的多種礦物質元素是構成微生物細胞的物質基礎，豐富的粗蛋白可以為微生物生長提供豐富的氮源，天門冬氨酸和谷氨酸等則是形成大曲酒香味物質的重要來源［5］。

淀粉作為大曲微生物生長繁殖的主要碳源物質，玉米淀粉和小麥淀粉在組成成分上保持了相當性，直鏈淀粉和支鏈淀粉均在20%～30%和70%～80%，玉米淀粉的直接添加不僅使大曲原料營養(yǎng)成分保持完整，同時還可以提高曲坯的“提漿”效果，利于曲坯的“穿衣”。因此，充分利用丟糟中的營養(yǎng)成分，不僅能節(jié)約糧食、降低大曲生產成本，具有顯著的經濟效益，同時還能減少環(huán)境污染，具有一定的社會環(huán)境效益。近年來，國內已有相當數(shù)量關于添加丟糟制曲的研究報道［6-9］，但是多數(shù)對丟糟進行了烘干、粉碎等前處理，該處理存在工藝繁瑣、能耗大、粉塵污染大等問題，嚴重制約著丟糟制曲的發(fā)展。本實驗采用鮮丟糟和淀粉同時添加，設定不同的添加比例，跟蹤測定理化指標和主要微生物類群及感官評定，對丟糟、淀粉生產濃香型大曲的工藝進行初步研究。

1　材料與方法

1.1材料、儀器

小麥：含水量12%～13%，淀粉含量67%，脂肪含量2.1%，蛋白質含量9.5%，其他糖類7.3%，灰分含量2.5%。

鮮丟糟：取自瀘州老窖釀酒車間，攤晾、冷卻至室溫。

淀粉：市售玉米淀粉，產自臨清德能金玉米生物有限公司。

儀器設備：LRH.250生化培養(yǎng)箱，上海一恒科技有限公司；DC-750A型高速多功能粉碎機，浙江武義鼎藏日用金屬制品廠；VD-850型桌上式潔凈工作臺，蘇州凈化設備有限公司；PS-3600A電熱恒溫培養(yǎng)箱，成都晟杰科技有限公司；DT1002電子天平，常熟市佳衡天平儀器有限公司；DL-1萬用電爐，北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；SHHW21.420恒溫水浴鍋，北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司等。

1.2實驗方法

1.2.1制曲工藝流程

1.2.2操作要點

調整小麥粉碎度為（未通過20目孔篩占的比例）35%～38%，將鮮丟糟與淀粉混合均勻后再添加小麥干粉拌和均勻，再加水溫為25～40℃的熱水，控制曲坯含水量為38%～40%，拌和均勻后通過壓曲機壓制成曲，曲坯成型后進行安曲，安曲完畢后，關閉門窗進行培菌發(fā)酵，入庫儲存。

1.2.3研究方案

在其他條件不變的條件下，按照表1中的不同丟糟、玉米淀粉的添加比例進行制曲實驗。并在培曲時間分別為0 d、3 d、6 d、9 d、15 d、21 d、27 d時取樣測定理化指標、主要微生物類群，探討其變化規(guī)律，并結合大曲質量標準體系綜合得出較優(yōu)的工藝配比方案。實驗時間為27 d，重復3次得出平均值。

表1　不同方案配比組成

1.2.4指標測定

溫度：用溫度計記錄培曲期每天的溫度。

水分：常壓干燥法［10］；酸度：酸堿中和法［10］；淀粉：斐林法［10］；糖化力：斐林法［10］；液化力：碘反應褪色法［11］；發(fā)酵力：CO2失重法［10］；微生物類群：稀釋平板計數(shù)法［10-11］；感官指標：從外觀、斷面、皮張、曲香味等方面進行評定［12］。

2　結果與分析

2.1溫度

在其他條件不變的條件下，發(fā)酵過程中大曲的溫度變化反映了微生物的生長繁殖情況，用酒精溫度計進行定點測溫，各方案大曲培曲前期溫度的變化結果見如圖1。

圖1　各方案培曲前期溫度的變化

由圖1可以看出，各方案在培曲前期溫度均緩慢升高，培曲6 d后基本達到最大值，然后再緩慢下降。0～1 d各方案溫度有小幅度降低，這是由于此次實驗是在冬季實施的，氣溫較低，拌料用水的溫度為25～40℃，所以在壓曲和安曲過程中溫度會有所降低。培曲1～2 d時除方案6的溫度有明顯上升以外，其余各方案的溫度基本保持平穩(wěn)，這是由于丟糟的添加量提高了鮮曲坯的初始酸度，曲坯上的微生物進入了短暫的適應期，在此期間，各類微生物調節(jié)體內的有關酶系，開始緩慢進行呼吸代謝作用。經過1 d的適應，微生物開始大量生長繁殖，釋放出大量的能量，一部分供微生物繼續(xù)生長繁殖，一部分則以熱量的形式釋放到環(huán)境中，表現(xiàn)為曲坯升溫，同時淀粉的直接添加，提高了曲坯的“提漿”效果，利于曲坯“穿衣”，使得曲坯表面富集了更多的有益微生物，從而使得2～3 d時曲坯溫度快速升高。隨著曲坯水分的減少和溫度的升高，曲坯環(huán)境變得不再適宜微生物的生長繁殖，造成微生物總數(shù)的減少，呼吸代謝減弱，釋放的熱量逐漸降低，部分微生物死亡，大量的微生物以孢子狀態(tài)休眠，表現(xiàn)為曲坯溫度下降。從圖1可知，方案1、方案2、方案3、方案4、方案5比方案6更加符合“前緩、中挺、后緩落”的溫度變化規(guī)律。

2.2水分

在其他條件不變的情況下，不同丟糟、玉米淀粉添加量的曲坯進行壓曲、入室培曲，在培曲過程中水分的變化結果見圖2。

圖2　各方案培曲過程中水分的變化

從圖2可以看出，隨著培曲時間的推移，各方案的水分呈逐漸下降的趨勢，培曲至27 d時，各方案水分均保持在11%～15%；培曲前15 d水分下降較快，這與微生物的大量生長繁殖和溫度的變化是密切相關的。15 d后則變化較小。在整個培曲過程中各方案水分變化趨勢基本保持了一致性，至27 d時，前5個方案的水分均略高于方案6的水分，這可能是由于在拌料過程中提高了曲坯含水量1～2個百分點，同時鮮丟糟中也含有一部分水分，所以添加丟糟的方案水分含量略微偏高。

2.3酸度

丟糟是白酒釀造過程中主要的副產物，其含有一定的有機酸（主要是乳酸），添加到小麥粉中制曲，可以提高曲坯的起始酸度，且隨著丟糟添加量的增大而增大。在其他條件不變的情況下，各方案大曲在培曲過程中酸度的變化結果見圖3。

由圖3可知，隨著培曲時間的延長，微生物的生長，各方案的酸度逐漸上升，在3 d時基本形成一個產酸高峰，而后溫度繼續(xù)升高，水分持續(xù)降低，微生物的生長受到抑制，加之其他代謝對有機酸的利用，使得酸度急劇降低。至9 d后，各方案的品溫下降，細菌、芽孢等微生物的數(shù)量有所回升，酸度也隨之有小幅度的增大；至15 d后酸度基本保持平穩(wěn)。由圖3可以看出，培曲結束時，方案6的酸度有大幅度的上升，添加了丟糟的方案的大曲酸度明顯低于方案6，酸度依次增大的順序為方案5、方案3、方案2、方案1、方案4、方案6。由此可見，丟糟的添加是可以發(fā)揮“以酸抑酸”的作用，抑制產酸雜菌（主要是醋酸菌、乳酸菌）的生長，從而降低成品曲的酸度［13］。

2.4淀粉

淀粉作為大曲微生物生長繁殖的主要碳源物質，隨著微生物的生長繁殖的消耗，其含量會呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢。在其他條件不變的情況下，各方案大曲在培曲過程中淀粉的變化結果見圖4。

圖3　各方案培曲過程中酸度的變化

圖4　各方案培曲過程中淀粉的變化

由于前5個方案中添加了丟糟、淀粉來代替部分小麥，使得前5個方案大曲的起始淀粉含量明顯低于方案6大曲的淀粉含量，且隨著丟糟、淀粉添加量的增大，大曲的起始淀粉含量隨之而減小。由圖4可看出，6個方案的大曲淀粉的變化趨勢基本一致，但方案6大曲的淀粉含量在各個時期均高于其余各方案的淀粉含量，至27 d時，前5個方案大曲淀粉含量的降低幅度明顯大于方案6大曲。由此可見，添加丟糟、淀粉的方案的大曲中淀粉消耗得更多，說明富集了更多的有益微生物，其生長繁殖和代謝作用能力更強，代謝產物更豐富。

2.5糖化力

在其他條件不變的情況下，各方案大曲在培曲過程中糖化力的變化結果見圖5。

圖5　各方案培曲過程中糖化力的變化

由圖5可以看出，各方案的糖化力隨培曲時間的延長而變化。由于小麥本身帶有糖化酶，所以剛進入曲房時，各方案的糖化力處在同一水平上，隨著溫度的升高，小麥自身帶入的糖化酶活力受到抑制，表現(xiàn)為曲坯的糖化力下降，到3 d時達到最小值；此后由于霉菌等微生物的大量生長繁殖，代謝產生的糖化酶活力大幅度提高，表現(xiàn)為糖化力升高。糖化力的變化趨勢與大曲中的霉菌數(shù)量有直接的關系，雖然霉菌數(shù)量并不多，且6～9 d霉菌數(shù)量在急劇地減少，但是糖化酶在積累作用下，使得各方案的糖化力逐漸升高。至27 d時，方案5、方案3大曲的糖化力明顯高于方案6大曲，而其余方案大曲的糖化力則明顯低于方案6大曲。由此可見，適量的丟糟添加量能使曲塊疏松透氣，發(fā)酵徹底，創(chuàng)造良好的好氧代謝環(huán)境，有利于霉菌等好氧微生物的生長繁殖而使糖化力提高。

2.6液化力

在其他條件不變的情況下，各方案大曲在培曲過程中液化力的變化結果見圖6。

圖6　各方案培曲過程中液化力的變化

大曲的液化力主要來源于霉菌新陳代謝產生的液化型淀粉酶。正常小麥粉本身不含有這種酶（發(fā)芽小麥例外），故各方案的液化力在安曲時幾乎為0，隨著微生物的生長繁殖，數(shù)量的增多，液化力也開始上升。由圖6可以看出，各方案液化力的變化趨勢基本一致，到3 d時均達到了最大值，隨著溫度的上升，微生物數(shù)量的減少，液化力呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢。至9 d后又開始緩慢上升，但上升較緩慢。15 d后基本保持平穩(wěn)。至27 d時，方案3、方案4、方案5大曲的液化力明顯高于方案6大曲的液化力，而其余方案則相反。

2.7發(fā)酵力

發(fā)酵力是大曲中的微生物和酶發(fā)酵糖產生二氧化碳和生成酒精的能力強弱的綜合評價指標，其變化主要是與酵母菌關系密切。在其他條件不變的情況下，各方案大曲在培曲過程中發(fā)酵力的變化結果見圖7。

圖7　各方案培曲過程中發(fā)酵力的變化

從圖7可以看出，由于丟糟、淀粉代替了部分小麥，使得曲料中微生物的數(shù)量相對減少，故添加丟糟、淀粉方案的各大曲的起始發(fā)酵力均低于方案6大曲。隨著培曲時間的延長，霉菌、酵母菌等微生物的大量生長繁殖，代謝產生的酶活力大幅度提高。至3 d時，各方案的發(fā)酵力均達到最大值，而后隨著溫度的繼續(xù)升高、水分的持續(xù)降低，曲坯不再適宜酵母菌等微生物的生長繁殖，發(fā)酵力呈現(xiàn)出下降的趨勢。至15 d后，各方案的發(fā)酵力基本保持平穩(wěn)；至27 d時，方案5、方案1、方案4、方案2大曲的發(fā)酵力均高于方案6大曲，而只有方案3大曲的發(fā)酵力較之更低。

2.8微生物類群

各方案培曲過程中細菌、芽孢桿菌、霉菌、酵母菌的數(shù)量變化結果見圖8—圖11。

圖8　各方案培曲過程中細菌總數(shù)的變化

從圖8—圖11可以看出，各方案的細菌總數(shù)、芽孢菌數(shù)、霉菌數(shù)、酵母菌數(shù)的變化幅度存在一定的差異，但均呈現(xiàn)出先上升后降低的趨勢，至培曲結果時均會慢慢趨于穩(wěn)定。在培曲前期，曲坯的溫度、水分、酸度都很適宜微生物的生長，所以微生物大量的生長繁殖，數(shù)量急劇增加；隨溫度繼續(xù)升高，水分持續(xù)降低，此時曲坯的環(huán)境不再適宜微生物的生長，一些不耐熱的微生物開始大量死亡，部分以孢子狀態(tài)休眠下來，所以微生物的數(shù)量開始減少。至3 d時，酵母菌數(shù)達到了最大值，而后開始降低；至6 d時，細菌總數(shù)、芽孢菌數(shù)、霉菌數(shù)則均增長到最大值，而后也開始降低。至培曲后期15 d后，各方案的溫度和水分逐漸地趨于穩(wěn)定，此時微生物也漸漸開始適宜環(huán)境，數(shù)量也逐漸地趨于穩(wěn)定。至27 d時，方案1、方案2、方案3、方案5大曲的細菌總數(shù)明顯高于方案6的細菌總數(shù)；方案1、方案4、方案5大曲的芽孢菌數(shù)明顯高于方案6的芽孢菌數(shù)，而大曲中的芽孢菌有丁酸菌、己酸菌等，它們是酒體香味成分的主要來源［14］，故添加丟糟、玉米淀粉有利于提高大曲品質。丟糟中的谷殼含有大量的硅酸鹽類物質，吸水性能很差，在一般的發(fā)酵條件下難以改變其粗糙和堅實的特性，所以丟糟在制曲中可起到疏松骨架作用［15］，提高大曲的疏松度，使得大曲中霉菌的數(shù)目有了明顯的提高，依次遞增的順序為方案3＜方案2＜方案4＜方案6＜方案1＜方案5，而大曲中的霉菌是糖化酶、液化酶等酶類物質的主要來源，故適當?shù)膩G糟添加量是可以提高大曲的糖化力、液化力，進一步為發(fā)酵提高豐富的糖類物質，提高大曲品質；酵母菌數(shù)目同樣也有較大幅度的提高，依次遞增的順序為方案6＜方案4＜方案2＜方案3＜方案1＜方案5，而酵母菌是發(fā)酵的動力，酵母菌數(shù)目直接反映出大曲的產酒、生香能力。因此，適宜的丟糟、玉米淀粉添加量可以顯著提高大曲的品質。

大曲培養(yǎng)過程中，隨著曲塊溫度、水分和氧氣等因素的變化，在不同的適宜生長條件下交替繁衍，至培曲結果，曲塊中微生物的數(shù)量變化是各種因素綜合作用的結果。

2.9各方案的感官評定

評定人員由從事多年大曲生產和研究的工作人員組成，主要從大曲的外觀、斷面、皮張、香味4個因素對大曲感官特征進行了評定，各方案大曲感官評定與評分結果見表2。

從表2可以看出，不同丟糟、玉米淀粉添加量方案大曲的感官質量有所差異，添加丟糟、玉米淀粉方案大曲的穿衣均好于對照曲，斷面更加整齊、泡氣，菌絲更加豐滿均勻且無雜色，皮張更薄，發(fā)酵更透底?？赡苁怯捎趤G糟中富含各種粗蛋白和氨基酸，使得部分方案大曲有特殊且輕微的豆豉香味。同時，從各方案的感官評分中能看出方案5的評分最高，故方案5的感官質量最優(yōu)。

圖9　各方案培曲過程中芽孢菌數(shù)的變化

圖10　各方案培曲過程中霉菌數(shù)的變化

圖11　各方案培曲過程中酵母菌數(shù)的變化

3　結論

表2　各方案的感官評定與評分

對不同丟糟、玉米淀粉添加量的大曲在培曲發(fā)酵過程中的理化指標、主要微生物類群和感官指標進行綜合評定后，可以得出：不同丟糟、玉米淀粉添加量對曲坯在培曲發(fā)酵過程中的理化指標、主要微生物數(shù)目等均有不同程度的影響，同時對新曲的感官品質也有一定的影響，適宜的丟糟、玉米淀粉添加量有助于提高大曲的品質。方案5即丟糟、玉米淀粉添加量分別為A5、B5的大曲的

品質最優(yōu)，與方案6相比較酸度有所降低，糖化力、液化力、發(fā)酵力均有所提高，感官品質好，芽孢菌數(shù)、霉菌數(shù)、酵母菌數(shù)均有顯著提高。因此，添加適量的丟糟、玉米淀粉，能使大曲的各項理化指標優(yōu)化，提高大曲質量，為大曲酒的發(fā)酵生香奠定良好的基礎，同時還降低了10%左右的原料成本，節(jié)約糧食，可取得顯著的經濟效益。

參考文獻：

［1］王小軍，侯長軍，鄔捷鋒，等.不同發(fā)酵周期酒糟對酒糟大曲質量的影響［J］.釀酒科技，2014（8）：6-8.

［2］施安輝.國內白酒工業(yè)固體酒糟環(huán)保生態(tài)化利用的現(xiàn)狀及前景［J］.中國釀造，2006（3）：4-7.

［3］吳忠會，劉清波，劉正安，等.白酒丟糟“零排放”的研究［J］.食品科學，2008，29（8）：201-204.

［4］余有貴，李小芳，熊翔，等.丟糟中微量成分提取方法的研究［J］.食品科學，2007（2）：134-136.

［5］余有貴，李忠海，李娟，等.丟糟添加量對機壓包包曲品質的動態(tài)影響［J］.食品科學，2011，21：20-23.

［6］程宏連，李德敏.丟糟代替部分小麥用于大曲生產的可行性研究［J］.釀酒科技，2009（8）：63-64.

［7］張寶年，夏元金.酒糟在純小麥制曲中的應用［J］.釀酒，2010（3）：61-62.

［8］劉安然，羅俊，熊翔，等.丟糟在中高溫大曲生產中的應用研究［J］.釀酒科技，2010（11）：87-89.

［9］邊名鴻，宗緒巖，劉緒，等.丟糟在制曲生產中的添加量與大曲質量關系的初步研究［J］.食品與發(fā)酵科技，2012（4）：82-84.

［10］張宿義，許德富.瀘型酒技藝大全［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，2011：377-386.

［11］沈怡方.白酒生產技術全書［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，1998：616-654.

［12］沈才洪，張良，應鴻，等.大曲質量標準體系設置的探討［J］.釀酒科技，2005（11）：8-13.

［13］李娟.機壓丟糟“包包曲”生產工藝的研究［D］.長沙：中南林業(yè)科技大學，2011.

［14］許德富，沈才萍.制約大曲質量品質的條件剖析及前景展望［J］.釀酒科技，2002（2）：33-34.

［15］劉新環(huán)，陳敏，劉冬，等.用丟糟代替部分小麥制曲工藝的研究［J］.釀酒科技，2003（3）：84-85.

優(yōu)先數(shù)字出版時間：2016-04-25；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160425.1455.017.html。

中圖分類號：TS262.3；TQ925.7；Q93-3

文獻標識碼：A

文章編號：1001-9286（2016）07-0027-05

DOI：10.13746/j.njkj.2016078

基金項目：科技部科技支撐項目《農工社一體化區(qū)域循環(huán)經濟技術模式及示范》，項目編號2012BAC03B05。

收稿日期：2016-03-08

作者簡介：王超（1990-），男，四川自貢人，在讀碩士研究生，研究方向：釀酒生物技術。

通訊作者：張宿義（1971-），男，博士，碩士生導師，國家級白酒評委，中國釀酒大師，享受國務院特殊津貼專家，發(fā)表論文100余篇，獲授權專利78項。

Preliminary Research on the Production of Nongxiang Daqu by Waste Distillers Grains and Starch

WANG Chao1，ZHANG Suyi2，3，4，DONG Yi2，AO Zonghua2，3，SHUI Liangyang4，LI Delin4，QIN Hui2，SHEN Caiping2，WANG Xiaojun2，3，CAO Zhenghua1，SU Zhanyuan5and ZHANG Fang1
（1.College of Bioengineering，Sichuan University of Science and Engineering，Zigong，Sichuan 643000；2.Luzhou Laojiao Co.Ltd.，Luzhou，Sichuan 646000；3.National Engineering Technology Research Center of Solid-state Brewing，Luzhou，Sichuan 646000；4.Luzhou Keyuan Biological Technology Co.Ltd，Luzhou，Sichuan 646606；5.Luzhou Lab of National Quality Inspection& Supervision Center forAlcoholic Drinks&Processed Food，Luzhou，Sichuan 646000，China）

Abstract:Nongxiang Daqu was produced by waste distillers grains，starch and quality wheat.The change rules of microbiological and physiochemical indexes in the process of Daqu fermentation were analyzed by tracing monitoring.The results suggested that，different adding amount of waste distillers grains and starch had more or less influence on moisture content，acidity，starch content，saccharifying power，liquefying power，fermenting power and main microbial groups.As the adding amounts of waste distillers grains and starch were A5 and B5 respectively，the quality of the produced Daqu was the best，and about 10%raw materials cost was decreased.Significant economic benefits had been achieved. Meanwhile，environmental pollution had been reduced.

Key words:waste distillers grains；starch；Daqu；physiochemical indicators；microbiology；sensory evaluation