熱風(fēng)干燥技術(shù)對(duì)貯存期大曲質(zhì)量的影響

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(1.四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院,四川自貢 643000;2.釀酒生物技術(shù)及應(yīng)用四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川自貢 643000;3.瀘州老窖股份有限公司,四川瀘州 646000;4.國(guó)家固態(tài)釀造工程技術(shù)研究中心,四川瀘州 646000)

熱風(fēng)干燥技術(shù)對(duì)貯存期大曲質(zhì)量的影響

王洪1,羅惠波1,2,*,周平1,黃丹1,鄧波3,4,沈才萍3,鄔捷峰3

(1.四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院,四川自貢 643000;2.釀酒生物技術(shù)及應(yīng)用四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川自貢 643000;3.瀘州老窖股份有限公司,四川瀘州 646000;4.國(guó)家固態(tài)釀造工程技術(shù)研究中心,四川瀘州 646000)

通過(guò)測(cè)定熱風(fēng)干燥大曲在貯存期的理化指標(biāo)、生化指標(biāo)、酶系指標(biāo)、揮發(fā)性風(fēng)味成分指標(biāo)和微生物指標(biāo)等的變化,探究熱風(fēng)干燥技術(shù)對(duì)大曲貯存期質(zhì)量的影響。研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)熱風(fēng)干燥后大曲的水分和水活度顯著降低,在貯存期間對(duì)氨態(tài)氮的形成有一定抑制作用,在貯存后期對(duì)酯類和2,6-二甲基吡嗪含量有促進(jìn)作用;實(shí)驗(yàn)室貯存條件下,熱風(fēng)干燥在大曲貯存后期也能促進(jìn)其酒化力、液化力、糖化酶活力提高和增加細(xì)菌的數(shù)量;而熱風(fēng)干燥對(duì)大曲在貯存期淀粉的分解、酯化力、發(fā)酵力、蛋白酶活力沒有影響。

熱風(fēng)干燥大曲,質(zhì)量,貯存期,揮發(fā)性風(fēng)味成分

中國(guó)白酒歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng),酒文化博大精深,是世界六大蒸餾酒之一[1-2]。它主要以高粱、小麥、玉米等糧食為原料,以大曲、小曲、麩曲等為糖化發(fā)酵劑,經(jīng)蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾、貯存和勾兌而成的蒸餾酒[3]。大曲主要以小麥、大麥和豌豆等為原料,經(jīng)粉粹拌水后壓制成磚塊狀,在開放式生產(chǎn)條件下自然環(huán)境中的微生物,經(jīng)培菌、翻曲、存儲(chǔ)等階段后得到成品曲[4]。大曲不僅是生產(chǎn)大曲酒的糖化發(fā)酵劑和生香劑,同時(shí)也是釀酒原料的部分來(lái)源,大曲中形成豐富的香氣物質(zhì)及其前體,在白酒生產(chǎn)過(guò)程中直接或間接地進(jìn)入酒體,影響白酒的質(zhì)量與風(fēng)格[5-7]。因此,白酒的質(zhì)量與大曲的質(zhì)量有直接的聯(lián)系,沒有高質(zhì)量的大曲就釀不出高品質(zhì)的酒,所以釀酒行業(yè)內(nèi)有“曲乃酒之骨”、“有好酒必有好曲”的說(shuō)法[8-9]。然而,曲蟲對(duì)大曲具有嚴(yán)重的危害性,降低大曲的質(zhì)量,造成重大的經(jīng)濟(jì)損失[10]。通過(guò)對(duì)排潮降溫期大曲進(jìn)行干燥處理,不僅能夠殺滅曲蟲,還可以達(dá)到干燥目的,縮短大曲貯存時(shí)間[11]。周平等[12-13]探究了熱風(fēng)干燥技術(shù)對(duì)大曲質(zhì)量的影響,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)干燥處理和未經(jīng)過(guò)干燥處理的大曲質(zhì)量差異不大,通過(guò)白酒釀造實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)干燥處理大曲能在一定程度上提升白酒質(zhì)量,提高出酒率。大曲通常要經(jīng)過(guò)曲庫(kù)貯存處理,使得大曲質(zhì)量穩(wěn)定后用于白酒生產(chǎn)。宋瑞濱等[14]探究了大曲在貯存期間質(zhì)量的變化,發(fā)現(xiàn)隨著貯存時(shí)間的增加,大曲質(zhì)量會(huì)不斷發(fā)生變化,大曲貯存期不超過(guò)18個(gè)月為宜。但一般認(rèn)為大曲貯存期為2～6個(gè)月最好[15]。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)定經(jīng)熱風(fēng)干燥處理后的大曲在貯存期的理化指標(biāo)、生化指標(biāo)、酶系指標(biāo)、大曲揮發(fā)性風(fēng)味成分指標(biāo)、微生物指標(biāo)等的變化,旨在探究熱風(fēng)干燥技術(shù)對(duì)大曲在貯存期質(zhì)量的影響。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

排潮降溫期大曲 取自瀘州老窖制曲生態(tài)園;葡萄糖、氫氧化鈉、可溶性淀粉、L-酪氨酸、干酪素、乙醇、甲醇、甲苯、三氯甲烷 均為分析純,成都市科龍化工試劑廠;硫酸、鹽酸、醋酸、己酸 均為分析純,重慶川東化工(集團(tuán))有限公司化學(xué)試劑廠;正己烷 色譜純,德國(guó)Darmstadt公司;乙酸丁酯 色譜純,天津光復(fù)精細(xì)化工研究所;福林酚 生化試劑,上海源葉生物科技有限公司;Quant-iT PicoGreen dsDNA Assay Kit(BioTek)。

LS-I201型生化培養(yǎng)箱 飛世爾實(shí)驗(yàn)器材(上海)有限公司;84Y-3型風(fēng)速可控干燥箱 和成儀器儀表(昆山)有限公司;ZHWY-103D型空氣浴搖床 上海智城分析儀器制造有限公司;WYT-ⅡA型手持式糖量計(jì)折射儀 成都格納絲商貿(mào)有限公司;SW-CJ-2D型超凈工作臺(tái) 江蘇蘇凈集團(tuán)有限公司;HD-4型智能水分活度測(cè)量?jī)x 無(wú)錫市華科儀表有限公司;GZ-1200-X型電腦恒溫層析柜 韶關(guān)市廣智科技設(shè)備有限公司;HT300A系列自動(dòng)固相微萃取儀 意大利HTA公司;Agligent 7890A-5975B型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)安捷倫公司;實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀 ABI Step One Plus,美國(guó)Applied Biosystems公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)材料處理 對(duì)降溫期大曲(培菌第8 d)進(jìn)行熱風(fēng)干燥處理(于干燥箱中,控制溫度50 ℃、風(fēng)速1.2 m/s干燥72 h,使水分降到15%左右),將干燥后的大曲分成兩批,一批在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行貯存(將大曲放入實(shí)驗(yàn)室保溫盒中,上面蓋上稻草,相對(duì)濕度為70%,室溫貯存),另一批返回曲庫(kù)貯存(溫度和濕度接近外部環(huán)境)。將熱風(fēng)干燥前的大曲(降溫期大曲)批次標(biāo)記為RG0,將RG0經(jīng)過(guò)人工熱風(fēng)干燥后的大曲批次標(biāo)記為FK0,將RG0在曲庫(kù)進(jìn)行自然干燥(72 h)的批次標(biāo)記為ZR0(水分21%);將FK0直接在實(shí)驗(yàn)室貯存1個(gè)月、2個(gè)月的大曲批次分別標(biāo)記為RG1、RG2,將FK0返回曲庫(kù)貯存1個(gè)月、2個(gè)月的大曲批次分別標(biāo)記為FK1、FK2;將ZR0貯存1個(gè)月、2個(gè)月的大曲批次分別標(biāo)記為ZR1、ZR2。每個(gè)批次的大曲隨機(jī)選取3塊進(jìn)行粉碎,過(guò)20目篩后混合,用于理化指標(biāo)、生化指標(biāo)、風(fēng)味成分指標(biāo)、微生物指標(biāo)的測(cè)定。

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定方法 水分、水活度、淀粉、酸度的測(cè)定方法參考文獻(xiàn)[16-17];糖化力、液化力、發(fā)酵力、蛋白酶活力、酯化力、氨態(tài)氮、酒化力的測(cè)定方法參考文獻(xiàn)[18]。

1.2.3 揮發(fā)性風(fēng)味成分的測(cè)定 準(zhǔn)確稱取5.0 g大曲樣品和100 μL質(zhì)量濃度為40 mg/100 mL的乙酸丁酯內(nèi)標(biāo)于頂空瓶中,將頂空瓶放入全自動(dòng)固相微萃取儀中,56 ℃平衡10 min后再萃取30 min,按照參考文獻(xiàn)[19]設(shè)定的分析條件進(jìn)行GC-MS分析,采用半定量法測(cè)定風(fēng)味物質(zhì)的濃度。

氣相色譜條件:DB-WAX 60.0 m×0.25 mm×0.25 μm毛細(xì)管色譜柱;進(jìn)樣口溫度230 ℃;不分流;程序升溫:40 ℃保持1 min,5 ℃/min升到180 ℃保持1 min,再以8 ℃/min升到230 ℃保持7 min;載氣:99.999%氦氣,載氣流速:1 mL/min。質(zhì)譜條件:電離電壓70 eV,離子源溫度230 ℃,四極桿溫度150 ℃,電離方式EI,質(zhì)量掃描范圍20～500 amu,溶劑延遲3 min。

1.2.4 熒光定量實(shí)時(shí)PCR PCR反應(yīng)體系(20 μL):2×SYBR real-time PCR premixture 10 μL,10 μmol/L的PCR特異引物F 0.4 μL,10 μmol/L的PCR特異引物R 0.4 μL,DNA 1 μL,ddH2O 8.2 μL。PCR反應(yīng)條件:95 ℃ 5 min;95 ℃ 15 s,60 ℃ 30 s,40個(gè)循環(huán)。引物序列:16s_F ACTGGGCGTAAAGAGCGT,16s_R CGCATTTCACCGCTACAC,18s_F ACTCAACACGGG AAAACTC,18s_R CGGAATGAACCAGACAAATC。

1.3數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)采用Origin作圖,SPSS進(jìn)行方差分析,多重比較采用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行比較,檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度以及各處理間差異顯著性,確定差異顯著水平為α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1大曲理化指標(biāo)的變化

圖1 大曲理化指標(biāo)的變化

大曲的理化指標(biāo)是衡量大曲質(zhì)量好壞的重要部分,不同貯存時(shí)間下大曲理化指標(biāo)的變化情況如圖1所示。由圖1可知,FK0的水分含量顯著低于ZR0(p<0.05),說(shuō)明大曲經(jīng)過(guò)熱風(fēng)干燥后水分下降的速度要比自然干燥快;RG1的水分含量要顯著高于FK1和ZR1,說(shuō)明經(jīng)過(guò)熱風(fēng)干燥的大曲于實(shí)驗(yàn)室貯存水分含量較高,這是由于在實(shí)驗(yàn)室貯存時(shí)樣品量比曲庫(kù)小,貯存溫度比曲庫(kù)低,空氣流速小,造成水分蒸發(fā)困難所致;FK2與ZR2的水分含量無(wú)顯著性差異,最終為12%左右,滿足出庫(kù)大曲水分要求[15]。大曲的水活度和水分含量的變化情況基本一致,說(shuō)明熱風(fēng)干燥在除去水分的同時(shí),也降低了大曲的水活度,而水活度與微生物生長(zhǎng)息息相關(guān)[20],FK2和ZR2保持較低的水活度,使得微生物數(shù)量趨于穩(wěn)定。

RG1、FK1、ZR1的酸度無(wú)顯著性差異(p>0.05),FK2的酸度最高,且顯著大于RG2,說(shuō)明大曲經(jīng)熱風(fēng)干燥后在曲庫(kù)貯存更加有利于酸類的形成,這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)高溫干燥后會(huì)再次淘汰部分不耐熱的細(xì)菌,使一些產(chǎn)酸的嗜熱芽孢桿菌逐漸在貯存期形成優(yōu)勢(shì),使酸度升高[21]。從大曲淀粉的變化情況來(lái)看,FK1和ZR1淀粉含量要顯著小于RG1(p<0.05),且FK1與ZR1無(wú)顯著性差異(p>0.05),說(shuō)明熱風(fēng)干燥沒有對(duì)大曲后期貯存淀粉的分解產(chǎn)生不利影響;而RG2、FK2和ZR2淀粉含量無(wú)顯著性差異(p>0.05),說(shuō)明此時(shí)大曲微生物生長(zhǎng)代謝基本穩(wěn)定。

2.2大曲生化指標(biāo)的變化

圖2 大曲生化指標(biāo)的變化

圖3 大曲酶系指標(biāo)的變化

大曲生化指標(biāo)是影響白酒產(chǎn)量、質(zhì)量和風(fēng)格的直接因素,不同貯存時(shí)間下大曲生化指標(biāo)的變化情況如圖2所示。由圖2可知,對(duì)于大曲酯化力,總體來(lái)說(shuō)隨著貯存時(shí)間的增加酯化力有降低的趨勢(shì),而RG1、FK1和ZR1之間,RG2、FK2和ZR2之間差異不顯著(p>0.05),說(shuō)明熱風(fēng)干燥并沒有給大曲在貯存期酯化力的變化帶來(lái)影響。氨態(tài)氮是大曲生香力的體現(xiàn),總體來(lái)說(shuō)隨著貯存時(shí)間的增加氨態(tài)氮含量呈先增后減的趨勢(shì),FK1的氨態(tài)氮含量顯著低于ZR1(p<0.05),且FK2也顯著低于ZR2(p<0.05),說(shuō)明熱風(fēng)干燥對(duì)大曲貯存期間氨態(tài)氮的形成有一定抑制作用,這是由于熱風(fēng)干燥促進(jìn)了美拉德反應(yīng),降低了氨態(tài)氮的含量[22]。對(duì)于酒化力,總體來(lái)說(shuō)隨著貯存時(shí)間的增加呈緩慢降低的趨勢(shì),RG1、FK1和ZR1之間的差異不顯著(p>0.05),而 FK2和ZR2的酒化力顯著小于 RG2(p<0.05),這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室貯存條件下大曲水活度相對(duì)較高,環(huán)境溫度較適宜,適合一些釀酒酵母的生長(zhǎng)[7]。

2.3大曲酶系指標(biāo)的變化

所有微生物的生命活動(dòng)都離不開酶,大曲中培養(yǎng)微生物的主要目的之一就是利用微生物來(lái)產(chǎn)生多種酶類,不同貯存時(shí)間下大曲酶系指標(biāo)的變化情況如圖3所示。

由圖3可知,對(duì)于糖化力,RG1和FK1要顯著大于ZR1(p<0.05),說(shuō)明熱風(fēng)干燥后的大曲不管是在實(shí)驗(yàn)室貯存一個(gè)月還是返回曲庫(kù)貯存一個(gè)月,其糖化力都比曲庫(kù)自然干燥貯存要高;RG2糖化力顯著高于ZR2(p<0.05),說(shuō)明經(jīng)熱風(fēng)干燥后大曲在實(shí)驗(yàn)室貯存2個(gè)月后對(duì)糖化酶活力的形成依然存在一定的優(yōu)勢(shì),因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室貯存大曲水分較高利于霉菌的生長(zhǎng),能代謝糖化酶[23]。對(duì)于大曲的液化力,RG1顯著高于 FK1和ZR1(p<0.05),RG2高于 FK2和ZR2,而FK1和ZR1,FK2和ZR2之間的差異不顯著(p>0.05),說(shuō)明經(jīng)熱風(fēng)干燥后的大曲在實(shí)驗(yàn)室貯存更加有利于液化酶的產(chǎn)生,這也是由于實(shí)驗(yàn)室條件下有利于一些霉菌的生長(zhǎng)[23]。

對(duì)于大曲發(fā)酵力,總體來(lái)說(shuō)隨著貯存時(shí)間的增加發(fā)酵力呈降低的趨勢(shì),RG1、FK1和ZR1之間,RG2、FK2和ZR2之間的差異均不顯著(p>0.05),說(shuō)明熱風(fēng)干燥并沒有給大曲在貯存期發(fā)酵力的變化帶來(lái)影響。對(duì)于大曲蛋白酶活力,總體來(lái)說(shuō)隨著貯存時(shí)間的增加蛋白酶活力呈穩(wěn)定的趨勢(shì),RG1、FK1和ZR1之間,RG2、FK2和ZR2之間的差異均不顯著(p>0.05),說(shuō)明熱風(fēng)干燥也并沒給大曲在貯存期蛋白酶活力的變化帶來(lái)影響。

2.4大曲揮發(fā)性風(fēng)味成分的變化

大曲特征香氣成分主要由2,6-二甲基吡嗪、1-辛烯-3-醇、苯乙醛、4-乙基愈創(chuàng)木酚等組成[24]。不同貯存時(shí)間下大曲揮發(fā)性風(fēng)味成分指標(biāo)的變化情況如表1所示。

由表1可知,主要檢出7個(gè)大類化合物,分別為醇類、酯類、芳香類、吡嗪類、烷烯類、醛酮類和雜環(huán)類,從含量上看,酯類化合物含量最高,其次是芳香類化合物。從RG0、FK0、ZR0中檢測(cè)出揮發(fā)性風(fēng)味成分種類分別為43、41、42種,從RG1、FK1、ZR1中檢測(cè)出揮發(fā)性風(fēng)味成分種類分別為37、36、35種,從RG2、FK2、ZR2中檢測(cè)出揮發(fā)性風(fēng)味成分種類分別為31、34、29種。

醇類化合物和烷烯類化合物總量隨著貯存時(shí)間的增加總體呈先降低后趨于平穩(wěn)的趨勢(shì)。酯類化合物是大曲中含量最高的化合物,大部分酯類化合物呈現(xiàn)水果香、花香,它能增加白酒的酒香味[25],FK2酯類含量大于ZR2和RG2,說(shuō)明經(jīng)過(guò)2個(gè)月曲庫(kù)貯存,熱風(fēng)干燥對(duì)酯類的合成有一定促進(jìn)作用。芳香類、醛酮類、雜環(huán)類化合物總量隨貯存時(shí)間的增加呈降低的趨勢(shì)。

對(duì)于特征香氣成分,RG1和FK1的2,6-二甲基吡嗪的含量要高于ZR1,RG2和FK2的含量也要高于ZR2,說(shuō)明熱風(fēng)干燥對(duì)大曲在貯存期間的2,6-二甲基吡嗪含量有一定促進(jìn)作用。對(duì)于1-辛烯-3-醇的含量,RG2含量最高為2.93 μg/g。而苯乙醛的含量隨著貯存時(shí)間的增加幾乎趨于為零,說(shuō)明貯存對(duì)大曲苯乙醛影響較大。

2.5大曲微生物的變化

大曲微生物結(jié)構(gòu)和數(shù)量在貯存期間會(huì)發(fā)生變化,最終會(huì)趨于穩(wěn)定。不同貯存時(shí)間下大曲微生物量變化情況如表2所示。由表2可知,總體來(lái)說(shuō),隨著大曲貯存時(shí)間的增加,細(xì)菌和真菌的拷貝數(shù)呈先增后趨于平穩(wěn)的趨勢(shì)。對(duì)于細(xì)菌拷貝數(shù),其中RG1

續(xù)表

注:-表示未檢測(cè)出。

表2 大曲微生物量的變化

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)比分析了經(jīng)熱風(fēng)干燥處理后的大曲在貯存期間的理化指標(biāo)、生化指標(biāo)、酶系指標(biāo)、大曲揮發(fā)性風(fēng)味成分指標(biāo)和微生物指標(biāo),研究后發(fā)現(xiàn),經(jīng)熱風(fēng)干燥后大曲的水分和水活度顯著降低,達(dá)到了干燥的目的并能縮短貯存時(shí)間,在貯存期間對(duì)氨態(tài)氮的形成有一定抑制作用,這是由于美拉德反應(yīng)所致,在貯存后期對(duì)酯類和2,6-二甲基吡嗪含量有促進(jìn)作用;實(shí)驗(yàn)室貯存條件下,熱風(fēng)干燥在大曲貯存后期也能促進(jìn)酒化力、液化力、糖化酶活力和增加細(xì)菌的數(shù)量,說(shuō)明此條件為微生物提供了一個(gè)利于生長(zhǎng)代謝的環(huán)境;而熱風(fēng)干燥對(duì)大曲在貯存期淀粉的分解、酯化力、發(fā)酵力、蛋白酶活力沒有影響?？傮w來(lái)說(shuō),熱風(fēng)干燥對(duì)大曲在貯存期的一些質(zhì)量指標(biāo)有一定促進(jìn)作用。

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EffectofhotairdryingtechnologyonthequalityofDaquduringthestorageperiod

WANGHong1,LUOHui-bo1,2,*,ZHOUPing1,HUANGDan1,DENGBo3,4,SHENCai-ping3,WUJie-feng3

(1.College of Bioengineering,Sichuan University of Science & Engineering,Zigong 643000,China;2.Key Laboratory of Liquor Making Bio-Technology & Application of of Sichuan Province,Zigong 643000,China;3.Luzhou Laojiao Co.,Ltd.,Luzhou 646000,China;4.National Engineering Research Center of Solid-state Brewing,Luzhou 646000,China)

In order to explore the hot air drying technology influence on the quality of Daqu during the storage period,through detecting the changes of physicochemical indexes,biochemical indexes,the indexes of enzymes,volatile flavor components and microorganism of hot air drying Daqu during the storage period. The results showed that hot air drying could decrease water content and water activity value of Daqu significantly,and had a certain inhibitory effect on the formation of ammonia nitrogen during the storage period. However,in the late storage period,it had promoting effect on esters content and 2,6-dimethylpyrazine content. At the laboratory storage conditions,hot air drying could promote liquor-producing power,liquefying power,glucose activity and increased bacterial biomass in the late storage period. However hot air drying had no effect on Daqu starch decomposition,esterification force,fermentation force and protease activity during the storage period.

hot air drying Daqu;quality;storage period;volatile flavor components

2017-04-28

王洪(1991-),男,碩士研究生,研究方向：釀酒生物技術(shù)及應(yīng)用,E-mail：whsuse@163.com。

*

羅惠波(1969-),男,碩士，教授,研究方向：釀酒生物技術(shù)及應(yīng)用,E-mail：sgxlhb@suse.edu.cn。

固態(tài)釀造關(guān)鍵技術(shù)研究四川省院士(專家)工作站項(xiàng)目(GY2014-03)；釀酒生物技術(shù)及應(yīng)用四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目(NJ2014-01)；四川理工學(xué)院研究生創(chuàng)新基金項(xiàng)目(y2015010)；國(guó)家固態(tài)釀造工程技術(shù)研究中心項(xiàng)目(2015K-245)；四川省科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目(2016CC0032)；四川省省屬高校科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)規(guī)劃項(xiàng)目(16TD0026)；基于白酒產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)研究與集成項(xiàng)目(2016SZ0074)；瀘州老窖股份有限公司固態(tài)釀造中心項(xiàng)目(HX2015156)。

TS262.3

A

1002-0306(2017)22-0130-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.22.026