山西冬性大麥品種培曲性能研究

任婷月，韓 英，李永強，王曉勇，甄 攀，閆福新

（山西杏花村汾酒廠股份有限公司技術中心，山西汾陽 032205）

“曲為酒之骨”，大曲的質量直接影響清香型白酒的產量和質量。大曲作為釀酒的糖化發(fā)酵劑，在釀酒過程中起著糖化、發(fā)酵、生香的作用，直接或間接影響酒體的品質和風格。清香型大曲是以大麥、豌豆為主要原料，采用自然接種、中溫發(fā)酵培養(yǎng)的一種粗酶復合制劑。

大麥屬禾本科植物，學名L.。大麥富含碳水化合物、蛋白質等大分子物質，含有鈣、磷等礦質元素，適合多種微生物生長，被用于白酒制曲生產中。由于大麥含有較多的皮殼，纖維素含量高，曲坯質地過于疏松，不宜單獨制曲，常添加豆類，汾酒大曲以大麥和豌豆為原料。大麥根據(jù)品系種植特點，一般分為春性大麥、半冬性大麥、冬性大麥。冬大麥屬一年生或越年生草本植物，秋季播種，第2 年夏季收獲，具有生育周期短、早熟、豐產、抗逆性強、適應性廣等特性，因其營養(yǎng)價值高，兼有食用、飼料用、藥用、釀造等用途。我國大麥分3 個大區(qū)，主要為北方春大麥區(qū)、青藏高原裸大麥區(qū)、黃淮以南冬大麥區(qū)。山西省南部屬黃淮冬大麥區(qū)，平川、丘陵區(qū)宜種植冬性大麥，大麥在山西有悠久的栽培歷史。

清香型白酒制曲大麥原糧基地主要分布在甘肅、內蒙古，大麥品種均屬于春性大麥。由于春性大麥和冬性大麥播種季節(jié)不同，生育期不同，作物各生長階段遇到的溫度和光照會存在差異，光合作用和營養(yǎng)物質的分配也會發(fā)生變化，從而影響作物的產量與品質。目前，對于不同產地來源不同品種大麥理化特性及其制曲性能研究較少。本研究以山西晉南地區(qū)的一個高產、多抗的冬性大麥品種為研究對象，以清香型白酒現(xiàn)用品種大麥作為對照，對山西冬性大麥品種的理化特性進行研究，并對其制曲性能進行評價，比較差異性。研究山西產地來源的冬性大麥品種用作清香型白酒大曲原料的可行性，為清香型大曲原料的選用提供科學的參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

原料：供試大麥為山西產地來源的冬性大麥品種，標記為SY；對照品種為清香型白酒制曲用原糧品種，標記為DZ，種子由原糧生產基地提供。

試劑及耗材：氫氧化鈉、鄰苯二甲酸氫鉀、五水硫酸銅、酒石酸鉀鈉、亞鐵氰化鉀、無水葡萄糖、冰乙酸、醋酸鈉、酚酞、碘、碘化鉀、可溶性淀粉，均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

儀器設備：恒溫振蕩器，常州國華電器有限公司；電子天平，上海民橋精密科學儀器有限公司；電熱鼓風干燥箱，上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠；數(shù)顯恒溫水浴鍋，江蘇新康有限公司；電子萬用爐，北京中興偉業(yè)有限公司；全自動還原糖測定儀，山東省科學院生物研究所；稱量瓶、酸式滴定管、堿式滴定管、研缽、三角瓶、燒杯、玻璃棒，天博化玻。

1.2 試驗方法

1.2.1 大麥理化指標分析

對兩個大麥品種進行理化指標檢測與對比分析，檢測指標包括水分、千粒重、發(fā)芽率、蛋白含量、水敏感性、總淀粉、支鏈淀粉及直鏈淀粉含量。

1.2.2 培曲過程理化指標分析

采用山西冬性大麥品種進行培曲試驗，以清香型白酒現(xiàn)用品種大麥作為對照生產清茬曲，工藝參數(shù)均按《清香型白酒大曲生產工藝》執(zhí)行。對培曲過程進行跟蹤分析，分析指標包括入房、上霉結束、晾霉結束、潮火結束、大火結束、后火結束、養(yǎng)曲結束、貯存1 個月、貯存2 個月、貯存3 個月的曲房溫度、曲房濕度、曲間溫度、水分、酸度、糖化力、液化力等指標。

1.2.3 制曲工藝流程（圖1）

圖1 試驗制曲工藝流程

1.3 檢測方法

1.3.1 大麥理化指標的測定

參照GB/T 7416—2008《啤酒大麥》中的測定方法進行檢測。

1.3.2 大曲理化指標的測定

參照QB/T 4257—2011《釀酒大曲通用分析方法》中的測定方法對大曲水分、酸度、液化力、糖化力進行測定。

2 結果與分析

2.1 大麥理化指標對比分析

2.1.1 水分對比

大麥的水分含量高低與倉貯安全息息相關。從圖2 可以看出，山西冬性大麥品種水分含量為10.2%，比現(xiàn)用品種大麥低1.3%，可以用作清香型白酒制曲原料。

圖2 兩個大麥品種水分含量對比

2.1.2 千粒重對比

千粒重是體現(xiàn)種子大小和飽滿程度的一項指標，檢驗種子質量和作物考種的內容。山西冬性大麥品種千粒重（以干基計）為44.10 g，比現(xiàn)用品種大麥（39.60 g）高4.5 g。由此表明山西冬性大麥籽粒大且飽滿，能滿足清香型白酒制曲原料對大麥千粒重的要求。

2.1.3 淀粉含量對比

大曲的發(fā)酵與原料淀粉含量有很大關系，淀粉為微生物的生長提供必須的碳源。不同淀粉類別大麥的吸水快慢、吸水率間有差異，支鏈淀粉含量較高的大麥吸水快，吸水率高。

從圖3 可以看出，該山西冬性大麥品種淀粉含量為58.12 %，比現(xiàn)用品種大麥（62.06 %）低3.94%。從圖4 可以看出，山西冬性大麥品種支鏈淀粉占比為79.54 %，較現(xiàn)用品種低2.05 %。由此可知山西冬性大麥品種淀粉含量較低，在大曲發(fā)酵時吸水性較現(xiàn)用品種大麥差。

圖3 兩個大麥品種粗淀粉含量對比

圖4 兩個大麥品種支鏈淀粉與直鏈淀粉占比

2.1.4 蛋白質含量（以干基計）對比

蛋白質為培曲過程中有用微生物的生長提供必須的氮源，氮也是微生物生育代謝所需能源之一。清香型白酒大曲原料配比為大麥∶豌豆=6∶4，豌豆蛋白質含量為20 %左右，大麥蛋白質含量不可過高，以免淀粉酶活性下降，蛋白酶活性增大。從圖5 可以看出，山西冬性大麥品種蛋白質含量為15.00 %，比現(xiàn)用品種大麥（11.00 %）高4.0 %，該山西冬性大麥品種屬于蛋白質含量較高的大麥品種。

圖5 兩個大麥品種蛋白質含量對比

2.1.5 發(fā)芽率對比

發(fā)芽率是檢測種子質量的重要指標，一般來說，新種的發(fā)芽率較高。從圖6 可以看出，山西冬性大麥品種的3 d 發(fā)芽率為96 %，5 d 發(fā)芽率為99%，與現(xiàn)用品種大麥無顯著性差異。

圖6 兩個大麥品種發(fā)芽率對比

2.1.6 水敏感性對比

大麥的水敏感性是指大麥長時間水浸也不提高其含水量，即便是麥粒含水量達到一定程度，發(fā)芽的麥粒也并不多。水敏性高的大麥發(fā)芽不整齊，發(fā)芽率低。從圖7 可以看出，山西冬性大麥品種的水敏感性為3.00%，顯著低于現(xiàn)用品種。

圖7 兩個大麥品種水敏感性對比

2.2 培曲過程中理化指標變化規(guī)律分析

2.2.1 培曲過程曲溫變化對比分析

由圖8 可知，臥曲時，溫度基本一致，在18～19 ℃之間；臥曲到上霉階段，溫度均大幅提高，山西冬性大麥品種最高上升至38.5 ℃左右，現(xiàn)用品種大麥最高上升至33 ℃左右；進入晾霉階段，溫度有較大幅度的降低，山西冬性大麥品種最低降至23 ℃，現(xiàn)用品種大麥最低降至23.5 ℃，這是由于上霉時，大曲四周和上層被葦席圍繞和覆蓋，進入晾霉階段后，窗戶打開、葦席被撤掉等原因；進入潮火階段，溫度又大幅回升，山西冬性大麥品種最高上升至39.5 ℃左右，現(xiàn)用品種大麥最高上升至39 ℃左右，此階段，微生物開始大量繁殖，產生大量熱量，該階段一般4～5 d；大火階段，每天兩熱兩晾，溫度也隨之上下波動，但都保持在相對較高的溫度，以免大曲“晾透”，影響升溫；進入后火期，曲溫逐漸下降；養(yǎng)曲期至出房階段，溫度較前期進一步下降，出房溫度在19～21 ℃之間。由此可知，兩種大曲在培曲過程中的曲溫變化總體趨勢一致，山西冬性大麥品種培曲過程曲溫略高于現(xiàn)用品種大麥，且在上霉階段，山西冬性大麥品種比現(xiàn)用品種大麥曲溫高5.5 ℃，造成該差異的原因可能是兩個大麥品種理化性質的差異。

圖8 兩種大麥培曲過程的曲溫變化對比

2.2.2 培曲過程曲房溫度、曲房濕度變化對比分析

由圖9 可知，兩種大曲在培曲過程中的曲房溫度變化總體趨勢一致，曲溫變化趨勢與曲房溫度變化趨勢基本一致。山西冬性大麥品種培曲過程中曲房溫度稍高于現(xiàn)用品種大麥。

圖9 兩種大麥培曲過程的曲房溫度變化對比

由圖10 可知，臥曲時，曲房濕度為33 %RH 左右；臥曲到上霉階段，由于大曲四周和上層被葦席圍繞和覆蓋，水分不容易散失，故曲房濕度大幅升高，山西冬性大麥品種濕度最高上升至84%RH，現(xiàn)用品種大麥濕度最高上升至78%RH；進入晾霉階段后，由于窗戶打開、葦席被撤掉等原因，濕度相應下降，山西冬性大麥品種濕度降至57%RH，現(xiàn)用品種大麥濕度降至56%RH；進入潮火階段，微生物開始大量繁殖，產生大量熱量，大曲內水分開始大幅散失，造成曲房內濕度大幅增加，山西冬性大麥品種濕度最高上升至62%RH，現(xiàn)用品種大麥濕度最高上升至64 %RH，之后開始大幅降低；潮火期以后，曲心的水分依舊在散失，但幅度沒有潮火時大，故曲房內濕度有所下降，隨著溫度的高低變化而相應有所波動；大火期結束，曲房濕度在40 %RH 左右；后火期結束，曲房濕度在31%RH 左右；養(yǎng)曲期至出房階段，曲心內水分已大量排出，曲房內的濕度較低，并保持相對穩(wěn)定，均在32 %RH 左右。由此可知，兩種大曲在培曲過程中的曲房濕度變化趨勢一致，在上霉階段，山西冬性大麥品種比現(xiàn)用品種大麥曲房濕度高6 % RH，可能是由于培曲過程中曲溫較高，大曲內水分排出較快，因而曲房濕度較高。

圖10 兩種大麥培曲過程的曲房濕度變化對比

2.2.3 培曲過程水分變化對比分析

曲坯水分變化是表征大曲發(fā)酵過程是否正常的重要指標。由圖11 可以看出，隨著培曲的進行，曲坯水分含量呈整體下降趨勢，不同時期下降速度有所差異。臥曲時，兩種大曲的水分均為39 %左右，從臥曲到上霉結束，水分含量幾乎不變；從晾霉到后火階段，水分急劇下降，這是由于微生物繁殖較快，致使曲坯品溫升高，水分大量流失；從后火到出房階段，水分下降較平緩，這是由于后期微生物繁殖和代謝緩慢，故水分下降較慢；出房貯存階段，曲坯水分仍持續(xù)下降，隨著貯存時間的延長，標準偏差逐漸變小，表明曲坯水分含量逐漸趨于穩(wěn)定。貯存三個月后，山西冬性大麥品種大曲水分為11.4 %±0.6 %，現(xiàn)用品種大曲水分為11.0 %±0.5%。二者水分變化趨勢無顯著性差異。

圖11 兩種大麥培曲過程中的水分變化對比

2.2.4 培曲過程酸度變化對比分析

酸度是微生物生長代謝的綜合指標。由圖12可知，曲坯酸度呈現(xiàn)出先升高后降低趨勢，在上霉階段，微生物的大量繁殖使得酸度急劇上升，微生物代謝產生有機酸，推測此時主要是產酸細菌的快速生長期。酸度在晾霉階段達到最高點。潮火期結束，山西冬性大麥品種酸度下降至0.9 mmol/10 g±0.2 mmol/10 g，現(xiàn)用品種酸度下降至1.03 mmol/10 g±0.2 mmol/10 g，之后酸度變化幅度較??；出房時，山西冬性大麥品種酸度為0.9 mmol/10 g±0.1 mmol/10 g，現(xiàn)用品種酸度為1.0 mmol/10 g±0.1 mmol/10 g。出房貯存階段，隨著貯存時間的延長，酸度先趨于穩(wěn)定后有下降趨勢，貯存三個月后，山西冬性大麥品種大曲酸度為0.7 mmol/10 g±0.04 mmol/10 g，現(xiàn)用品種大曲酸度為0.75 mmol/10 g±0.05 mmol/10 g。隨著貯存時間的延長，標準偏差逐漸變小，表明曲坯酸度逐漸趨于穩(wěn)定。大曲發(fā)酵過程中，兩個品種大麥酸度變化趨勢基本一致，山西冬性大麥品種在大曲發(fā)酵過程中酸度較低。

圖12 兩種大麥培曲過程中的酸度變化對比

2.2.5 培曲過程糖化力變化對比分析

糖化力是大曲最重要的一個生化指標。從圖13 可看出，臥曲時糖化力較高，山西冬性大麥品種糖化力為768 mg 葡萄糖/g?h±72 mg 葡萄糖/g?h，現(xiàn)用品種大麥糖化力為816 mg 葡萄糖/g?h±52 mg 葡萄糖/g?h，此時糖化力可能主要是來源于大麥和豌豆自身的糖化力；上霉結束后，糖化力升高，晾霉結束，糖化力降低。隨著曲醅的發(fā)酵，糖化力逐漸升高，從后火期開始變得平穩(wěn)，山西冬性大麥品種出房曲糖化力為1356.97 mg 葡萄糖/g?h±125.2 mg 葡萄糖/g?h，現(xiàn)用品種出房曲糖化力為1699.2 mg 葡萄糖/g?h±303 mg 葡萄糖/g?h。兩種大曲均能滿足清香型白酒對出房大曲的糖化力的要求。由此可知，曲醅的糖化力來源，早期為原料，后期為微生物代謝產生，從后火階段開始糖化力趨于穩(wěn)定。出房貯存階段，隨著貯存時間的延長，大曲的糖化力基本趨于穩(wěn)定，且標準偏差逐漸變小，貯存三個月后，山西冬性大麥品種大曲糖化力為1219.2 mg 葡萄糖/g?h±58 mg 葡萄糖/g?h，現(xiàn)用品種出房曲糖化力為1388.6 mg 葡萄糖/g?h±68 mg 葡萄糖/g?h。兩種大曲均能滿足清香型白酒對投產大曲的糖化力的要求。由此可知，兩種大麥品種大曲在發(fā)酵過程中糖化力變化趨勢一致，均呈現(xiàn)出先升高再降低后升高的趨勢。二者在大曲發(fā)酵過程中糖化力略有差異，山西冬性大麥品種的糖化力稍低于現(xiàn)用品種大麥，可能與大麥淀粉含量較低有關。

圖13 兩種大麥培曲過程中糖化力變化對比

2.2.6 培曲過程液化力變化對比分析

大曲的液化力體現(xiàn)了大曲中的微生物及酶降解淀粉的能力，是重要的生化指標之一。由圖14可知，山西冬性大麥品種出房曲的液化力為2.67 g淀粉/g?h±1.01 g 淀粉/g?h，現(xiàn)用品種大麥出房曲的液化力為3.42 g 淀粉/g?h±0.7 g 淀粉/g?h。兩種大曲均達到清香型白酒對于出房大曲液化力的要求。出房貯存階段，隨著貯存時間的延長，大曲的液化力基本趨于穩(wěn)定，且標準偏差逐漸變小，貯存三個月后，山西冬性大麥品種大曲液化力為2.7 g淀粉/g?h±0.43 g 淀粉/g?h，現(xiàn)用品種出房曲液化力為2.9 g 淀粉/g?h±0.2 g 淀粉/g?h。兩種大曲均符合清香型白酒對投產大曲液化力的要求。由此可知，兩種大麥品種大曲在發(fā)酵過程中液化力變化趨勢一致，兩種大麥品種大曲曲醅的液化力均是從晾霉結束開始檢測到，且從后火階段開始逐漸趨于穩(wěn)定，與糖化力后期的變化趨勢類似，可推測液化力由微生物產生，山西冬性大麥品種的液化力稍低于現(xiàn)用品種大麥。

圖14 兩種大麥培曲過程中液化力變化對比

2.2.7 出房曲感官質量評價(表1)

表1 出房曲感官質量評價對比

3 結論

大麥是清香型大曲的主要原料之一。不同產地來源的不同品種大麥的淀粉含量、蛋白質含量、千粒重、出芽率等品質性狀均對制曲質量有影響。本研究對山西冬性大麥的理化特性及制曲性能的評價結果表明：

理化指標分析結果表明，該山西冬性大麥品種淀粉含量為58.12%，蛋白質含量為15 %，3 d 發(fā)芽率為96 %，5 d 發(fā)芽率為99 %，水敏感性為3.00%。與清香型白酒現(xiàn)用品種大麥相比，屬于淀粉含量較低、蛋白質含量較高、水敏感性較低的大麥品種。

培曲過程理化指標變化規(guī)律研究表明，從培曲過程溫濕度變化曲線、理化指標變化趨勢、出房曲貯存過程中理化指標變化趨勢來看，山西冬性大麥品種大曲與清香型白酒現(xiàn)用品種大曲無顯著性差異，且大曲的理化性質從后火階段開始趨于穩(wěn)定。在培曲過程中，該山西冬性大麥品種培曲過程曲溫稍高于現(xiàn)用品種大麥，在上霉階段，山西冬性大麥品種比現(xiàn)用品種大麥曲溫高5.5 ℃；培曲過程中，山西冬性大麥酸度、糖化力與液化力稍低于清香型白酒現(xiàn)用品種大麥，造成該差異可能與其理化特性有關，有待進一步研究證實。山西冬性大麥品種出房大曲水分為21.2 %±0.8 %，酸度為0.9 mmol/10 g±0.1 mmol/10 g，糖化力為1356.97 mg 葡萄糖/g?h±125.2 mg 葡萄糖/g?h，液化力為2.67 g 淀粉/g?h±1.01 g 淀粉/g?h，與清香型白酒現(xiàn)用大麥品種出房大曲（水分為19.4%±1.1%，酸度為1.0 mmol/10 g±0.1 mmol/10 g，糖化力為1699.2 mg 葡萄糖/g?h±303 mg 葡萄糖/g?h，液化力為3.42 淀粉/g?h±0.7 淀粉/g?h）相比，糖化力與液化力略低，可能與其理化特性有關。出房曲感官質量評價結果表明，兩種大曲均上霉均勻，有典型的曲香味，斷面茬口為青白色，無其他顏色摻雜在內，山西冬性大麥品種優(yōu)質曲率為83 %，清香型白酒現(xiàn)用品種大麥優(yōu)質曲率為81 %，二者無顯著性差異（P＞0.05）。山西冬性大麥品種出房大曲可達到清香型白酒出房大曲的質量要求。

在貯存期三個月內，隨著大曲貯存時間的延長，大曲各項理化指標逐漸趨于穩(wěn)定，表明大曲各種酶的活性逐漸趨于穩(wěn)定。貯存3 個月后，該山西冬性大麥品種投產大曲水分為12.2%±0.6%，酸度為0.7 mmol/10 g±0.04 mmol/10 g，糖化力為1219.2 mg 葡萄糖/g?h±58 mg葡萄糖/g?h，液化力為2.7 g 淀粉/g?h±0.43 g 淀粉/g?h，與清香型白酒現(xiàn)用大麥品種投產大曲（水分為12.6 %±0.5 %，酸度為0.75 mmol/10 g±0.05 mmol/10 g，糖化力為1388.6±68 mg葡萄糖/g?h，液化力為2.9 g淀粉/g?h±0.2 g淀粉/g?h）相比，糖化力與液化力略低。該山西冬性大麥品種投產大曲可達到清香型白酒投產大曲的質量要求。