人工翻曲对发酵曲理化指标一致性影响的研究

张 霞 ，乔宗伟 ，2，雷学俊

(1.五粮液股份有限公司，四川宜宾 644007； 2.四川省固态发酵资源利用重点实验室，四川宜宾644007)

五粮液制曲采用小麦作为原材料，通过平地式摆曲，培曲过程中经过3次人工翻曲而得“包包曲”。这种形状独特的“包包曲”生产过程中更有利于自然环境中有益微生物的繁殖、代谢，特别是“包包”区域较高的制曲温度，更能够定向富集耐高温的芽孢杆菌等微生物，使曲药感官特征更好，是决定发酵酒醅具有特殊香味的重要因素[1]。

人工翻曲，即通过人工改变曲药的摆放位置，浓香型中温曲的人工翻曲一般摆放成“井”字形。第一次翻曲为中间翻四周，四周翻中间，硬度大的放下层，接触地面的一端向上翻，之后的翻曲就涉及到上层翻下层，下层翻上层，中间四周互换位置，也会凭经验根据水分和穿衣状态决定翻曲位置，每翻一次会逐步垒高曲药层次。

培曲过程中曲药理化指标的演变与大曲酒酿制的出酒率、酒质等有着十分密切的关系。经过实践证明，反映曲药质量的指标和影响曲药质量的因素有很多，其中曲药的糖化力和发酵力是体现酒曲质量的关键，其好坏也直接影响最终的出酒率和酒质。已有不少学者对曲药的理化指标变化规律进行了研究，但大多都是集中于对曲药一个发酵周期或曲药贮存期的研究[2-3]，仅彭智辅[4]、乔宗伟等[5]对一年四季曲药在发酵过程中的理化指标变化规律进行了研究，目前为止对曲房不同位置曲药理化指标区别的研究几乎没有。本研究力图通过分析五粮液中温曲不同位置曲药理化指标的差异来说明传统地面曲培曲过程中人工翻曲的必要性。传统地面曲劳动强度大，出曲率低，但人工翻曲对曲药质量的影响不可忽视，通过人工翻曲，平均了不同位置曲药质量的差异，大大有利于曲药在酿酒生产中的运用。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

样品采集：从五粮液中温曲曲坯培曲过程中在固定曲房的中间和四周进行定点跟踪取样，将取得的曲样放入无菌袋并密封，及时送实验室进行微生物分离和理化因子的检测。

试剂及耗材：葡萄糖、蔗糖、可溶性淀粉、10%浓硫酸、硫酸铜、氢氧化钠、丙三醇、乙醇等均为市售分析纯。

仪器设备：AVC-4D1垂直流超净工作台、HWS26型电热恒温数字水浴锅、HVE-50全自动高压蒸汽灭菌锅、LRH-250生化培养箱、电热鼓风干燥箱、UNION DZ4超高放大倍率连续变焦视频显微系统、无线测温仪等。

1.2 实验方法

1.2.1 曲温的检测

用无线测温仪跟踪取样区域测定温度，主要是测量曲心温度。

1.2.2 大曲水分的检测

用已烘至恒重的坩埚称取粉碎后混匀试样约10 g，在(105±2)℃烘3 h，取出在干燥器中冷却后称重，再烘30 min，直至前后2次重量差不超过0.001 g为止，含水量计算公式：f=(w-w1)／w×100%。

1.2.3 糖化力和发酵力的测定[6]

根据五粮液股份公司企业检测标准执行。

1.2.4 酵母菌含量的测定

将所取曲样粉碎混匀，称取10 g样品于90 mL无菌水中，振荡混匀，静置30 min，吸取上清液进行逐步梯度稀释成10-1、10-2和10-3菌液，选取合适梯度进行显微计数。

2 结果与讨论

2.1 曲温的检测

按实验1.2.1的方法测定大曲在培养过程中曲温的变化，结果见图1。

本研究曲温测量的是曲心温度，受四季环境温度影响较小，无论是曲房中间还是四周曲药的曲温大体变化趋势是一致的，都是先升高，维持高温一段时间，然后降低，也符合理论上的“前缓、中挺、后缓落”。五粮液包包曲属于中温偏高曲，该曲在发酵过程中其曲皮和曲心具有不同的温度，这样适合不同温度生长、繁衍的微生物的富集。由图1可以看出，曲房中间曲和四周曲在发酵前中期曲温还是有一定的差异，但第3次翻曲后直到出房不同位置的曲温又接近一致。人工翻曲速度较快，一间房控制在2 h左右翻完，所以在翻曲前后曲温变化不是很大，但仍能从图1中看出，第1次翻曲使温度略微的降低。第1次翻曲后曲温缓慢迎来最高温度，中挺时四季维持的最高温度差别不是很大，都能够维持在58～60℃之间，夏季维持的最高温度（58℃）要比冬季（60℃）时偏低。入房第2天，曲温迅速上升，曲房中间搭盖草帘层数较多，曲温上升速度较快，中间曲曲温上升速度要快于四周曲，先达到中挺最高温度，而水分散失又慢，容易出红心曲，曲房四周尤其是靠门的地方，通风排潮时效果明显，温度上升就比较慢。随着翻曲的进行，中间和四周曲药互换位置，两者曲温慢慢接近一致。整个培曲过程中要进行3次人工翻曲，直到曲药出房前期整间曲房的曲温都趋于一致。

2.2 大曲含水量的检测

按实验1.2.2的方法测定曲药的水分含量变化，结果见图2。

图1 发酵时间与曲温的变化关系

图2 发酵时间与曲药水分含量的关系

由图2可以看出，无论哪个季节、曲房的中间还是四周区域，随着培曲过程的进行曲药水分含量整体呈下降趋势。刚入房时，曲房四周和中间曲药水分一致，培养前期微生物在低温高水分的条件下极易生长，由于前期微生物的大量繁殖和代谢，曲坯中的淀粉和有益物质被大量消耗，释放大量的热量使曲块和曲房的温度迅速升高，随着温度的升高，大曲中水分开始迅速蒸发，也使得曲房的湿度迅速增加。在培曲前期曲房中间曲药升温快，水分散失快，但中间部位通风排潮效果差，蒸发的水分被草帘裹住，使得曲药总体水分散失缓慢，虽然四周曲药升温慢，但通风排潮时效果好，曲药水分下降较快，结合所取样品的感官鉴定，培曲前期，曲房中间曲药和四周有明显不同，曲房中间曲药水分含量高，断面不是很整齐，易产生酸味，而曲房四周曲药由于通风排潮效果好，水分散失快，不易产生酸味，但有时会有生淀粉味。第1次翻曲后，曲房中间和四周曲药互换位置，在之后的发酵过程中换位后的中间和四周曲药水分散失速率也互相交换，使得中间和四周曲药水分含量逐渐趋于一致，经过第2次翻曲，不同位置曲药又互相换位，到第3次翻曲时曲药水分含量已基本一致。整个培曲过程经过3次这样的人工翻曲，出房时整个曲房曲药的水分含量就几乎相同。从图2可以看出，一年四季的曲药都表现出这种变化，这也证明了人工翻曲对曲药水分的重要影响。

2.3 糖化力和发酵力的测定

按实验1.2.3的方法测定曲药在发酵过程中糖化力和发酵力的变化，结果见图3、图4。

图3 发酵时间与曲药糖化力（mg葡萄糖/g·h）的关系

由图3可以看出，培曲过程中，四季曲房中间区域曲药的糖化力变化趋势和四周区域曲药的糖化力变化趋势大体是一致的，都是先下降再升高，然后一直下降，最后到出房时略有回升，这和前人的研究结果是相符的[4-5]。刚入房时都是同一批曲坯，整间曲房曲坯糖化力几乎没有差别，培养几天后，曲房中间曲药和四周曲药的糖化力就有了明显差别，但到后缓落阶段直至出房，整间曲房曲药的糖化力又趋于一致，通过人工翻曲改变曲药的位置，让曲房不同位置的曲药均衡发酵，从而得到了糖化力更加均匀的曲药。我们推测如果没有人工翻曲这个步骤，不同位置曲药的糖化力差别会越来越大，最终导致整间曲房曲药的糖化力高低不一，这对曲药感官质量也会有很大影响，从而不利于酿酒生产对曲药的选择。大曲糖化力高低受原料结构、上霉情况及温湿度等诸多因素的影响[5]，第1次翻曲前，曲房四周曲药通风效果好，温度适宜霉菌生长，穿衣快，糖化力则高于曲房中间的曲药，经过2次人工翻曲，中间和四周曲药互换位置，曲药上霉情况趋于一致，糖化力也慢慢变得均匀。从图3曲房中间和四周曲药糖化力变化可以明显看出，3次人工翻曲的时间点，不同季节都有相似的规律，可见人工翻曲在曲房曲药糖化力保持均一性方面起着重要的作用。

由图4可以看出，无论哪个季节、曲房的中间还是四周位置，培曲过程中曲药的发酵力变化趋势大体是一致的，都是先升高，然后降低，偶尔有末尾回升现象，基本上都是入房第8天（即第1次翻曲）时，发酵力达到最高值[4-5]。同糖化力检测结果相似。刚入房时整间曲房曲药发酵力几乎没有差别，培养几天后曲房中间曲药和四周曲药的发酵力就有了明显差别，随着曲房不同位置曲药的发酵力差别的增大，通过翻曲改变曲药的位置，让曲房不同位置的曲药均衡发酵，到后缓落阶段整间曲房曲药的发酵力就趋于一致，从而得到质量更加均匀的曲药。发酵力变化主要是与酵母菌关系密切，和酵母菌所占比例及其活性有关。在培曲的工艺调控中，通过翻曲和通风排潮把握好温度和水分的变化，使其适宜微生物的生长代谢，由此可见，曲药发酵过程中的3次翻曲操作对曲药发酵力保持均一性有着重大的影响。

图4 发酵时间与曲药发酵力（mL CO2/g·72 h）的关系

2.4 酵母菌数量的测定

按实验1.2.4的方法测定曲药在发酵过程中酵母菌数量的变化，结果见图5。

由图5可看出，不同季节曲房中间和四周位置培曲过程中曲药酵母菌数量变化规律大体是先升高后降低，到培曲第8天左右能达到最大值[4-5]，第3次翻曲后变化幅度变得很小，这种变化规律和发酵力变化规律有很大的相似性，这也说明了酵母菌对曲药发酵力的影响。从图5可以看出，冬季曲房中间曲药的酵母菌数量要明显高于四周曲药，这应该是冬季曲房中间曲药的温度、水分变化更有利于酵母菌的繁殖；夏季曲房不同位置曲药酵母菌数量差别不是很明显，总体数量不高；春季和秋季曲房四周曲药酵母菌含量要略高于中间曲药，这说明春秋两季曲房四周曲药的物理条件变化更适合酵母菌的繁殖。第1次翻曲前，曲房中间位置温升快，水分大，适宜酵母菌生长繁殖，因此第1次翻曲前中间位置曲药酵母菌数量增长幅度大于四周位置的曲药。第1次翻曲后，中间和四周曲药交换位置，原来的四周曲药被摆放在了曲堆中间，通风效果好，此时原来的四周曲药酵母菌繁殖速度增快。通过这样的3次翻曲，3次变换曲药位置，使得最终整间房的出房曲酵母菌数量达到相似状态，可见翻曲对维持曲药酵母菌一致性的重要性。

图5 发酵时间与曲药酵母菌数量的关系

3 结论

3.1 五粮液包包曲属于传统地面曲，通过人工翻曲，平均了曲房不同位置曲药的理化指标差异，使得出房时整间曲房曲药质量相差不大，便于用于酿酒生产。

3.2 培曲前中期，曲房中间和四周曲药的各项理化指标有明显差异，但通过培曲过程中的3次人工翻曲，到培曲后期整间曲房曲药的各项理化指标基本趋于一致；推测没有人工翻曲过程，培曲结束后的出房曲理化指标应该会差别较大，整间曲房曲药的最终质量也将有较大差异。这也说明人工翻曲在培曲过程中对曲药的理化指标有较大影响，对传统地面曲最终质量的均一性至关重要。

3.3 本研究表明，一年不同季节中曲房中间和四周曲药理化指标均存在一定的差异，可以为以后的培曲过程做个参考，择优培曲，进一步提高曲药质量。