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(1.四川理工學院生物工程學院,四川自貢 643000;2.釀酒生物技術及應用四川省重點實驗室,四川自貢 643000;3.瀘州老窖股份有限公司,四川瀘州 646000;4.國家固態(tài)釀造工程技術研究中心,四川瀘州 646000)

熱風干燥技術對貯存期大曲質量的影響

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

(1.四川理工學院生物工程學院,四川自貢 643000;2.釀酒生物技術及應用四川省重點實驗室,四川自貢 643000;3.瀘州老窖股份有限公司,四川瀘州 646000;4.國家固態(tài)釀造工程技術研究中心,四川瀘州 646000)

通過測定熱風干燥大曲在貯存期的理化指標、生化指標、酶系指標、揮發(fā)性風味成分指標和微生物指標等的變化,探究熱風干燥技術對大曲貯存期質量的影響。研究發(fā)現(xiàn),經熱風干燥后大曲的水分和水活度顯著降低,在貯存期間對氨態(tài)氮的形成有一定抑制作用,在貯存后期對酯類和2,6-二甲基吡嗪含量有促進作用;實驗室貯存條件下,熱風干燥在大曲貯存后期也能促進其酒化力、液化力、糖化酶活力提高和增加細菌的數(shù)量;而熱風干燥對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。

熱風干燥大曲,質量,貯存期,揮發(fā)性風味成分

中國白酒歷史源遠流長,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,經粉粹拌水后壓制成磚塊狀,在開放式生產條件下自然環(huán)境中的微生物,經培菌、翻曲、存儲等階段后得到成品曲[4]。大曲不僅是生產大曲酒的糖化發(fā)酵劑和生香劑,同時也是釀酒原料的部分來源,大曲中形成豐富的香氣物質及其前體,在白酒生產過程中直接或間接地進入酒體,影響白酒的質量與風格[5-7]。因此,白酒的質量與大曲的質量有直接的聯(lián)系,沒有高質量的大曲就釀不出高品質的酒,所以釀酒行業(yè)內有“曲乃酒之骨”、“有好酒必有好曲”的說法[8-9]。然而,曲蟲對大曲具有嚴重的危害性,降低大曲的質量,造成重大的經濟損失[10]。通過對排潮降溫期大曲進行干燥處理,不僅能夠殺滅曲蟲,還可以達到干燥目的,縮短大曲貯存時間[11]。周平等[12-13]探究了熱風干燥技術對大曲質量的影響,發(fā)現(xiàn)經過干燥處理和未經過干燥處理的大曲質量差異不大,通過白酒釀造實驗發(fā)現(xiàn)干燥處理大曲能在一定程度上提升白酒質量,提高出酒率。大曲通常要經過曲庫貯存處理,使得大曲質量穩(wěn)定后用于白酒生產。宋瑞濱等[14]探究了大曲在貯存期間質量的變化,發(fā)現(xiàn)隨著貯存時間的增加,大曲質量會不斷發(fā)生變化,大曲貯存期不超過18個月為宜。但一般認為大曲貯存期為2～6個月最好[15]。

本實驗通過測定經熱風干燥處理后的大曲在貯存期的理化指標、生化指標、酶系指標、大曲揮發(fā)性風味成分指標、微生物指標等的變化,旨在探究熱風干燥技術對大曲在貯存期質量的影響。

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)有限公司化學試劑廠;正己烷 色譜純,德國Darmstadt公司;乙酸丁酯 色譜純,天津光復精細化工研究所;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 飛世爾實驗器材(上海)有限公司;84Y-3型風速可控干燥箱 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型手持式糖量計折射儀 成都格納絲商貿有限公司;SW-CJ-2D型超凈工作臺 江蘇蘇凈集團有限公司;HD-4型智能水分活度測量儀 無錫市華科儀表有限公司;GZ-1200-X型電腦恒溫層析柜 韶關市廣智科技設備有限公司;HT300A系列自動固相微萃取儀 意大利HTA公司;Agligent 7890A-5975B型氣相色譜-質譜聯(lián)用儀 美國安捷倫公司;實時熒光定量PCR儀 ABI Step One Plus,美國Applied Biosystems公司。

1.2實驗方法

1.2.1 實驗材料處理 對降溫期大曲(培菌第8 d)進行熱風干燥處理(于干燥箱中,控制溫度50 ℃、風速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,一批在實驗室進行貯存(將大曲放入實驗室保溫盒中,上面蓋上稻草,相對濕度為70%,室溫貯存),另一批返回曲庫貯存(溫度和濕度接近外部環(huán)境)。將熱風干燥前的大曲(降溫期大曲)批次標記為RG0,將RG0經過人工熱風干燥后的大曲批次標記為FK0,將RG0在曲庫進行自然干燥(72 h)的批次標記為ZR0(水分21%);將FK0直接在實驗室貯存1個月、2個月的大曲批次分別標記為RG1、RG2,將FK0返回曲庫貯存1個月、2個月的大曲批次分別標記為FK1、FK2;將ZR0貯存1個月、2個月的大曲批次分別標記為ZR1、ZR2。每個批次的大曲隨機選取3塊進行粉碎,過20目篩后混合,用于理化指標、生化指標、風味成分指標、微生物指標的測定。

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

1.2.3 揮發(fā)性風味成分的測定 準確稱取5.0 g大曲樣品和100 μL質量濃度為40 mg/100 mL的乙酸丁酯內標于頂空瓶中,將頂空瓶放入全自動固相微萃取儀中,56 ℃平衡10 min后再萃取30 min,按照參考文獻[19]設定的分析條件進行GC-MS分析,采用半定量法測定風味物質的濃度。

氣相色譜條件:DB-WAX 60.0 m×0.25 mm×0.25 μm毛細管色譜柱;進樣口溫度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,質量掃描范圍20～500 amu,溶劑延遲3 min。

1.2.4 熒光定量實時PCR PCR反應體系(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反應條件:95 ℃ 5 min;95 ℃ 15 s,60 ℃ 30 s,40個循環(huán)。引物序列:16s_F ACTGGGCGTAAAGAGCGT,16s_R CGCATTTCACCGCTACAC,18s_F ACTCAACACGGG AAAACTC,18s_R CGGAATGAACCAGACAAATC。

1.3數(shù)據處理

實驗所得數(shù)據采用Origin作圖,SPSS進行方差分析,多重比較采用Duncan’s新復極差法進行比較,檢驗實驗結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 結果與分析

2.1大曲理化指標的變化

圖1 大曲理化指標的變化

大曲的理化指標是衡量大曲質量好壞的重要部分,不同貯存時間下大曲理化指標的變化情況如圖1所示。由圖1可知,FK0的水分含量顯著低于ZR0(p<0.05),說明大曲經過熱風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,說明經過熱風干燥的大曲于實驗室貯存水分含量較高,這是由于在實驗室貯存時樣品量比曲庫小,貯存溫度比曲庫低,空氣流速小,造成水分蒸發(fā)困難所致;FK2與ZR2的水分含量無顯著性差異,最終為12%左右,滿足出庫大曲水分要求[15]。大曲的水活度和水分含量的變化情況基本一致,說明熱風干燥在除去水分的同時,也降低了大曲的水活度,而水活度與微生物生長息息相關[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的酸度無顯著性差異(p>0.05),FK2的酸度最高,且顯著大于RG2,說明大曲經熱風干燥后在曲庫貯存更加有利于酸類的形成,這是因為通過高溫干燥后會再次淘汰部分不耐熱的細菌,使一些產酸的嗜熱芽孢桿菌逐漸在貯存期形成優(yōu)勢,使酸度升高[21]。從大曲淀粉的變化情況來看,FK1和ZR1淀粉含量要顯著小于RG1(p<0.05),且FK1與ZR1無顯著性差異(p>0.05),說明熱風干燥沒有對大曲后期貯存淀粉的分解產生不利影響;而RG2、FK2和ZR2淀粉含量無顯著性差異(p>0.05),說明此時大曲微生物生長代謝基本穩(wěn)定。

2.2大曲生化指標的變化

圖2 大曲生化指標的變化

圖3 大曲酶系指標的變化

大曲生化指標是影響白酒產量、質量和風格的直接因素,不同貯存時間下大曲生化指標的變化情況如圖2所示。由圖2可知,對于大曲酯化力,總體來說隨著貯存時間的增加酯化力有降低的趨勢,而RG1、FK1和ZR1之間,RG2、FK2和ZR2之間差異不顯著(p>0.05),說明熱風干燥并沒有給大曲在貯存期酯化力的變化帶來影響。氨態(tài)氮是大曲生香力的體現(xiàn),總體來說隨著貯存時間的增加氨態(tài)氮含量呈先增后減的趨勢,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),說明熱風干燥對大曲貯存期間氨態(tài)氮的形成有一定抑制作用,這是由于熱風干燥促進了美拉德反應,降低了氨態(tài)氮的含量[22]。對于酒化力,總體來說隨著貯存時間的增加呈緩慢降低的趨勢,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),這是因為實驗室貯存條件下大曲水活度相對較高,環(huán)境溫度較適宜,適合一些釀酒酵母的生長[7]。

2.3大曲酶系指標的變化

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

由圖3可知,對于糖化力,RG1和FK1要顯著大于ZR1(p<0.05),說明熱風干燥后的大曲不管是在實驗室貯存一個月還是返回曲庫貯存一個月,其糖化力都比曲庫自然干燥貯存要高;RG2糖化力顯著高于ZR2(p<0.05),說明經熱風干燥后大曲在實驗室貯存2個月后對糖化酶活力的形成依然存在一定的優(yōu)勢,因為實驗室貯存大曲水分較高利于霉菌的生長,能代謝糖化酶[23]。對于大曲的液化力,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),說明經熱風干燥后的大曲在實驗室貯存更加有利于液化酶的產生,這也是由于實驗室條件下有利于一些霉菌的生長[23]。

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

2.4大曲揮發(fā)性風味成分的變化

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]。不同貯存時間下大曲揮發(fā)性風味成分指標的變化情況如表1所示。

由表1可知,主要檢出7個大類化合物,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中檢測出揮發(fā)性風味成分種類分別為43、41、42種,從RG1、FK1、ZR1中檢測出揮發(fā)性風味成分種類分別為37、36、35種,從RG2、FK2、ZR2中檢測出揮發(fā)性風味成分種類分別為31、34、29種。

醇類化合物和烷烯類化合物總量隨著貯存時間的增加總體呈先降低后趨于平穩(wěn)的趨勢。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,說明經過2個月曲庫貯存,熱風干燥對酯類的合成有一定促進作用。芳香類、醛酮類、雜環(huán)類化合物總量隨貯存時間的增加呈降低的趨勢。

對于特征香氣成分,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,說明熱風干燥對大曲在貯存期間的2,6-二甲基吡嗪含量有一定促進作用。對于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間的增加幾乎趨于為零,說明貯存對大曲苯乙醛影響較大。

2.5大曲微生物的變化

大曲微生物結構和數(shù)量在貯存期間會發(fā)生變化,最終會趨于穩(wěn)定。不同貯存時間下大曲微生物量變化情況如表2所示。由表2可知,總體來說,隨著大曲貯存時間的增加,細菌和真菌的拷貝數(shù)呈先增后趨于平穩(wěn)的趨勢。對于細菌拷貝數(shù),其中RG1

續(xù)表

注:-表示未檢測出。

表2 大曲微生物量的變化

3 結論

通過對比分析了經熱風干燥處理后的大曲在貯存期間的理化指標、生化指標、酶系指標、大曲揮發(fā)性風味成分指標和微生物指標,研究后發(fā)現(xiàn),經熱風干燥后大曲的水分和水活度顯著降低,達到了干燥的目的并能縮短貯存時間,在貯存期間對氨態(tài)氮的形成有一定抑制作用,這是由于美拉德反應所致,在貯存后期對酯類和2,6-二甲基吡嗪含量有促進作用;實驗室貯存條件下,熱風干燥在大曲貯存后期也能促進酒化力、液化力、糖化酶活力和增加細菌的數(shù)量,說明此條件為微生物提供了一個利于生長代謝的環(huán)境;而熱風干燥對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。總體來說,熱風干燥對大曲在貯存期的一些質量指標有一定促進作用。

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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：釀酒生物技術及應用,E-mail：whsuse@163.com。

*

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

固態(tài)釀造關鍵技術研究四川省院士(專家)工作站項目(GY2014-03)；釀酒生物技術及應用四川省重點實驗室開放基金項目(NJ2014-01)；四川理工學院研究生創(chuàng)新基金項目(y2015010)；國家固態(tài)釀造工程技術研究中心項目(2015K-245)；四川省科技成果轉化項目(2016CC0032)；四川省省屬高校科研創(chuàng)新團隊建設規(guī)劃項目(16TD0026)；基于白酒產業(yè)轉型升級的關鍵技術研究與集成項目(2016SZ0074)；瀘州老窖股份有限公司固態(tài)釀造中心項目(HX2015156)。

TS262.3

A

1002-0306(2017)22-0130-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.22.026