常少健 ，王超凱 ，劉義會 ，張 磊 ，張 穎 ，李 覓 ，蔡海燕 ，張 翼 ，王 晗

(1.四川省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計院，四川成都611130； 2.釀酒生物技術(shù)及應(yīng)用四川省重點實驗室，四川成都611130；3.國家固態(tài)釀造工程技術(shù)研究中心，四川瀘州646000； 4.四川理工學(xué)院，四川自貢643000)

窖泥是濃香型白酒釀造的基礎(chǔ)，在生產(chǎn)過程中發(fā)揮著極其重要的作用[1]。窖泥作為釀造微生物主要的棲息場所，為微生物提供了適宜的生存環(huán)境，并且在釀造過程中不斷積累風(fēng)味前體物質(zhì)，從而賦予濃香型白酒特殊的風(fēng)格。所以窖泥質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定著所產(chǎn)原酒質(zhì)量的高低。

模糊數(shù)學(xué)是研究與處理模糊性事物的一種新的數(shù)學(xué)模式[2]，濃香型白酒的窖泥質(zhì)量本身是一些客觀存在的模糊概念和模糊現(xiàn)象，應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)模型可對評價中的模糊性問題進(jìn)行定量化處理，以反映窖泥質(zhì)量的不確定性。本研究應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)模型，從感官和理化指標(biāo)上對窖泥質(zhì)量差異進(jìn)行評價，以數(shù)據(jù)來客觀反映濃香型白酒窖池窖泥質(zhì)量的好壞。

1 指標(biāo)體系構(gòu)建

模糊綜合評價指標(biāo)體系是進(jìn)行綜合評價的前提，窖泥評價指標(biāo)的選取是否適宜，將直接影響評價的準(zhǔn)確性。為了科學(xué)確定窖泥質(zhì)量評價體系，我們對四川省內(nèi)濃香型白酒主要產(chǎn)區(qū)的幾十家企業(yè)進(jìn)行調(diào)查走訪，同企業(yè)技術(shù)、經(jīng)營、生產(chǎn)管理人員及行業(yè)專家進(jìn)行溝通、交流，并隨機采集不同質(zhì)量等級的窖泥樣品。結(jié)果見表1。

目前，針對窖泥的研究主要集中在感官指標(biāo)（色澤、氣味、質(zhì)感等）、理化指標(biāo)（水分、pH值、N、P、礦質(zhì)元素Ca、Fe、腐殖質(zhì)等）以及微生物指標(biāo)。通過對十余家酒企的20個窖泥樣品（1—6號為優(yōu)質(zhì)窖泥，7—15號為一般窖泥，16—20號為質(zhì)量較差窖泥）取樣分析，發(fā)現(xiàn)總氮、氨態(tài)氮、有效磷、Ca、Fe、腐殖質(zhì)等指標(biāo)與窖泥質(zhì)量間不具備規(guī)律性。由于窖泥制作所選取的原料土來源不同，其部分理化指標(biāo)本身差異較大，無法界定各項指標(biāo)含量到底是原料土本身自然具備還是在釀酒生產(chǎn)過程中積累而成，因此本研究排除這些指標(biāo)?？紤]到水分、pH值、微生物總數(shù)、耐熱芽孢桿菌數(shù)等與生產(chǎn)密切相關(guān)，結(jié)合目前行業(yè)內(nèi)比較認(rèn)可的色澤、氣味、質(zhì)感等感官指標(biāo)，并結(jié)合采樣分析，最終將這7項指標(biāo)作為窖泥質(zhì)量的評價指標(biāo)體系。

1.1 色澤

色澤是反映窖泥制作時發(fā)酵是否充分及老熟程度的一個重要指標(biāo)。我們通過對所采集的窖泥樣品進(jìn)行感官分析發(fā)現(xiàn)，品質(zhì)優(yōu)良的窖泥顏色一般呈灰褐色、灰黑色或灰白色，窖泥里層偶有烏黑或綠、黃等顏色；質(zhì)量一般的窖泥呈黃褐色；質(zhì)量比較差的窖泥呈黃色，帶有窖泥制作原料本色。

1.2 氣味

氣味是反映窖泥質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，品質(zhì)優(yōu)良的老窖泥香氣純正，帶有濃郁的老窖泥香氣，窖香舒適，香味持久；質(zhì)量一般的窖泥香氣正，稍有老窖泥香氣，帶有明顯的酯香、酒香，香味較持久；質(zhì)量比較差的窖泥稍有酯香和酒香，有一定異雜味（酸敗味、生泥味、腐臭味等）。

表1 不同質(zhì)量等級窖泥的理化指標(biāo)

1.3 質(zhì)感

質(zhì)感主要反映了窖泥的物理組織狀態(tài)，品質(zhì)優(yōu)良的老窖泥表層柔熟細(xì)膩、起懸或有明顯黏稠感，斷面泡氣或呈疏松的顆粒狀，手感細(xì)滑；質(zhì)量一般的窖泥表層較柔熟細(xì)膩，有一定的黏稠感，斷面較泡氣；質(zhì)量比較差的窖泥柔熟一般，手感較硬，斷面板結(jié)。

1.4 水分

窖泥中的水除了起物質(zhì)輸送的作用外，還對窖泥中的微生物生長繁殖、物質(zhì)代謝起著重要的作用。窖泥水分要達(dá)到一定的含量，才能保證窖泥中的微生物進(jìn)行正常的生理活動，因此，水分含量是評價窖泥質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。我們通過對所采集的窖泥樣品的水分含量分析發(fā)現(xiàn)，窖泥水分含量分布范圍比較寬，從29.2%到50.9%都有分布，優(yōu)質(zhì)窖泥的水分含量多集中在36%以上，質(zhì)量一般的窖泥其水分含量多在30%～36%范圍內(nèi)，但當(dāng)窖泥水分低至30%以下時，窖泥顯干，質(zhì)量嚴(yán)重下降。

1.5 pH值

pH值對窖泥微生物生命活動的影響很大，主要通過兩種方式：一是引起細(xì)胞膜電荷的變化，從而影響了微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收；二是影響代謝過程中酶的活性。我們通過對所采集的窖泥樣品的pH值分析統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，優(yōu)質(zhì)窖泥的pH值多在6.0～7.5范圍內(nèi)，而質(zhì)量一般窖泥的pH值多集中在5.0～6.0或7.5～8.0，但當(dāng)窖泥pH＜4.5時，窖泥質(zhì)量明顯下降。

1.6 微生物總數(shù)和耐熱芽孢桿菌數(shù)

傳統(tǒng)上認(rèn)為窖泥微生物總數(shù)和耐熱芽孢桿菌數(shù)越多，窖泥質(zhì)量越好。但經(jīng)我們的研究發(fā)現(xiàn)，微生物總數(shù)和耐熱芽孢桿菌數(shù)在優(yōu)質(zhì)窖泥和劣質(zhì)窖泥中的分布并不存在明顯的規(guī)律性，這就為從微生物方面制定窖泥質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)帶來了困難。雖然包括我們在內(nèi)的白酒行業(yè)專家投入了大量的精力研究窖泥的微生物本質(zhì)，但由于窖泥中的微生物體系太復(fù)雜，以行業(yè)現(xiàn)有研究水平和程度，要完全弄清楚窖泥的微生物學(xué)本質(zhì)尚需時日。因此，只能對窖泥的微生物學(xué)評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行簡單描述，更科學(xué)、更系統(tǒng)的窖泥微生物學(xué)評價標(biāo)準(zhǔn)還需深入研究。

2 模糊數(shù)學(xué)模型的建立

2.1 確定指標(biāo)集

窖泥質(zhì)量評價因素集為指標(biāo)集，A=（A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7），即：窖泥質(zhì)量評價指標(biāo)=（顏色、氣味、質(zhì)感、水分含量、pH值、微生物總數(shù)、耐熱芽孢桿菌數(shù)）。

2.2 確定評語集

P=（P1，P2，…，Pn），其中 P 表示評語集，通過模糊綜合評價得到的模糊評價向量，對窖泥質(zhì)量對應(yīng)各評價標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度的信息通過該模糊向量表示出來，體現(xiàn)評價的模糊特性。評語集是等級的集合，本文將窖泥質(zhì)量分為十一個等級：一級、二級、三級、四級、五級、六級、七級、八級、九級、十級、十一級。

2.3 指標(biāo)權(quán)重確定

在窖泥質(zhì)量的技術(shù)評價過程中，評價指標(biāo)體系中指標(biāo)權(quán)重和分值的確定關(guān)系到整套評價體系的系統(tǒng)性和科學(xué)性。目前關(guān)于指標(biāo)權(quán)重確定的方法有數(shù)十種[3]，根據(jù)數(shù)據(jù)來源不同，可以分為主觀賦權(quán)法、客觀賦權(quán)法和組合賦權(quán)法3類。其中主觀賦權(quán)法研究比較成熟，它主要有專家調(diào)研法、最小平方和法、相對比較法以及層次分析法。本研究采用專家調(diào)研法確定各指標(biāo)權(quán)重，結(jié)果見表2。

表2 窖泥質(zhì)量評價體系指標(biāo)及權(quán)重表

2.4 模糊數(shù)學(xué)模型求解

根據(jù)構(gòu)建的指標(biāo)體系，針對需要評估的窖泥進(jìn)行專家評分，得到專家評分矩陣以及各指標(biāo)權(quán)重Q之后，可以得到窖泥質(zhì)量的評價向量E。

其中，E1，E2，E3，E4，E5，E6，E7，E8，E9，E10，E11是最終隸屬于P中的評語隸屬度，分別代表一級、二級、三級、四級、五級、六級、七級、八級、九級、十級、十一級，根據(jù)最大隸屬度原則，可以確定評估結(jié)果屬于哪一級，即得到評估窖泥質(zhì)量的具體級別。

3 應(yīng)用實例

以四川某白酒企業(yè)為例，選取該廠不同質(zhì)量等級窖池共10口（編號1—10號），由5名評估專家進(jìn)行暗評。對抽取的濃香型窖池窖泥樣品進(jìn)行感官檢驗，并結(jié)合理化和微生物指標(biāo)檢驗數(shù)據(jù)，按照模糊綜合評價體系，對窖泥質(zhì)量對應(yīng)各指標(biāo)進(jìn)行評分，見表3。通過對專家評分情況的統(tǒng)計分析，填寫專家評分矩陣構(gòu)造表，構(gòu)造專家評分矩陣，見表4。

表3 窖泥質(zhì)量專家評分情況匯總表

根據(jù)以上打分矩陣，將窖泥質(zhì)量進(jìn)行模糊運算，得到如下運算矩陣，即：

表4 窖泥質(zhì)量專家評分矩陣構(gòu)造表

按照最大隸屬度原則取max(E)，根據(jù)max(E)所對應(yīng)的窖泥質(zhì)量等級，即：max(E)=E9，得出窖泥模糊綜合評價等級為九級。同理根據(jù)專家評估，經(jīng)模糊綜合運算得出另外9口窖池窖泥質(zhì)量等級。最后將窖泥質(zhì)量評價情況與該廠窖池檔案記錄情況進(jìn)行比對，結(jié)果基本一致，驗證了該模型的科學(xué)性、適用性。

4 結(jié)語及展望

通過建立模糊數(shù)學(xué)模型將濃香型白酒窖泥質(zhì)量影響因素定性定量化，可以降低窖泥質(zhì)量評估的主觀性，并且為白酒企業(yè)窖泥質(zhì)量的改良和提高提供理論依據(jù)。結(jié)合實際應(yīng)用情況，我們會對窖泥質(zhì)量評估體系繼續(xù)深入研究，以對窖泥質(zhì)量評估體系進(jìn)行更科學(xué)的修正完善。