唐賢華，張崇軍*，彭志云，隋明,

1. 四川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院（都江堰 611830）；2. 五糧液集團(tuán)技術(shù)研究中心（宜賓 644000）；3. 四川大學(xué)輕紡與食品學(xué)院（成都 610065）

濃香型白酒的生產(chǎn)工藝是以傳統(tǒng)發(fā)酵技藝為主流，糟醅品質(zhì)對(duì)濃香型白酒的釀造起著至關(guān)重要的作用，直接影響著白酒品質(zhì)[1]。糟醅發(fā)酵是糠殼、淀粉、大曲、水分、溫度和酸度6個(gè)因素綜合作用的過程。糧粉、糠殼和大曲作為糟醅的組成部分，直接參與發(fā)酵，所占比重是否合理，對(duì)糟醅的發(fā)酵好壞有著極大影響[2]。對(duì)糟醅優(yōu)劣的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)主要依靠工人師傅的經(jīng)驗(yàn)，這種方式主觀性強(qiáng)，常會(huì)出現(xiàn)偏差，也難以保證酒品質(zhì)。研究一種能快速而準(zhǔn)確地判斷出糟醅品質(zhì)的方法，對(duì)白酒行業(yè)的發(fā)展有著重要意義[3]?？窔な菨庀阈桶拙粕a(chǎn)主要輔料，是大曲酒釀造過程的填充劑和蒸餾過程的疏松劑[4]。它既可以使糟醅具有適當(dāng)?shù)氖杷啥群秃趿浚黾咏缑孀饔?，使蒸餾和發(fā)酵正常進(jìn)行，有利于香味物質(zhì)的提取和糟醅的正常升溫；又能利用其獨(dú)特的物理特性，調(diào)劑發(fā)酵中的淀粉濃度和糟醅酸度[5]。在濃香型的生產(chǎn)中，糠殼的使用量隨著季節(jié)和糟醅位置的不同而有所差異，一般為糧食用量的15%～25%，主要根據(jù)糟醅水分、酸度淀粉濃度大小確定其用量[6]。

物性測(cè)試儀也稱物性測(cè)試儀、質(zhì)構(gòu)儀，是一種專門用于檢測(cè)物品質(zhì)構(gòu)特性的儀器，可以對(duì)樣品的物性概念作出數(shù)據(jù)化的準(zhǔn)確表述[6]。1861年，德國(guó)人設(shè)計(jì)出世界上第一臺(tái)食品品質(zhì)特性測(cè)定儀，用來測(cè)定膠狀物質(zhì)的穩(wěn)定程度[7]。Szczeniak等[8]在1963年確定綜合描述食品物性的質(zhì)構(gòu)曲線解析法（TPA）。質(zhì)構(gòu)儀，是一種專業(yè)用于檢測(cè)物品質(zhì)構(gòu)特性的儀器，被廣泛應(yīng)用于各類食品的感官品質(zhì)的評(píng)價(jià)，具有快速、直觀、可靠的特點(diǎn)[7]。欒琳琳等[8]通過使用質(zhì)構(gòu)儀研究薏仁米在儲(chǔ)藏過程中蒸煮品質(zhì)及質(zhì)構(gòu)特性的變化。發(fā)現(xiàn)隨著儲(chǔ)藏時(shí)間延長(zhǎng)，薏仁米質(zhì)構(gòu)特性中的硬度、壓縮功、膠著性和咀嚼性變化明顯，均呈先升后降的趨勢(shì)，對(duì)其蒸煮品質(zhì)有顯著影響。李玉彤等[9]對(duì)電加熱的方式煮面條的能量效率進(jìn)行檢測(cè)，并分析面條的質(zhì)構(gòu)特性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種加熱方式可以快速烹飪出質(zhì)地優(yōu)良、節(jié)能的方便食品。在白酒領(lǐng)域研究方面，Jo等[10]采用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)比分析了智能化配料與手工配料對(duì)糟醅理化和質(zhì)構(gòu)特性的穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)智能化配料的糟醅在酸度、淀粉、硬度和回復(fù)性等指標(biāo)穩(wěn)定性較高。

試驗(yàn)利用物性測(cè)試儀檢測(cè)發(fā)酵糟醅的質(zhì)構(gòu)參數(shù)，將含有不同比例糠殼的糟醅進(jìn)行窖外模擬發(fā)酵，測(cè)定發(fā)酵期間糟醅的硬度（Hardness）[11]、彈性（Springiness）[12]、內(nèi)聚性（Cohesiveness）[13]、黏著性（Adhesiveness）[14]、回復(fù)性（Resilience）[15]等質(zhì)構(gòu)參數(shù)的變化情況，并檢測(cè)不同發(fā)酵期糟醅的理化性質(zhì)，研究不同糠殼用量對(duì)糟醅理化性質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性的影響，以及兩者之間的相關(guān)性，為揭示糟醅在發(fā)酵期間內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化提供思路，為濃香型白酒發(fā)酵控制提供方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

母糟（取自川南某酒廠技術(shù)研究中心生產(chǎn)試驗(yàn)組窖池，取得的糟醅立即裝入無菌袋中密封保存）；3, 5-二硝基水楊酸（化學(xué)純，A Johnson Matthey company）；無水葡萄糖、酚酞、氫氧化鈉（均為分析純，成都科龍化工試劑廠）。

10 L不銹鋼發(fā)酵罐；自制取樣器；LRH-250生化培養(yǎng)箱（上海一恒科技有限公司）；YCS-30電子臺(tái)秤、PL 602-L電子天平（梅特勒-托利多儀器有限公司）；TA.XT plus物性測(cè)試儀（英國(guó)Stable Micro System公司）；754型紫外可見分光光度儀（上海長(zhǎng)方儀器有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 添加不同比例的糧粉進(jìn)行窖外模擬發(fā)酵

準(zhǔn)備5個(gè)大小相同的不銹鋼發(fā)酵罐，分別稱取1.8 kg母糟裝于容器內(nèi)，加入0.4 kg糧粉后拌勻，并添加糧粉量10%，15%，20%，25%和30%的糠殼混合均勻并做好標(biāo)記，待蒸糧結(jié)束后打入量水，等糟樣完全冷卻后，加入適量的曲粉混合均勻，取出一定的糟樣進(jìn)行理化性質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性檢測(cè)，剩余的糟醅用封窖泥封住頂部，放入生化培養(yǎng)箱中進(jìn)行程序升溫密封發(fā)酵。發(fā)酵15 d后，用自制取樣器插入發(fā)酵罐中取出部分糟醅（約300 g）進(jìn)行理化性質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性的檢測(cè)，發(fā)酵結(jié)束后再進(jìn)行檢測(cè)。

1.2.2 糟醅質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

按照參考文獻(xiàn)[16]中糟醅質(zhì)構(gòu)參數(shù)的選擇和質(zhì)構(gòu)特性的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.3 發(fā)酵參數(shù)的測(cè)定

水分檢測(cè)方法，采用常壓105 ℃烘箱干燥法[17]；酸度檢測(cè)方法，采用酸堿滴定法[18]；淀粉檢測(cè)方法，采用3, 5-二硝基水楊酸（DNS）-分光光度計(jì)法[19]。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理與分析

每個(gè)指標(biāo)重復(fù)測(cè)定3次，使用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的單因素方差分析和相關(guān)性分析，以LSD檢驗(yàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組間兩兩比較，p＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同比例糠殼發(fā)酵糟醅質(zhì)構(gòu)特性分析

2.1.1 不同糠殼含量對(duì)糟醅硬度的影響

糟醅的硬度是糟醅第1次壓縮時(shí)的最大峰值，一般出現(xiàn)在最大變形處[20]，能夠反映糟醅的骨力、疏松度和配料的均勻性。由圖1可以看出，在發(fā)酵期內(nèi)糟醅的硬度呈不斷增大趨勢(shì)，不同比例糠殼糟醅在發(fā)酵期間的硬度差異顯著（p＜0.05），說明糠殼含量不同對(duì)糟醅的硬度有較大影響。發(fā)酵前，糟醅的硬度隨著糠殼含量的不同呈不規(guī)律變化，其中10%糠殼的硬度最大；發(fā)酵15 d后，糟醅的硬度明顯增大，其中15%，20%和25%糟醅最為明顯，而30%糠殼糟醅硬度小幅增大；發(fā)酵進(jìn)行到后期（30 d）時(shí)，糟醅的硬度繼續(xù)增大?？窔ぴ谠沲兄饕瞧鹗杷珊拖♂屗岫鹊淖饔?，發(fā)酵到中期時(shí)，由于淀粉的降解和水、酒精等物質(zhì)的生成使糟醅的骨力顯著增強(qiáng)，硬度呈上升趨勢(shì)，30%糠殼糟醅硬度變化可能的原因：一是糟醅過于疏松導(dǎo)致發(fā)酵不正常；二是在配料的均勻性較差，影響糟醅的正常發(fā)酵使硬度緩慢增大。

圖1 不同比例糠殼發(fā)酵糟醅硬度變化變化趨勢(shì)圖

2.1.2 不同糠殼含量對(duì)糟醅彈性的影響

糟醅的彈性是指糟醅經(jīng)過第1次受壓，在去除壓力后恢復(fù)到變形前的高度比率，用第2次壓縮與第1次壓縮的高度比值表示[21]，可評(píng)價(jià)糟醅的內(nèi)在性質(zhì)和配料的合理性。由圖2可知，發(fā)酵前和發(fā)酵15 d后，10%和30%糠殼糟醅的彈性差異不顯著（p＞0.05），發(fā)酵后期15%和20%糠殼糟醅彈性差異不顯著（p＞0.05），其余均為差異顯著（p＜0.05），說明糠殼含量對(duì)糟醅的彈性有顯著影響。入窖前20%糠殼糟醅的彈性最高，25%糠殼糟醅的彈性最低，發(fā)酵中期（15 d）時(shí)，糟醅的彈性整體上呈降低趨勢(shì)，只有25%糠殼糟醅呈上升趨勢(shì)；進(jìn)入到發(fā)酵后期，糟醅的彈性繼續(xù)下降，其中25%糠殼糟醅硬度呈上升趨勢(shì)，導(dǎo)致這些現(xiàn)象的主要原因可能是在發(fā)酵初期好氧微生物的大量繁殖使糟醅中的淀粉降解加快，使糟醅的物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，疏松度降低從而使彈性降低，在發(fā)酵中后期主要是生酸和產(chǎn)酯的過程，發(fā)酵作用減弱，前期積累的水分（主要是黃水）使糟醅的疏松度持續(xù)減?。ㄈ缃衙暗南陆担瑢?dǎo)致糟醅的彈性減小。15%和20%糠殼糟醅在發(fā)酵期間彈性差異最小，主要原因是其糠殼使用量與實(shí)際生產(chǎn)接近，糟醅發(fā)酵較為正常。

圖2 不同比例糠殼發(fā)酵糟醅彈性變化變化趨勢(shì)圖

2.1.3 不同糧粉含量對(duì)糟醅內(nèi)聚性的影響

糟醅內(nèi)聚性是第2次壓縮所做的功與第1次壓縮所做的功之間的比值[22]，能展示樣品糟醅表面的結(jié)實(shí)程度對(duì)外界壓力的抵抗能力，在生產(chǎn)中能夠反映出糟醅的骨力、膩性、疏松度等。由圖3可以看出，糟醅的內(nèi)聚性在發(fā)酵期內(nèi)呈明顯增大趨勢(shì)，發(fā)酵前20%和25%糠殼糟醅、20%和30%糠殼糟醅差異不顯著（p＞0.05），發(fā)酵15 d后15%和20%糠殼差異不顯著（p＞0.05），發(fā)酵30 d后10%糠殼和30%糠殼糟醅的差異不顯著（p＞0.05），其他指標(biāo)均差異顯著（p＜0.05），說明不同糠殼比例對(duì)糟醅的彈性有一定影響。發(fā)酵10%糠殼糟醅的內(nèi)聚性最大，20%糠殼糟醅內(nèi)聚性最??；到發(fā)酵中期，發(fā)酵糟醅的內(nèi)聚性呈較為規(guī)律的增大趨勢(shì)，且幅度較大，其中糠殼含量10%～30%的發(fā)酵糟醅的內(nèi)聚性增加較為明顯；在發(fā)酵后期，25%糠殼糟醅的內(nèi)聚性最大，30%糠殼糟醅的內(nèi)聚性最小。分析原因：在發(fā)酵前糠殼含量低的糟醅由于其結(jié)構(gòu)較為緊實(shí)，所以內(nèi)聚性較大，隨著發(fā)酵進(jìn)行由于微生物作用將酒醅中淀粉轉(zhuǎn)化，生成大量酒精、水等物質(zhì)，糟醅內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致對(duì)抗壓能力增大；發(fā)酵中后期，糠殼含量高的糟醅由于其結(jié)構(gòu)較為疏松，大曲酶系及微生物的發(fā)酵作用較強(qiáng)，糟醅的內(nèi)聚性大幅提高。

圖3 不同比例發(fā)酵糟醅內(nèi)聚性變化趨勢(shì)圖

2.1.4 不同糠殼含量對(duì)糟醅黏著性的影響

糟醅黏著性可用于描述糟醅的黏性特性，數(shù)值上用硬度和黏聚性的乘積表示，即硬度×黏聚性[23]。糟醅中的黏性物質(zhì)主要是淀粉、糖類等有機(jī)物，由圖4可知，發(fā)酵糟醅的黏著性呈較為明顯的減小趨勢(shì)，且不同糠殼比例糟醅在發(fā)酵期間的彈性呈顯著差異（p＜0.05），表明糠殼含量對(duì)糟醅的黏著性有較大影響。發(fā)酵初期20%糠殼糟醅的黏著性最小，糠殼含量15%和25%糠殼糟醅的黏著性最高；到發(fā)酵中后期，糟醅的黏著性不斷下降，主要的原因是發(fā)酵過程中淀粉等黏性物質(zhì)的不斷降解造成的，在發(fā)酵前期，好氧微生物使糟醅中的淀粉迅速降解，隨著發(fā)酵黃水的增加從而使糟醅的黏著性迅速降低，發(fā)酵中后期，由于淀粉含量還未降解完全，使酒精發(fā)酵持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，酸度和水分持續(xù)增大，使糟醅黏著性發(fā)生較大變化，發(fā)酵結(jié)束后，糟醅黏著性隨著糠殼含量的提高而呈現(xiàn)減小趨勢(shì)，主要原因是糟醅糠殼含量影響殘淀濃度，糠殼含量過低導(dǎo)致栽培發(fā)酵不完全。

圖4 不同比例糠殼發(fā)酵糟醅黏著性變化趨勢(shì)圖

2.1.5 不同糠殼含量對(duì)糟醅回復(fù)性的影響

糟醅回復(fù)性表示糟醅在第1次壓縮過程中回彈的能力，是第1次壓縮循環(huán)過程中返回樣品所釋放的彈性能與壓縮時(shí)探頭的耗能之比[24]，可以評(píng)價(jià)糟醅的疏松度及發(fā)酵情況。由圖5可以看出，在發(fā)酵期間糟醅的回復(fù)性呈現(xiàn)逐漸增大趨勢(shì)，其中在發(fā)酵前20%和25%糠殼糟醅彈性差異不顯著（p＞0.05），其他指標(biāo)均為差異顯著（p＜0.05），表明糠殼含量的不同影響糟醅回復(fù)性。隨著發(fā)酵進(jìn)行，發(fā)酵糟醅回復(fù)性呈明顯增大趨勢(shì)，且幅度較大，其中25%糠殼糟醅回復(fù)性增長(zhǎng)幅度最大；發(fā)酵前不同糠殼含量糟醅的回復(fù)性差異不大，其中10%糠殼糟醅的回復(fù)性稍高。發(fā)酵中期糟醅回復(fù)性明顯增大，其中15%和25%糠殼糟醅回復(fù)性變化最大；發(fā)酵后期，10%和30%糠殼糟醅的回復(fù)性增長(zhǎng)幅度較大，而30%糠殼糟醅的回復(fù)性增長(zhǎng)幅度相對(duì)較小。分析原因可能是在發(fā)酵前10%糟醅的結(jié)構(gòu)較為緊密，在發(fā)酵過程中由于微生物酶系的作用，酒醅中的淀粉轉(zhuǎn)化生成酒精、水等物質(zhì)，使糟醅回復(fù)性增大，發(fā)酵中后期，25%糠殼糟醅由于其發(fā)酵較為完全，使回復(fù)性顯著增大。

2.2 不同比例糠殼糟醅發(fā)酵期間的理化參數(shù)變化趨勢(shì)

由表1可知，隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)，糟醅的水分和酸度呈不斷增大趨勢(shì)，而淀粉由于不斷被降解而濃度降低，與陸其剛等[25]對(duì)濃香型白酒酒醅發(fā)酵體系參數(shù)變化的研究結(jié)論基本一致，符合其發(fā)酵規(guī)律；發(fā)酵前15%糠殼的糟醅水分最高，而糠殼含量較高的糟醅水分較低，其中10%和20%糠殼、25%和30%糠殼糟醅的水分差異不顯著（p＞0.05）；酸度方面，未加糠殼的糟醅酸度最大，15%糠殼糟醅次之，其中15%和20%糠殼、25%和30%糠殼糟醅的酸度差異不顯著（p＞0.05）；淀粉濃度方面，糠殼含量越高，淀粉濃度越小，其中15%和20%糠殼、20%和25%糠殼糟醅的淀粉濃度差異不顯著（p＞0.05）；發(fā)酵15 d后，糟醅的水分、酸度都有所增大，淀粉含量降低，特別是糠殼含量高的糟醅，酸度顯著增大，但是水分的增長(zhǎng)幅度比較緩慢，其中15%和25%糠殼、20%和25%糠殼糟醅水分差異顯著（p＜0.05）；發(fā)酵30 d后，水分、酸度急劇增大，淀粉含量急劇下降，其中以15%糠殼糟醅的含水量最高，20%糠殼糟醅的酸度最大，10%和25%糠殼水分和淀粉含量差異顯著（p＜0.05），10%和15%糠殼酸度差異顯著（p＜0.05），30%糠殼糟醅殘淀含量達(dá)到了12.63%，說明糠殼含量過高會(huì)導(dǎo)致糟醅發(fā)酵不充分。

圖5 不同比例糠殼發(fā)酵糟醅回復(fù)性變化趨勢(shì)圖

表1 不同比例糠殼發(fā)酵糟醅理化參數(shù)測(cè)定結(jié)果

2.3 糟醅質(zhì)構(gòu)特性與理化參數(shù)的相關(guān)性分析

表2 糟醅質(zhì)構(gòu)特性與發(fā)酵參數(shù)的皮爾遜相關(guān)系數(shù)

從表2可知，糟醅的水分、酸度與糟醅的硬度、內(nèi)聚性和回復(fù)性呈顯著正相關(guān)性（p＜0.05），而與黏著性呈顯著負(fù)相關(guān)性（p＜0.05），與彈性無顯著的相關(guān)性；糟醅的淀粉濃度與硬度、內(nèi)聚性和回復(fù)性呈負(fù)相關(guān)性（p＜0.05），與黏著性呈顯著正相關(guān)性（p＜0.05），與彈性呈顯著負(fù)相關(guān)性（p＜0.05），與彈性無顯著相關(guān)性。由相關(guān)性分析可知，糟醅在發(fā)酵過程中的理化性質(zhì)指標(biāo)和質(zhì)構(gòu)特性具有良好的對(duì)應(yīng)性，均能較好地反映隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，糟醅理化性質(zhì)的變化情況，因此，可用糟醅質(zhì)構(gòu)特性和理化指標(biāo)評(píng)價(jià)糟醅的發(fā)酵情況。通過分析得出決定糟醅理化參數(shù)的主要質(zhì)構(gòu)指標(biāo)是硬度、內(nèi)聚性、黏著性和回復(fù)性。唐賢華等[26]在之前研究中分析了糟醅質(zhì)構(gòu)特性的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)濃香型白酒窖池各個(gè)位置糟醅的硬度與內(nèi)聚性、回復(fù)性均呈高度的正相關(guān)性，回復(fù)性與內(nèi)聚性也呈高度正相關(guān)性，而糟醅的黏著性與硬度、內(nèi)聚性和回復(fù)性呈顯著的負(fù)相關(guān)性，與該分析結(jié)果基本一致。

3 結(jié)論

通常來說，濃香型白酒糟醅發(fā)酵的好壞很大程度上是由發(fā)酵參數(shù)所決定，同時(shí)在發(fā)酵過程中糟醅的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生很大變化，可以通過測(cè)定糟醅的質(zhì)構(gòu)參數(shù)量化和分析，試驗(yàn)將糟醅中添加不同比例糠殼進(jìn)行窖外模擬發(fā)酵試驗(yàn)，測(cè)定不同發(fā)酵期糟醅的質(zhì)構(gòu)特性和發(fā)酵參數(shù)以及兩者的相關(guān)性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，入窖前糠殼含量對(duì)糟醅的質(zhì)構(gòu)特性具有顯著影響，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，糟醅的硬度、內(nèi)聚性和回復(fù)性呈明顯增大趨勢(shì)，而黏著性呈減小趨勢(shì)；理化參數(shù)方面，發(fā)酵期間糟醅水分和酸度均增大，淀粉濃度降低；糠殼含量越高，糟醅的酸度、水分和淀粉含量越低。通過相關(guān)性分析可知發(fā)酵糟醅的理化參數(shù)和質(zhì)構(gòu)特性相關(guān)性極為顯著，其中糟醅的水分和酸度與硬度、內(nèi)聚性、回復(fù)性呈顯著正相關(guān)性，與黏著性呈顯著負(fù)相關(guān)性，而糟醅的淀粉濃度與硬度、回復(fù)性和內(nèi)聚性呈負(fù)相關(guān)性，與黏著性呈正相關(guān)性，與彈性無明顯相關(guān)性，通過分析可以確定決定糟醅理化參數(shù)的主要質(zhì)構(gòu)指標(biāo)是硬度、內(nèi)聚性、黏著性和回復(fù)性，并且可以通過質(zhì)構(gòu)參數(shù)的數(shù)值大小反映糟醅的理化性質(zhì)，判斷糟醅發(fā)酵的好壞。后續(xù)試驗(yàn)將結(jié)合窖內(nèi)實(shí)際生產(chǎn)過程研究糟醅的質(zhì)構(gòu)特性變化，并結(jié)合糟醅的感官質(zhì)量、酒質(zhì)、微量成分及微生物變化等情況等進(jìn)行綜合分析，以期建立不同窖池糟醅的質(zhì)構(gòu)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，取代傳統(tǒng)的分析檢驗(yàn)方法，以達(dá)到調(diào)控酒質(zhì)目的。