高溫大曲生產技術進展及發展趨勢

張志剛，李長文

（天津天士力集團貴州國臺酒業有限公司，貴州 仁懷 564501）

大曲是白酒生產的糖化發酵劑，是中國傳統純固態白酒生產的重要原料，提供了決定酒體風格的呈香呈昧的前驅物質。高溫制曲是醬香型白酒特殊工藝之一，其特點是制曲溫度高，品溫最高可達65℃～68℃；醬香型白酒生產中用曲量大，與釀酒原料之比為1∶1，如果折成小麥用量，則超過高粱；成品曲的香氣是醬香的主要來源之一。大曲采用生料制曲、自然接種，在培養室內固態發酵而成。圍繞這個主題，行業內的科技工作者作了很多高溫大曲生產技術方面的研究與開發工作，文中對高溫大曲生產技術現狀及發展趨勢進行闡述。

1 高溫大曲的生產工藝流程和工藝操作特點

1.1 高溫大曲工藝流程

高溫大曲主要用于生產醬香型白酒，以茅臺酒為典型，高溫曲醬香濃郁，直接影響到白酒的風味。其制曲溫度60℃～65℃。

1.2 醬香型大曲生產工藝操作特點

原料的選擇及粉碎：以小麥為原料，選用的小麥必須符合標準。為促進前醬香物質的形成，增加有益微生物的比例，加快有益微生物的繁殖，制曲過程中加入母曲。選用母曲要求色澤金黃，醬香味突出。小麥經除塵、除雜后，加3%～10%的水，拌勻濕潤3h～4h，用鋼磨粉碎。小麥的粉碎直接影響到曲質的優劣。粉碎要求是，將小麥壓成“梅花瓣”，粗粒及麥皮不可通過20目篩，細粉則要求通過20目篩，混粉中細粉占40%～60%，感官要求無整粒小麥，手摸不糙不膩為宜（也有一些小廠家小麥的粉碎較粗，母曲接種量較大）母曲粉碎越細越好，要求為粉塵。

拌料踩曲：拌料前先配料，配料比例為，一定量的麥粉，夏天加入5%～6%的母曲，冬天加入6%～8%的母曲，配好料后加水拌和，一般要求加水量為原料的34%～41%，生曲塊水分保證在34%～38%。水分過多，曲坯不易成形，不利于有益微生物的繁殖，且表面易長毛霉，同時在培菌管理過程中，曲溫升得過快，易引起酸敗，影響成品曲的質量。水分過少，曲坯在發酵過程中升溫慢，妨礙微生物的生長繁殖，影響曲的質量。拌料要求均勻透徹、無白粉、無灰包、無球團，用手握成團后不散、不粘手。曲坯制作分人工踩曲和機械制曲兩種。曲坯要求：松而不散，邊角整齊，無斷裂，無夾灰，四邊緊、中間松、呈龜背型，踩制成型的曲塊總高度為10cm～13cm。

晾曲：曲坯制作好后，將其側立進行晾曲，需晾10min～25min（3月至10月10min～15min，11月～次年2月15min～25min），晾曲時間要靈活掌握，時間太長，表面水分蒸發太多，曲坯進入房后升溫慢，沒有菌絲生長，形成光面曲，降低了曲的質量，時間過短，曲坯水分揮發少，曲坯太濕，入房后升溫快，熱量不易散失，容易生成黑曲。

入房堆曲：曲坯晾好后搬到曲房內按照規定要求進行堆放，曲坯進房前，首先將曲房打掃干凈，久未生產得曲房要進行消毒。堆放前，先將稻草鋪在曲房靠墻地上，厚約17cm。排列方式是，將曲塊側立，靠墻橫放兩塊，然后側立直放，三橫三豎，曲塊和曲塊之間要塞草，塞草最好新舊草搭配。塞草地目的是：避免曲塊和曲塊之間互相粘連，便于曲塊通氣、散熱和制作后期的干燥。當一層排滿后，要在上面鋪一層草，厚約5cm。再排第2層，直至堆放4層或5層為止。一行排滿后，又排第2行。注意上下左右錯位排列，最后留一行空位作為翻曲用。堆放完畢后，為了增加曲房濕度，減少曲塊干皮現象，除了要在曲堆上面蓋草外，還要灑幾十千克水，并將門窗關閉或稍微留氣孔，保溫保濕。

培菌管理：曲塊進房后，由于條件適宜，微生物大量繁殖，曲塊溫度逐漸上升，一般夏季5d～6d，冬季7d～9d，中間曲塊溫度可達63℃，曲坯表面霉衣已長出，手摸最下層曲塊已經發熱，即可翻曲，若翻曲太早了，下層的曲塊還是生麥子味，太遲了，則中間曲塊生溫過猛，大量曲塊變黑。因此過早與過遲翻曲都不好。曲塊經過第1次翻曲后，上下倒換了位置，在翻曲過程中，散發出了大量的水分和熱量，品溫可降至50℃以下，但過1d～2d后，品溫又很快回升。至第2次翻曲（一般進房第14d）時，品溫又升至接近1次翻曲時溫度，進房40d后，一般就可出曲了。這時曲塊品溫降至40℃以下，水分降至16%左右。

拆曲：當曲塊品溫下降到室溫時，曲塊絕大部分已干燥，即行拆曲，拆曲時如發現有的曲堆下層的曲塊過濕，含水量大于16%，則應置通風處，促使曲坯干燥。[1]

2 高溫大曲物系、菌系和酶系研究現狀

2.1 高溫大曲生產過程中物系變化的研究及應用

高溫大曲是醬香大曲白酒釀酒發酵的原動力，是白酒中醬香物質的重要來源之一。質量的好壞對醬香物質的形成有其直接影響，主要表現在：第一，大曲中已形成的醬香物質，經過一段時間存放后，香味純正，陳香醇厚，進入酒醅后形成較強醬香風味，給人以愉快的感覺；第二，制曲過程中，經過60℃以上溫度的高溫培養發酵，對芽孢桿菌及細菌有一種純化選擇作用，這個過程當中形成大量的產醬香的前驅物質，這些有益微生物及其代謝產物進入酒醅后，在高溫發酵過程中增添了酒醅自身形成醬香的動力，促進了醬香物質的進一步生成。[2]

高溫制曲加速了化學、生物化學、褐變反應的發生與進行。生成了眾多的加熱香氣成分。研究表明，高溫條件下可以促成蛋白質的熱分解；氨基酸加熱分解；糖與蛋白質的反應；糖與氨基酸的反應。微生物的代謝產物；重要的還有在高溫下發生的褐變反應（“美拉德反應”，“斯特勒克反應”，焦化反應及酶促褐變反應）。這些反應可生成大量的香味物質[3]。由美拉德反應所產生的糠醛類、酮醛類、二羥基化合物。呋喃類及吡嗪類化合物。對醬香型酒風格的形成起著決定性的作用。[4]另外，小麥的麩皮中含有阿魏酸。當制曲溫度升至60℃以上時，阿魏酸逐漸釋放，在微生物作用下生成香草醛、香草酸、香草酸酯，4-乙基愈創木酚，4-甲基愈創木酚，4-乙烯基創木酚基酚類化學物。這其中的一些香味成分醬香型酒中就有如4-乙基愈創木酚等。

2.2 高溫大曲生產過程中菌系變化的研究及應用

高溫大曲中的微生物品種繁多，類別復雜，主要有細菌、霉菌、酵母和放線菌等，這些微生物在高溫大曲的培養制作過程中，其消長規律和對成品高溫大曲生產的作用是不相同的。

四川大學的王忠彥、寇運同等在對高溫大曲微生物區系的初步研究中，將高溫大曲中的微生物類群，分曲皮、曲心進行了不同溫度下的培養計數。發現細菌最多，霉菌次之。酵母和放線菌很少；曲皮細菌明顯高于曲心，曲皮的細菌數在45℃～55℃時達到高峰。而曲心細菌則在37℃最多。研究表明，高溫大曲中的微生物主要來自曲母，原料和環境，是個復雜的微生物群。成品曲中，細菌在數量上占絕對優勢。只有少量霉菌存在，酵母菌和放線菌很少。這說明高溫制曲使大曲內的菌系向繁殖細菌方向轉化。高溫細菌在細菌中占優勢，說明高溫制曲也是對高溫菌的富集過程[5]。

貴州大學的劉效毅、郭坤亮當采用傳統分離培養方法和現代生物分子學方法，對醬香型白酒高溫大曲中微生物的多樣化進行研究分析。從醬香型高溫大曲中分離出147株微生物，其中97株為細菌。包括芽孢桿菌、放線菌、葡萄球菌、微球菌4類；其中87株為芽孢桿菌，占細菌總數的絕大部分，這于高溫大曲制曲過程中的高溫發酵密切相關。發酵過程，溫度可達65℃。絕大多數不可耐高溫的細菌死亡，只存活耐高溫的細菌，主要只能產生芽孢的芽孢桿菌。50種霉菌，包括青霉、曲霉、毛霉、交鏈孢霉、莖點霉菌、球毛殼、散蘘菌、紅曲霉8類，研究結果表明，高溫大曲中的微生物具有高度的多樣性[6]。

馬校衛、顏林春以高溫大曲為材料，通過高溫培養條件和透明圈法分離篩選到產耐熱性蛋白酶的菌株A1，經過形態特征，菌體染色鑒定和分化鑒定確定菌株A1為芽孢桿菌屬（Bacilius），在經過16SrDNA測序鑒定A1菌株為蘇云金孢桿菌（Bacilius thuringiensis）。對蛋白酶酶學進行檢測，蛋白酶的最佳pH值為7.5，最適溫度是61℃，蛋白酶在60℃以下，具有較高的熱穩定性。優化之前的A1菌株產耐熱性蛋白酶活力為57.6u/mL，通過單因素實驗篩選得到相對顯著的3個因素葡萄糖添加量，酵母浸出粉添加量和初始pH值，通過優化最終可使液菌株酶活力達到142.81U/mL。比初始水平提高150.2%[7]。

2.3 高溫大曲生產過程中酶系變化的研究及應用

大曲是大曲酒釀造生產中的重要物質，是釀酒生產中糖化、發酵、酒化和生香劑，其品質對曲酒的出酒率和酒質都有極大的影響。常有“曲是酒之骨”之稱[8]。大曲采用生料制曲、自然接種，在培養室內固態發酵而成。在制曲過程中，讓自然界中的各種微生物富集到淀粉質原料制成的曲胚上，經過人工培養，形成各種有益的釀酒微生物菌系和酶系，再經風干，貯存，即成為成品大曲。隨著生物工程，生物技術，檢測技術的發展，極大的推動了傳統產業的發展，現代科學技術已滲透到白酒各個環節。提高了我國白酒生產的科學技術水平。特別是對大曲酶系的研究。從大曲酶系的構成，各種酶的作用機理及應用都做了深入研究[9]。

醬香型酒生產用的高溫大曲中酶系主要有2-淀粉酶，糖化酶、酯化酶、酸性蛋白酶等組成。高溫大曲在培養過程中的培養溫度在較長時間內保持在50℃以上，最高培養溫度達65℃且溫度達60℃以上后曲香濃郁，醬香突出。有實驗證明，高溫大曲在培養過程中，糖化力在92u/g～330u/g單位之間波浪式變化，酯化力在0.11mg/g～0.45mg/g之間波浪式變化[10]。而組成醬香曲酶系的各種酶活力指標與清香曲、濃香曲等相比又有很大的差異。在酸性蛋白酶上，醬香曲＞濃香曲＞清香曲，風型曲，也高于特型曲及芝麻香曲。醬香型的酸性蛋白酶高于濃香型近1倍，高于清香型取近3倍。清香曲2-淀粉酶大于醬香曲4～5倍，糖化力高出5～6倍。即高溫大曲的酸蛋白酶高，中溫曲的淀粉酶高。高溫大曲酸性蛋白酶高于高溫大曲培養過程中耐高溫的嗜熱芽孢桿菌關系密切。有研究表明，嗜熱芽孢桿菌不生成淀粉酶，有極強的酸性蛋白酶活性。不論再生料或熟料上培養，其酸性蛋白酶都隨著品溫上升而增長。可以認為它是醬香高溫大曲生成酸性蛋白酶的主力軍。貴州省輕工科研所從茅臺高溫大曲中分離出的嗜熱芽孢桿菌菌種，有助于提高醬香型白酒質量。利用嗜熱芽孢桿菌生產醬香型強化大曲亦收到良好效果[11]。

3 高溫大曲生產發展方向及前景

傳統制曲存在的問題也很明顯：（1）通過人工翻動、開啟門窗等過程來控制發酵過程中對溫度和濕度的要求；（2）大曲質量受生產人員的經驗和環境條件的影響較大，而且勞動強度大、工作環境差；（3）參與發酵的菌群龐雜，無法控制，不利于保證食品安全。因此在將來的高溫制曲中進行以下方面的研究：

3.1 應用先進的工業微生物技術

在搞清楚高溫大曲培養機理的同時，將先進的分子生物學技術應用到大曲微生物的研究，確定起主要作用的優勢微生物菌群，利用優勢有益微生物來制曲，從而達到去劣存優，避害留益的效果，提高大曲質量，同時也可以針對某些功能要求開發基因工程菌等。

3.2 研究高溫制曲設備，進行機械制曲

引進自動化控制系統，使各工序在保留傳統工藝具備效果的同時，使曲坯更均勻一致，降低工人勞動強度，降低人工生產成本。

3.3 智能管理曲房的建立

設計一個具有控溫、控濕、供氧、對流等功能的微機控制系統；以模擬傳統大曲發酵最佳工藝參數曲線為主，控制曲房內溫度、濕度和空氣交換為輔的方式來創造一個適合微生物自然生長繁殖的生態環境，并將傳統的地面堆積發酵改成架式發酵。同時去掉稻草，減少或不進行翻曲，改善工人的勞動環境，達到曲塊培養的均一性，提高成品曲的質量，為生產優質醬香大曲酒提供優質的大曲。

隨著更多新的大曲生產技術的發展，大曲生產必將邁向新的臺階，真正做到安全、可控、優質，對整個白酒產業具體極大的推進作用。

[1]余亁偉.傳統白酒釀造技術[M].北京：中國輕工業出版社，2010.

[2]王邦坤，王會軍.醬香大曲酒的關鍵工藝技術[J].山東食品發酵，2002，127（4）：18-21

[3]崔 利.醬香型高溫大曲的高溫多水微氧或缺氧與曲藥質量的關系[J].釀酒科技，2007，154（4）：76-79.

[4]莊名揚.再論美拉德反應產物與中國的酒的香和味[J].釀酒科技，2005（5）：34-38.

[5]王忠彥，寇運同.高溫大曲微生物區系的初步研究[J].釀酒科技，1995，69（3）：66-67.

[6]劉效毅，郭坤亮.高溫大曲中微生物的分離與鑒定[J].釀酒科技，2012，216（6）：52-55.

[7]馬校衛，顏林春.高溫大曲中產耐熱性蛋白酶芽孢桿菌的篩選和鑒定[J].食品業科技，2012（15）：169-173.

[8]李明祖，王德良，馬美榮.不同酒曲酶系與發酵性能的比較研究[J].釀酒科技，2010，187（1）：17-20.

[9]張志剛，吳生文，陳 飛.大曲酶系在白酒生產中的研究現狀及發展方向[J].中國釀造，2011，30（1）：13-16.

[10]牛廣杰，劉 軍，黃治國.高溫大曲理化固子動態演變的研究[J].中國釀造，2010，29（1）：53-56.

[11]周恒剛.高溫大曲酸性蛋白酶的酶高的原因何在[J].釀酒科技，1996，75（3）：14-17.