傳統鳳型大曲后熟期成熟度評價及最佳貯藏期研究

李潔，武軒

(陜西西鳳酒股份有限公司，陜西 寶雞，721406)

隨著白酒消費升級和國民觀念轉變，環保、綠色、節約、可持續發展也越來越受到消費者、行業、國家的重視。

“曲乃酒之骨”，酒曲是白酒釀造的糖化、發酵和生香劑[1-2]，也是多種微生物和酶系的混合制劑[3]。曲好則酒香，大曲品質直接影響著白酒產量、質量和酒體風格[4]。張麗等[5]研究了醬香型大曲貯存過程中發酵性能，發現大曲貯存5～6個月最適宜于醬香型白酒生產；嚴偉等[6]分析了特香型大曲貯存過程中霉菌、酵母菌、細菌數量變化規律，發現大曲在貯存2～3個月時最適合白酒生產；施思等[7]對濃香型大曲貯藏過程中糖化力、發酵力變化及真菌多樣性進行了分析；宋瑞濱等[8]通過研究濃香型大曲貯存期間理化指標的變化發現濃香型大曲正常的貯存期為6～18個月；沈才洪等[9]對大曲以評分的方式設定了大曲質量體系標準。這些研究都是基于對大曲的水分、酸度、淀粉含量、發酵力等常規理化指標的檢測，或對其中微生物種群的分析檢測，來掌握大曲在貯存過程中的變化規律，為大曲質量更好的發展提供了依據。鳳香型白酒生產中，大曲常規測定指標為液化力、糖化力、發酵力，且釀酒微生物酶系豐富[10-11]。近來，有人提出對上述常規方法的質疑，認為人為地將白酒發酵的動態過程進行靜態化分割得出的結論既沒有可靠的依據，也沒有足夠的信服度，故提出了酒化力這個能直接反映固態白酒發酵產酒精能力的非傳統指標。大曲貯藏是一個耗時耗力的工作，需要占用大量的空間，長時間的貯藏不但會增加企業勞動成本和生產成本，也會降低成熟后大曲的質量[12]。前人對食品品質質量的評價方法多為主成分分析法[13-14]，即將復雜多樣的食品指標轉化為少量綜合指標，每個綜合指標盡可能多地涵蓋原始變量的信息，以綜合指標來解釋多變量的數模結構。但是，主成分分析的變量降維后的信息量仍要求很大，且互不交叉，故在使用范圍上并不是十分廣泛，特別是當主成分因子符號有正負之分時，綜合評價函數意義就不明確[15]。對于大曲后熟期成熟度質量的評價而言，評價體系的組成因素有很多，如淀粉、糖化力、酯化力、液化力因素等，是一個集合各種模糊、相互關聯因素在內的復雜概念[16]。對此，模糊數學綜合評價方法是一種良好的解決途徑，其將矩陣評判和模糊理論綜合應用，使評判模型趨于數學化、定量化、系統化，有利于對綜合復雜狀況做出更符合客觀實際的評價[17]。如模糊數學已被用于調味魚工藝及水晶蝦仁漿液配方的優化、鮮涼皮食用品質評價標準的建立等眾多食品相關領域[18-20]。

為了得到大曲最佳成熟期，減少生產成本，順應國家白酒發展戰略，本研究開展傳統鳳香型大曲成熟度研究，通過模糊數學的綜合評判方法對不同貯藏階段的傳統鳳型大曲理化指標動態變化進行數據分析，同時在試驗數據處理中加入酒化力指標，以了解大曲品質在不同貯藏期間的品質變化，得到最佳的貯藏時間。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

傳統鳳香型優級大曲。

1.1.2 試劑

NaOH、無水乙醇(均為分析純)，成都科龍化工試劑廠；HCl、碘、CuSO4、己酸(均為分析純)，重慶川江化學試劑廠；次甲基藍(分析純)，上海國藥試劑；葡萄糖、酚酞(均為分析純)，天津市科密歐化學試劑有限公司；冰乙酸(分析純)，天津市富宇精細化工有限公司；酒石酸鉀鈉(分析純)，天津市瑞金特化學品有限公司。

1.2 儀器與設備

101-3a電熱恒溫干燥箱、HH-S6恒溫水浴鍋，北京科偉永興儀器有限公司；MH-500調溫型電熱套、DK-98-Ⅱ電爐，天津泰斯特儀器有限公司。

1.3 實驗方法

傳統鳳香型大曲理化指標，按照QB/T 4257—2011進行測定。

2 結果與分析

2.1 酒化力測定

溫度對傳統鳳型大曲酒化力的影響如表1所示。常溫發酵中，發酵第14天時達到最大酒精度7.9%vol。恒溫發酵中，發酵第10天就已經達到最大酒精度8.6%vol。為了便于在發酵中控制溫度以及獲得較高的酒精度，降低實驗誤差帶來的影響，選擇恒溫30 ℃作為酒化力測定溫度。

2.2 傳統鳳型大曲理化指標的測定

2.2.1 大曲理化指標變異系數分析

變異系數表示不同貯藏期間大曲各個指標受不同條件影響發生的變異程度，它能反映大曲貯藏期間指標的基本動態。由表2可知，貯藏期間液化力的變異系數最大(40.35%)，說明在貯藏期間各時間段的液化力差異較大。其次是發酵力、糖化力、酸度，其變異系數依次為24.19%、17.72%、14.37%。其余指標的變異系數較小。總體來看，這8個評定因子在不同鳳型大曲貯藏期的表現不同，很難根據單一指標對鳳型大曲成熟度做出正確的判斷。

表1 溫度對傳統鳳型大曲酒化力的影響Table 1 Effect of temperature on the alcoholic power of traditional Feng-type Daqu

表2 傳統鳳型大曲理化指標變異系數Table 2 Variation coefficient of traditional Feng-type Daqu’s physicochemical indexes

2.2.2 大曲理化指標隨貯藏時間的變化

由圖1可知,排除貯藏第6個月時下雨對大曲水分的影響，大曲理化指標的最大值整體在貯藏3～5個月取得，可以粗略地推斷傳統鳳型大曲的貯藏期為3～5個月。

2.3 基于模糊數學的大曲成熟度分析

大曲后熟期成熟度的質量品質是由多種理化因子綜合體現的，而不能依照某一個指標的變化去評判質量的變化，且該質量的優劣還是一個動態的變化過程。因此，建立量化的大曲后熟期成熟度評價指標并探討行之有效的綜合評價方法，對鳳型大曲發展具有重要意義。本研究運用模糊數學評定方法對傳統鳳型大曲后熟期成熟度質量進行綜合的評判優選，篩選出較優的貯藏時間，可為大曲品質評價提供參考依據。

a-酒化力；b-淀粉質量分數；c-液化力；d-酸度；e-酶化力；f-發酵力；g-水分；h-糖酵力圖1 傳統鳳型大曲理化指標隨貯藏時間的變化Fig.1 Changes of physicochemical indexes of traditional Feng-type Daqu

2.3.1 評價指標的篩選

基于前期試驗，篩選出8個評價因子的指標集X={X1,X2,X3…X8}，X1為酸度，X2為水分，X3為淀粉，X4為液化力，X5為發酵力，X6為糖化力，X7酯化力，X8為酒化力。并將這8個指標因子分門別類為2項主要評價方向，即大曲耐儲性與大曲基本理化指標。大曲耐儲性為B1即X1～X3，大曲基本理化指標為B2即X4～X8。這8個評價因子基本可以反映大曲后熟期成熟度的綜合品質，據此構建出基于層次分析法的模糊數學綜合評價樹，如圖2所示。

圖2 傳統鳳型大曲綜合品質評價樹Fig.2 Quality evaluation tree of traditional Feng-type Daqu

2.3.2 層次分析法確定指標權重系數

2.3.2.1 比較矩陣的建立

采用九標度法構造出兩兩比較矩陣R。相對于準則層B中B1而言，以判斷指標層X中X1～X3元素對B1的相對重要性建立比較矩陣(表3B1-Xi)；以X4～X8對B2的重要性建立比較矩陣(表3B2-Xi)。最后，以B1～B2各元素對目標層A的相對重要性建立比較矩陣(表3A-B)。

2.3.2.2 計算單一準則下元素的相對權重及其一致性檢驗

利用MATLAB R2014a求解矩陣的最大特征值、特征向量及權向量。通過一致性檢驗，確保矩陣的偏離在允許的范圍。引入RI作為判斷矩陣的平均隨機一致性指標，計算得到每個判斷矩陣的隨機一致性比率CR(CR=CI/RI)，結果表明所有比較矩陣的CR<0.1，滿足一致性要求，其所得權重有效。

2.3.3 基于層次分析法的模糊數學確定指標品質綜合評定結果

2.3.3.1 評價因子實測值標準化處理

采用極差標準化法對各測定指標的原始數據進行無量綱化處理，將其化為0～1的標準化數據[21]。各指標評定計算公式為Cij=(C-Cmin)/R,其中Cij為第i組樣品的第j個內部品質指標的評定指數；C為第i組樣品的第j個內部品質指標的實測值；R=Cmax-Cmin為極差，Cmax和Cmin分別為24組處理大曲樣品的第j個內部指標實測值中的最大值和最小值。

表3 比較矩陣及一致性檢驗結果Table 3 Comparison matrix and consistency test results

2.3.3.2 層次總排序及組合一致性檢驗

層次總排序是計算同一層次所有指標因子相對于目標層的重要性排序，通過進行指標層對于目標層的權重計算，得到最下層評價因子對目標的組合權向量，因此由j個指標的組合權向量組成的權重集Sj=(0.10，0.05，0.05，0.08，0.16，0.24，0.08，0.24)。最后對層次分析組合權重一致性檢驗，以確定組合權向量是否滿足要求，能否作為最終決策依據，通過公式CR組合=0<0.1，結果表明組合權向量符合一致性檢驗要求。

2.3.3.3 模糊綜合評價大曲成熟度綜合品質

運用多因子模糊數學綜合評定法，將實測值的量綱化數據和指標評價因子權重值進行數量統計綜合，綜合評價結果得分越高說明處理的大曲成熟度越好。由表4可知，大曲酸度評分最高的為第4、第5個月；大曲水分評分最高均為第6個月；大曲淀粉評分最高的為第1、第3和第6個月；大曲液化力評分最高的為第6個月；大曲發酵力評分最高的為第5個月；大曲糖化力評分最高的為第3個月；大曲酯化力評分最高的為第3個月；大曲酒化力評分最高的為第3個月。綜合評判總分在0.70分以上的有4個時間，2個為貯藏3個月，占比50%；1個為貯藏4個月，占比25%；1個為貯藏6個月，占比25%。總評分>0.60分的有13個，排除掉因為下雨天造成影響的第6個月還剩11個，其中1個為貯藏2個月，占比9.09%；4個為貯藏3個月，占比36.36%；3個為貯藏4個月，占比27.27%；3個為貯藏5個月，占比27.27%。該模型中，分值處于0.6以下的81.8%基本為貯藏1～2個月以及6個月。

綜合可知90.90%的試驗大曲在貯藏3～5個月的時候具有較好的后熟期成熟度，判斷公式為Y=0.24×(X1+X6)+0.16×X5+0.10×X1+0.08×(X4+X7)+0.05×(X2+X3)，綜合評分>0.6的即可認為達到生產要求的成熟期。

表4 傳統鳳型大曲成熟度綜合品質評價Table 4 Comprehensive quality evaluation of traditional Feng-type Daqu

3 結論

本研究對傳統鳳型大曲貯藏期的8個理化指標進行了實時跟蹤分析，獲得各理化指標的占比權重，并得到最佳的后熟期成熟度貯藏月份。

(1)各個理化指標酸度、水分、淀粉、液化力、發酵力、糖化力、酯化力、酒化力的占比權重分別為0.10，0.05，0.05，0.08，0.16，0.24，0.08，0.24。

(2)通過傳統理化指標分析得出大曲在貯藏3～5個月各個指標均表現優異，同時通過模糊數學量綱化處理分析也能夠得出大曲在貯藏時間為3～5個月后具有較好的后熟期成熟度，尤其是在貯藏第3個月表現最為優異。

針對鳳香型大曲貯藏后期成熟度的變化，并同時考慮貯藏成本以及大曲品質的穩定性，建議將貯藏3個月的大曲進行合理的調整混合搭配粉碎，減少因為理化指標的突出變化帶來酒質的不穩定性，保證窖池正常發酵，確保鳳香型白酒質量的穩定性。