正交試驗優(yōu)化茶樹花大曲制作工藝

白 蕊，蔣 軍,2,*，項 飛，楊 歡，李 偉，李大祥,*

（1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 教育部茶葉生物化學(xué)與生物技術(shù)重點(diǎn)實驗室，安徽 合肥 230036；2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，合肥市農(nóng)產(chǎn)品加工研究院，安徽 合肥 230036）

正交試驗優(yōu)化茶樹花大曲制作工藝

白 蕊1，蔣 軍1,2,*，項 飛1，楊 歡1，李 偉1，李大祥1,*

（1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 教育部茶葉生物化學(xué)與生物技術(shù)重點(diǎn)實驗室，安徽 合肥 230036；2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，合肥市農(nóng)產(chǎn)品加工研究院，安徽 合肥 230036）

以小麥為原料，加入茶樹花、母曲，采用傳統(tǒng)大曲加工工藝進(jìn)行制曲。在單因素試驗的基礎(chǔ)上，應(yīng)用正交試驗法對茶樹花大曲的制曲工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，確定最佳的制曲工藝。結(jié)果表明：在茶樹花添加量2.0 g/100 g、母曲添加量3.0 g/100 g、水添加量45 mL/100 g（添加量均以小麥計）、制曲時間25 d的條件下，所制茶樹花大曲表面均勻掛衣、無裂口、斷面整齊、火圈明顯、曲香濃郁、無雜味。所制成品曲的理化及微生物指標(biāo)為：水分含量12.5%、酸度0.9 度、糖化力816.5 mg/（g·h）、液化力1.1 g/（g·h）、發(fā)酵力57 g CO2/（100 g·48 h）、霉菌總數(shù)9.8×106CFU/g、酵母菌總數(shù)9.4×105CFU/g、細(xì)菌總數(shù)5.7×106CFU/g，用優(yōu)化后的大曲進(jìn)行傳統(tǒng)釀酒實驗，并與相同條件下工廠酒曲所釀酒樣進(jìn)行香氣成分對比，得出用茶樹花大曲所釀酒樣香氣組分含量普遍高于傳統(tǒng)大曲。

茶樹花；大曲；制作工藝

茶樹花在我國分布極廣，是茶樹的生殖器官之一，一般于每年5月開始花芽分化，于9～12月陸續(xù)開放[1]。長期以來，人們更多地注重于茶樹嫩葉的開發(fā)利用，而缺乏對茶樹花的利用，造成茶樹資源的較大浪費(fèi)[2]。研究表明茶樹花中含有蛋白質(zhì)、茶多酚、茶多糖、茶皂素、黃酮類、氨基酸和生物堿等多種生物活性物質(zhì)[3]。其干物質(zhì)含量為13%～19%。在干物質(zhì)中含茶多酚13.02%、兒茶素6.34%，氨基酸2.84%、咖啡堿2.59%、蛋白質(zhì)27.46%、總糖38.47%，對人體具有解毒、降脂、降糖、抗癌、滋補(bǔ)、養(yǎng)顏等功效[4]。另外，茶樹花具有花香，其香氣清甜獨(dú)特，令人愉快，可從其精油中分離天然成分來調(diào)配各種香精香料[5]。因此，充分利用茶樹花資源不僅能促進(jìn)茶樹的營養(yǎng)生長，而且還可以增加茶農(nóng)的經(jīng)濟(jì)效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。

中國白酒是世界上著名的六大蒸餾酒之一，利用大曲作為發(fā)酵劑進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵是其主要特點(diǎn)[6]。大曲是一種糖化發(fā)酵劑，對于產(chǎn)品的風(fēng)味起著重要的作用[7]。大曲的質(zhì)量對曲酒的出酒率和優(yōu)級品率有較大的影響。因此，釀酒先輩們從釀酒實踐中總結(jié)出“曲乃酒之骨”、“有好酒必有好曲”等精辟論斷[8]。

茶樹花作為一種新興的食品原料，可以生產(chǎn)各類茶樹花飲品、功能性食品、日用品及保健產(chǎn)品[9]。然而相關(guān)研究尚處于初步探索的階段。項目組前期進(jìn)行了茶樹花蘋果酒的發(fā)酵工藝的研究[2]，本研究在其基礎(chǔ)上，進(jìn)一步嘗試將茶樹花與制曲原料進(jìn)行混合制成含有茶樹花的大曲，將此曲應(yīng)用于固態(tài)白酒的釀造，使茶樹花的香氣成分與白酒香氣成分結(jié)合，豐富了白酒的香氣，所得飲品將是一款新穎的白酒產(chǎn)品，具有較高的推廣價值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

茶樹花采摘于安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)高新技術(shù)農(nóng)業(yè)園實驗茶園；小麥（西農(nóng)2208） 合肥種子公司；高粱 合肥周谷堆農(nóng)貿(mào)市場；東北大米、糯米 合肥家樂福超市；母曲 安徽某知名酒廠；所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

BS110S電子天平 北京賽多利斯天平有限公司；SL202電子天平 上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司；UTP電子稱 花潮電器有限公司；JFSO-100粉碎機(jī) 上海嘉定糧油儀器有限公司；PHS-25數(shù)顯pH計上?？祪x儀器有限公司；DNP-9162BS-Ⅲ電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；電子調(diào)溫電爐金壇市榮華儀器制造有限公司；VIS7200可見分光光度計尤尼柯（上海）儀器廠；GZX-9070MBE數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱上海博迅醫(yī)療設(shè)備廠；HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市高華儀器有限公司；LDZX-4011滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠；KQ3200DE數(shù)控超聲清洗器 昆山超聲設(shè)備有限公司；SW-CJ-ID凈化工作臺 蘇州凈化設(shè)備有限公司；DL-5-B低速離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠；發(fā)酵栓中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)設(shè)備處。

1.3 方法

1.3.1 茶樹花大曲制作工藝流程[10]

原料預(yù)處理→潤麥→粉碎→拌和→加入母曲及茶樹花→人工成型→入箱制曲→培菌→翻曲→打攏→出曲→貯存

1.3.2 操作要點(diǎn)

1.3.2.1 原料處理

小麥?zhǔn)褂们昂娓?，茶樹花烘干后粉碎[3]，母曲粉碎。

1.3.2.2 手工制曲過程

小麥粉碎前先加一定量水潤料，帶表面柔潤收汗后粉碎，然后加入母曲粉及茶樹花粉，并加一定量的水拌和壓制成型。

1.3.2.3 培菌管理

參照文獻(xiàn)[11]進(jìn)行培菌。溫度控制遵循原則為前期緩（升）、中期挺（平穩(wěn)）、后期緩（落）；翻曲的控制原則為第一次翻曲品溫40 ℃左右，上霉均勻，曲塊變硬，曲面整齊。翻曲做到底翻上、中翻外、外翻中。

1）低溫培菌期：品溫控制在30～40 ℃，相對濕度控制在90%；2）高溫轉(zhuǎn)化期：品溫控制在55 ℃左右，相對濕度大于90%；3）后火生香期：品溫低于45 ℃，相對濕度小于80%；4）打攏：將曲塊集中不留距離，保持常溫。

1.3.3 影響制曲單因素優(yōu)化

分別以茶樹花添加量、母曲添加量、水添加量、制曲時間作為影響因子，進(jìn)行單因素試驗，每個試驗重復(fù)3 次，取平均值，確定各影響因子對茶樹花大曲制曲結(jié)果的影響。

1.3.4 制曲工藝參數(shù)正交優(yōu)化

根據(jù)單因素試驗結(jié)果以及正交試驗設(shè)計原理，對影響制曲工藝的4 個因素的每個因子設(shè)計3個水平L9（34），共有9 個試驗組，優(yōu)化茶樹花大曲的制曲工藝條件。正交試驗設(shè)計因素與水平見表1。

表1 正交試驗因素水平設(shè)計Table1 Factors and levels used in orthogonal array design

1.3.5 感官指標(biāo)檢測

大曲感官鑒定評分項目及標(biāo)準(zhǔn)參考文獻(xiàn)[12]。

1.3.6 理化指標(biāo)檢測

水分含量：采用質(zhì)量恒定法[13-14]；酸度：采用酸堿中和法[15]；糖化力：采用菲林試劑滴定法[16]；液化力：采用碘反應(yīng)退色法[10]；發(fā)酵力：采用CO2失重法[17]。

1.3.7 微生物指標(biāo)檢測方法

霉菌、酵母菌、細(xì)菌檢測均參考文獻(xiàn)[18-19]。

1.3.8 釀酒流程

原料（高粱20%、小麥50%、大米20%、糯米10%）浸泡→原料蒸煮→打量水（90 ℃左右）5%左右→冷卻后加大曲25%→入缸發(fā)酵→蒸酒

1.3.9 香氣成分檢測

使用氣相色譜分析法（內(nèi)標(biāo)法）[20]。

2 結(jié)果與分析

2.1 影響茶樹花大曲制作工藝主要因子的單因素優(yōu)化

2.1.1 茶樹花添加量對大曲品質(zhì)的影響

茶樹花添加量設(shè)計為1.0、2.0、3.0、4.0 g/100 g（以小麥計），在母曲添加量6.0 g/100 g、水添加量45 mL/100 g的條件下培養(yǎng)25 d。培養(yǎng)完成后大曲的理化指標(biāo)見圖1。

圖1 不同茶樹花添加量條件下大曲的培養(yǎng)結(jié)果Fig.1 Effect of different amounts of tea flower added to wheat on the power of saccharification and fermentation in daqu

從圖1可知，隨著茶樹花添加量的增加，糖化力逐漸降低，而發(fā)酵力呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，且在茶樹花添加量為2.0 g/100 g時，發(fā)酵力最高，之后發(fā)酵力降低，這可能與茶樹花中的多酚、皂素等物質(zhì)對酵母有很大的抑制效果有關(guān)[2]，使得酵母菌數(shù)明顯減少，發(fā)酵力降低。結(jié)合大曲的感官指標(biāo)分析，在茶樹花添加量為2.0 g/100 g小麥時，大曲品質(zhì)最好，且糖化力與茶樹花添加量為1.0 g/100 g時差別很小。綜上考慮，茶樹花添加量為2.0 g/100 g時最有利于大曲培養(yǎng)。

2.1.2 母曲添加量對大曲品質(zhì)的影響

母曲添加量設(shè)計為0、3.0、6.0、9.0、12.0 g/100 g（以小麥計），在茶樹花添加量2.0 g/100 g、水添加量45 mL/100 g的條件下培養(yǎng)25 d，培養(yǎng)完成后大曲的理化指標(biāo)見圖2。

圖2 不同母曲添加量條件下大曲的培養(yǎng)結(jié)果Fig.2 Effect of different amounts of mother daqu added to wheat on the power of saccharification and fermentation in daqu

在制曲過程中加入母曲是為大曲培養(yǎng)提供種子，由圖2看出，在不加母曲的情況下，大曲的糖化力和發(fā)酵力均很低，在母曲添加量為3.0～12.0 g/100 g的范圍內(nèi)，糖化力處于相對穩(wěn)定的水平，變化不明顯，而在添加量為6.0 g/100 g時，發(fā)酵力處于最高水平，隨著母曲添加量的繼續(xù)增加，發(fā)酵力開始降低，結(jié)合大曲的感官指標(biāo)檢測得出，在母曲添加量為6.0 g/100 g左右時最有利于大曲培養(yǎng)。

2.1.3 水添加量對大曲品質(zhì)的影響

水添加量設(shè)計為35、40、45、50 mL/100 g（以小麥計），在茶樹花添加量2.0 g/100 g、母曲添加量6.0 g/100 g的條件下培養(yǎng)25 d，培養(yǎng)完成后大曲的理化指標(biāo)見圖3。

圖3 不同水添加量條件下大曲的培養(yǎng)結(jié)果Fig.3 Effect of different amounts of water added to wheat on the power of saccharification and fermentation in daqu

由圖3可以看出，在水添加量35～45 mL/100 g范圍內(nèi)，糖化力、發(fā)酵力均隨著水添加量的增加而增大，大于45 mL/100 g之后，糖化力、發(fā)酵力均隨著水添加量的增加而減小，在添加量為45 mL/100 g時，二者均達(dá)到最大值。當(dāng)加水量過少時，曲坯不易黏合，造成散落過多，增加碎曲數(shù)量，而且曲坯會干得過快，不利于有益微生物生長繁殖，加水量過多時，會造成制曲室濕度過大，曲坯表面容易長毛霉、黑曲霉等，并且曲坯升溫快，易引起酸敗類細(xì)菌的大量繁殖，使原料受損失并降低成品曲質(zhì)量[21]。所以加水量過多或過少都使大曲糖化力、發(fā)酵力降低，綜合考慮，適宜大曲培養(yǎng)的水添加量為45 mL/100 g。

2.1.4 制曲時間對大曲品質(zhì)的影響

圖4 不同制曲時間條件下大曲的培養(yǎng)結(jié)果Fig.4 Effect of culture time on the power of saccharification and fermentation in daqu

制曲時間設(shè)計為15、20、25、30 d，在茶樹花添加量2.0 g/100 g、母曲添加量6.0 g/100 g、水添加量45 mL/100 g的條件下培養(yǎng)，培養(yǎng)完成后大曲的理化指標(biāo)見圖4。

在培菌前期，以細(xì)菌占絕對優(yōu)勢，其次是酵母，再次是霉菌，高溫期后，細(xì)菌，酵母大量死亡，霉菌的少數(shù)耐熱菌種取而代之[22]。故隨著制曲時間的延長，糖化力逐漸升高，而發(fā)酵力逐漸降低。糖化力在30 d時達(dá)到最大，而發(fā)酵力在15 d時達(dá)到最大，結(jié)合大曲出曲水分含量應(yīng)控制在13%左右，且測定經(jīng)過15、20、25、30 d培養(yǎng)的大曲含水量分別為17.09%、15.34%、13.50%、12.97%得知，在25 d和30 d時水分含量達(dá)到出曲標(biāo)準(zhǔn)，且發(fā)酵力變化不大，為提高生產(chǎn)效率，綜合考慮，培養(yǎng)25 d較為適宜。

2.2 茶樹花大曲制曲工藝參數(shù)正交優(yōu)化

根據(jù)正交試驗設(shè)計，以所制得茶樹花大曲的糖化力與發(fā)酵力作為依據(jù)，試驗結(jié)果如表2所示。

表2 正交試驗設(shè)計及結(jié)果Table2 Orthogonal array design and results

如表2所示，由極差以及平均值分析各指標(biāo)的最優(yōu)組合，糖化力：C2D3A1B3；發(fā)酵力：A2C2D1B3。對于因素A，其對發(fā)酵力的影響排第一位，而對糖化力的影響不明顯，故A取A2；對于因素B，其對糖化力與發(fā)酵力的影響效果一致，且均不明顯，考慮到節(jié)約成本，B取B1；對于因素C，其對糖化力與發(fā)酵力的影響明顯，且一致，故C取C2；對于因素D，取D3（30 d）的時候，糖化力最高，取D1（20 d）的時候，發(fā)酵力最高，綜合來看D取D2的時候，糖化力與發(fā)酵力均變化不明顯，且水分含量達(dá)到出曲標(biāo)準(zhǔn)，可以提高效率，節(jié)約成本。綜上所述，茶樹花大曲的最佳制曲工藝為：茶樹花添加量2.0 g/100 g、母曲添加量3.0 g/100 g、水添加量45 mL/100 g、制曲時間25 d。

2.3 驗證實驗

按照正交試驗得出的最佳工藝條件進(jìn)行3 次平行驗證實驗，通過專業(yè)評定小組對大曲進(jìn)行感官評價，再對其理化與微生物指標(biāo)進(jìn)行檢測，此優(yōu)化條件下所制得的茶樹花大曲表面均勻掛衣、無裂口、斷面整齊，火圈均勻明顯、成棕色，曲香濃郁純正、無雜味。各理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)為：水分含量12.5%、酸度0.9 度、糖化力816.5 mg/（g·h）、液化力1.1 g/（g·h）、發(fā)酵力57 g CO2/（100 g·48 h）、霉菌總數(shù)9.8×106CFU/g，酵母菌總數(shù)9.4×105CFU/g、細(xì)菌總數(shù)5.7×106CFU/g。

2.4 茶樹花大曲釀酒對產(chǎn)酒香氣成分的影響

表3 茶樹花大曲酒與傳統(tǒng)大曲釀酒香氣成分含量對比Table3 Comparison of aroma components of Chinese liquors made with tea-flower daqu and traditional daqu

在檢測到的40 種香氣成分中，香氣種類二者相同，但茶樹花大曲酒有29 種成分含量高于傳統(tǒng)大曲酒，其中14 種酯類成分中有11 種含量高于傳統(tǒng)大曲酒，13 種醇類成分中有12 種含量高于傳統(tǒng)大曲酒，5 種酸類成分中有3 種含量高于傳統(tǒng)大曲酒，4 種醛類成分中有2 種含量高于傳統(tǒng)大曲酒，3 種酮類成分中有1 種含量高于傳統(tǒng)大曲酒。濃香型酒的主體香氣是己酸乙酯，清香型酒是乙酸乙酯[23]，從表3可以看出，香氣成分中乙酸乙酯占主體，且含量高于傳統(tǒng)大曲酒，初步估計該茶樹花大曲適制清香型白酒。

3 結(jié) 論

本研究通過單因素試驗以及正交試驗分析，確定出茶樹花大曲最佳制曲條件為：茶樹花添加量2.0 g/100 g、母曲添加量3.0 g/100 g、水添加量45 mL/100 g、制曲時間25 d。

本實驗對茶樹花大曲的制曲工藝參數(shù)以及傳統(tǒng)釀酒實驗進(jìn)行了研究，分析比較了茶樹花大曲酒與傳統(tǒng)大曲釀酒在香氣成分含量方面的區(qū)別，而對于此區(qū)別對應(yīng)的機(jī)理還需要進(jìn)一步研究探討。

長期以來，傳統(tǒng)大曲由谷物類、豌豆、霉菌、細(xì)菌以及酵母菌混合制成[24]。近些年，有研究將高質(zhì)量麩曲與傳統(tǒng)大曲相結(jié)合，顯示出了明顯高的淀粉利用率和酒精生產(chǎn)力[25]。本研究則利用茶樹花的與傳統(tǒng)大曲制作相結(jié)合，制成一種新式大曲，豐富了產(chǎn)品類型，更為實現(xiàn)資源多效利用提供了新的思路。

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Optimization of the Preparation of Tea-Flower Daqu, a Starter Culture for Chinese Liquor

BAI Rui1, JIANG Jun1,2,*, XIANG Fei1, YANG Huan1, LI Wei1, LI Da-xiang1,*
(1. Key Laboratory of Tea Biochemistry and Biotechnology, Ministry of Education, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, China; 2. Agricultural Product Processing Research Institute of Hefei City, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, China)

A novel starter culture (daqu in Chinese) for Chinese liquor was made by the traditional procedure from wheat added with tea flower and mother daqu. The manufacturing process was optimized by orthogonal array design. The surface of tea-flower daqu made by culturing wheat with 2.0 g/100 g tea flower, 3.0 g/100 g mother daqu and 45 mL/100 g water added for 25 d was covered with uniform white mycelia without splits and with a sharp cross-section. It also had obvious burning circles and a strong daqu fragrance without off-odor. The tea-flower daqu had a moisture content of 12.5% and an acidity of 0.9. The power of saccharification, liquefaction and fermentation were 816.5 mg/(g·h), 1.1 g/(g·h), and 57 g CO2/(100 g 48 h), respectively. The numbers of mold, yeast and bacteria in the daqu were 9.8×106, 9.4×105and 5.7×106CFU/g, respectively. Under the same fermentation conditions, the tea-flower daqu resulted in higher contents of volatile aroma compounds in Chinese liquor than the traditional daqu.

tea flower; daqu; manufacturing process

TS261.2

A

1002-6630（2014）20-0057-05

10.7506/spkx1002-6630-201420012

2013-12-22

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（茶葉）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項（CARS-23）；安徽省科技攻關(guān)項目（12010302057）；安徽省科技計劃項目（1406C085017）

白蕊（1988—），女，碩士研究生，研究方向為茶葉生物化學(xué)與茶綜合利用。E-mail：474123959@qq.com

*通信作者：蔣軍（1977—），男，講師，博士研究生，研究方向為釀酵酒生物技術(shù)。E-mail：jiangjun@ahau.edu.cn

李大祥（1975—），男，副教授，博士，研究方向為茶葉生物化學(xué)與茶綜合利用。E-mail：dxli@ahau.edu.cn