大曲熱風干燥工藝的優(yōu)化

張蕓曌，羅惠波,2，周平，黃丹

（1.四川理工學院生物工程學院，四川自貢 643000）（2.釀酒生物技術及應用四川省重點實驗室，四川自貢643000）（3.湖北白云邊酒業(yè)股份有限公司，湖北荊州 434000）

釀酒大曲是一種富含多酶多菌的微生物發(fā)酵劑，酒曲質量的好壞直接決定著白酒的產(chǎn)率和品質[1]。大曲在生產(chǎn)和貯存的過程常常遭受曲蟲的嚴重危害，曲蟲在大曲上取食、產(chǎn)卵、繁殖，不僅造成大曲重量嚴重減輕，而且影響大曲的糖化力和液化力，嚴重降低酒曲品質，同時也給酒廠的環(huán)境衛(wèi)生和工人健康帶來了不利的影響[2,3]。目前，熱空氣干燥作為應用廣泛的干燥方法，具有操作簡單、設備成熟、成本低、產(chǎn)量大和不受氣候條件影響等優(yōu)點[4]。熱風干燥大曲除滅曲蟲是讓處于“排潮降溫期”的大曲既可以在排濕的同時又可以對曲蟲進行有效的殺滅，此前夏玙等對熱風干燥大曲除滅曲蟲的工藝進行研究，發(fā)現(xiàn)熱風干燥能夠加快大曲后期干燥進程，同時可以殺滅環(huán)境中和大曲內部的曲蟲，且對大曲的質量指標影響較小，可見利用熱風干燥大曲除滅曲蟲是一種很具應用前景的方法[5]。但在熱風干燥過程中也發(fā)現(xiàn)溫度和風速對干燥速率的提高起決定性作用，而大曲的質量和品質受溫度與風速的綜合影響，同時由于熱風干燥技術本身存在的原因，所需的干燥時間相對較長，能耗還是相對較大。為進一步解決大曲熱風干燥存在的干燥時間長、能耗大的弱點，并進一步提高大曲質量，有必要對大曲的熱風干燥工藝進行優(yōu)化研究。本文對大曲分階段變溫干燥工藝進行較系統(tǒng)的研究，以干燥溫度、風速和水分含量轉換點為關鍵因素，采用均勻優(yōu)化試驗設計方法研究大曲分段式變溫干燥特性及干燥對大曲質量的影響，優(yōu)化分段變溫干燥工藝參數(shù)，尋找出一種最佳的大曲干燥工藝，以期為實際生產(chǎn)提供技術依據(jù)，為指導干燥設備的設計奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

試驗材料：排潮降溫期大曲，發(fā)酵培菌第 8 d，采自瀘州懷玉制曲有限公司。

主要試劑：葡萄糖、硫酸、鹽酸等均為分析純，正己烷，色譜純：德國 Darmstadt公司；乙酸丁酯，色譜純，天津光復精細化工研究所；福林酚，生化試劑，上海源葉生物科技有限公司。

1.2 主要儀器與設備

ZHWY-103D型空氣浴搖床，上海智城分析儀器制造有限公司；WYT-ⅡA型手持式糖量計折射儀，成都格納絲商貿有限公司；HD-4型智能水分活度測量儀，無錫市華科儀表有限公司；GZ-1200-X型電腦恒溫層析柜，韶關市廣智科技設備有限公司；HT300A系列自動固相微萃取儀，意大利HTA公司；Agligent 7890A-5975B型氣相色譜-質譜聯(lián)用儀、Agligent 6890型氣相色譜儀，美國安捷倫公司；Sherlock 6.0型微生物鑒定系統(tǒng)，美國MIDI公司；BF2000型氮氣吹干儀，北京八方世紀科技有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 大曲熱風干燥工藝流程

圖1 大曲熱風干燥工藝流程圖Fig.1 Daqu hot-air drying process flow chart

1.3.2 大曲各項指標的測定方法

參考《釀酒分析與檢測》[6]和輕工行業(yè)國標《釀酒大曲通用分析方法》[7]。

大曲揮發(fā)性風味成分指標測定：按照參考文獻[8]設定GC-MS的分析條件，采用內標半定量的方法來測定大曲揮發(fā)性風味成分的含量。大曲微生物指標測定：采用 PLFA技術，綜合美國 MIDI公司提供的PLFA測定操作規(guī)程，結合參考文獻[9]對大曲微生物指標進行測定。

1.3.3 均勻優(yōu)化設計試驗方法

以干燥第一階段溫度、第一階段風速、水分含量轉換點、干燥第二階段溫度和第二階段風速五個干燥工藝參數(shù)為試驗因素，用DPS軟件設計一個8因素10水平試驗 10次的均勻優(yōu)化設計試驗，即構成U*10(108)設計表，其中空3列，其余5個試驗因素水平見表1，均勻設計實驗安排表如表2。

表1 均勻試驗設計因素水平表Table 1 Factors and levels of uniform experimental design

表2 均勻試驗設計實驗安排表U*10(108)Table 2 Experimental design of uniform experimental design U*10 (108)

表3 大曲質量指標參數(shù)設置及其權重分配Table 3 Parameter setting of Daqu quality index and its weight distribution

1.3.4 單位能耗的計算

單位能耗：每蒸發(fā)大曲一個單位質量水分所耗電能，以電機額定輸入功率及每組試驗總干燥時間計算，如式1所示[10]：

式中，E是大曲干燥能耗（kJ/g）；W是烘箱電機額定輸入功率（kW）；T是大曲熱風干燥所需要的時間（h）；G是干燥過程除去水分的重量（g）。

1.3.5 大曲質量指標綜合評定方法

我國目前沒有統(tǒng)一的大曲質量標準體系，為探討大曲干燥工藝參數(shù)對大曲理化及生化指標的影響，結合瀘州老窖和陜西西鳳酒等國內酒廠對大曲質量標準的定義，對大曲質量指標參數(shù)設置及其權重分配進行綜合評定，以100分計，見表3所示[11～14]。

由于大曲質量各指標的單位不同，需對大曲質量指標進行歸一化，大曲水分和淀粉指標越小越好，為負效應；大曲酸度、酯化力和酒化力等指標越大越好，為正效應，所以其計算公式分別如下：

式 2、3中，yi是大曲質量指標歸一化值；xi是大曲質量指標試驗測定值；xmax、xmin分別是大曲質量指標試驗測定的最大值與最小值。

所以大曲理化（Y1）、酶系（Y2）、生化（Y3）和質量綜合指標（Y）的計算公式為：

1.3.6 大曲揮發(fā)性風味成分指標綜合評定方法

大曲揮發(fā)性風味進行主成分分析后對揮發(fā)性風味進行綜合評定，利用SPSS軟件對均勻優(yōu)化試驗中大曲樣品的揮發(fā)性風味物質進行主成分分析（PCA）。由各主成分載荷值與揮發(fā)性風味物質的大小，分別計算提取出來的每個主成分的得分Fj，再根據(jù)各個主成分對應的方差貢獻率作為權重，由主成分得分和對應的權重線性加權求和得到綜合評價函數(shù)，計算出評價函數(shù)的綜合得分F，根據(jù)F值對優(yōu)化組大曲風味進行綜合評定。計算公式如下[15]：

式8中，χi是某風味物質標準化值，mi是某風味物質測定值，mmax、mmin是某風味物質測定值的最值。eji是揮發(fā)性風味物質在某一主成分中對應的載荷值；λj是各個主成分對應的方差貢獻率。

1.3.7 大曲微生物群落指標綜合評定方法

通過磷脂脂肪酸技術（PLFA）得出大曲中革蘭氏陽/陰性菌和真菌的含量，根據(jù)瀘州老窖制訂的大曲標準中對大曲微生物指標權重的分配[14]，得出的細菌和真菌的權重設置為 3:7，以百分制計，大曲微生物群落綜合評定得分M的計算公式為：

式中，M是大曲微生物指標綜合得分；x細i、x真i是大曲細菌和真菌的優(yōu)化組測定值；x細max、x真max、X細min、X真min是大曲細菌和真菌的優(yōu)化組測定的最值。

1.3.8 綜合評價指標處理法

對大曲能耗指標E、質量指標Y、揮發(fā)性風味指標F和微生物指標M的得分大小進行標準化處理后的大小分別用Z1、Z2、Z3、Z4表示。用線性加權法確定大曲指標綜合評價函數(shù)Z的計算公式為：

式中，λ1、λ2、λ3、λ4分別為 Z1、Z2、Z3、Z4的加權系數(shù)，滿足λ1>0、λ2>0、λ3>0、λ4>0，且λ1+λ2+λ3+λ4=1。

通過查閱文獻與資料[16,17]，探討大曲各指標對白酒釀造過程中貢獻的大小，首先應考慮的是大曲質量指標，其次是大曲微生物指標、大曲能耗指標，最后考慮大曲揮發(fā)性風味指標，所以取λ1=0.2、λ2=0.4、λ3=0.1、λ4=0.3，所以大曲指標綜合評價函數(shù)Z的表達式如下：

1.4 數(shù)據(jù)處理

實驗所得數(shù)據(jù)采用origin作圖、使用DPS 7.05進行二次多項式逐步回歸分析并分析擬合度、SPSS進行方差分析，多重比較采用Duncans新復極差法進行比較，檢驗試驗結果的可信度以及各處理間差異顯著性，以p＜0.05為差異顯著。

2 結果與討論

2.1 干燥工藝參數(shù)對大曲能耗的影響

干燥工藝參數(shù)對大曲能耗的影響如2所示。根據(jù)圖2中試驗結果，分析各試驗因素對大曲能耗的影響規(guī)律，利用 DPS軟件對試驗數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進行二次多項式逐步回歸分析，剔除不顯著因素項，得出大曲能耗與各因素之間的回歸方程如下：

圖2 均勻優(yōu)化干燥對大曲能耗的影響Fig.2 The effects of uniform drying on energy consumption of Daqu

對該回歸方程中各影響因素進行顯著性檢驗，結果見表4。

表4 回歸方程的顯著性分析Table 4 Analyses of significance of regress equation

從表4各變量顯著性檢驗p值的大小可知，各因素對大曲干燥能耗影響的強弱程度為X1X4>X42>X1X5>X4X5>X12>X1X3>X32，其中 X12、X1X3、X32對大曲干燥能耗影響不顯著（p>0.05），X42、X1X5、X4X5對大曲干燥能耗影響顯著（p＜0.05），X1X4即干燥第一階段溫度和第二階段溫度的交互作用影響最大，對大曲干燥能耗影響極顯著（p＜0.01）。對回歸模型尋找最優(yōu)值，可得最佳的大曲干燥工藝參數(shù)條件為：第一階段溫度為 67.3 ℃、第一階段風速為1.2 m/s、水分含量轉換點為20.8%、第二階段溫度為58.2 ℃和第二階段風速為1.3 m/s，此時大曲干燥能耗降低為0.336 kJ/g。

2.2 干燥工藝參數(shù)對大曲質量指標的影響

2.2.1 干燥工藝參數(shù)對大曲理化指標的影響

均勻優(yōu)化試驗中干燥工藝參數(shù)對大曲傳統(tǒng)理化指標的影響情況如圖3所示。由圖3可知，均勻優(yōu)化組次中的水分都降到了15%左右，顯著低于對照曲的水分（p＜0.05），說明大曲干燥加速了內部水分的蒸發(fā)，達到了我們干燥大曲的目的；均勻優(yōu)化組次的大曲酸度普遍比對照曲高，其中第4組大曲酸度顯著高于第1、2、3、5、8組和對照組（p＜0.05）；均勻優(yōu)化組次中大曲淀粉含量有一定的波動，其中第9、10組淀粉含量顯著低于第5～8組（p＜0.05）。根據(jù)公式4，得出大曲理化指標得分Y1情況如表5所示。

圖3 均勻優(yōu)化干燥對大曲理化指標的影響Fig.3 Effect of uniform drying on physicochemical indexes of Daqu

利用DPS軟件對大曲理化指標得分Y1進行二次多項式逐步回歸分析，剔除不顯著因素項，得出大曲理化指標與各干燥工藝因素之間的回歸方程如下：

Y1=-12.6185+14.5603X2+12.5166X5-17.5895X22-18.4263X52+0.0074X1X3+12.8669X2X5+0.0092X3X4

對該回歸方程中工藝參數(shù)進行顯著性檢驗，結果見表6。從表6各變量顯著性檢驗p值的大小可知，干燥工藝參數(shù)顯著水平p均大于0.05，說明工藝參數(shù)的改變對大曲理化指標影響不顯著。分析可能是因為淀粉和酸度為大曲發(fā)酵代謝的最終狀態(tài)指標，不會因為外界溫度的改變而發(fā)生較大的變化，因此大曲經(jīng)過熱風干燥后對理化指標的變化影響不大。

表5 大曲理化指標得分情況Table 5 The score of physical and chemical indexes in Daqu

表6 回歸方程的顯著性分析Table 6 Analyses of significance of regress equation

表7 大曲酶系指標得分情況Table 7 The score of physical and enzyme index in Daqu

2.2.2 干燥工藝參數(shù)對大曲酶系指標的影響

圖4 均勻優(yōu)化干燥對大曲酶系指標的影響Fig.4 Effect of uniform drying on enzyme index of Daqu

均勻優(yōu)化過程中干燥工藝參數(shù)對大曲酶系指標的影響如圖4所示。

由圖4可知，均勻優(yōu)化第6組大曲糖化酶活力最高，并顯著高于第3、4、5、7和8組（p＜0.05）；大曲液化力在優(yōu)化第1組最高，優(yōu)化第8組最低，大曲發(fā)酵力在優(yōu)化第2組最高，第4、6、8、9組發(fā)酵力普遍較低。造成大曲酶系指標發(fā)生變化的原因可能是外界溫度的刺激，對大曲內部微生物的生長代謝產(chǎn)生了影響，第8組的處理條件對產(chǎn)液化酶的微生物生長不利，造成其液化酶活力較低；而第2組的處理條件能夠較大程度促進酵母菌的生長繁殖，導致其發(fā)酵力較高。根據(jù)公式5，得出大曲酶系指標得分Y2情況如表7所示。利用DPS軟件對大曲酶系指標得分Y2進行二次多項式逐步回歸分析，剔除不顯著因素項，得出大曲酶系指標與各干燥工藝因素之間的回歸方程如下：

Y2=16.2506+47.8408X22+0.06364X1X3-

0.0275X1X4-0.1633X1X5-8.4068X2X3+2.4670X2X4-51.8 550X2X5+ 2.4433X3X5

對該回歸方程中工藝參數(shù)進行顯著性檢驗，結果見表8。分析表8數(shù)據(jù)，對回歸模型尋找最優(yōu)值，可得最佳的大曲干燥工藝參數(shù)條件為：第一階段溫度為46.1 ℃、第一階段風速為 1.2 m/s、水分含量轉換點為16.1%、第二階段溫度為64.4 ℃和第二階段風速為0.3 m/s，此時大曲酶系指標有最高得分為73.814。

表8 回歸方程的顯著性分析Table 8 Analyses of significance of regress equation

2.2.3 干燥工藝參數(shù)對大曲生化指標的影響

圖5 均勻優(yōu)化干燥對大曲生化指標的影響Fig.5 Effect of uniform drying on biochemical index of Daqu

均勻優(yōu)化過程中干燥工藝參數(shù)對大曲生化指標的影響如圖5所示。

由圖5可知，均勻優(yōu)化第9、10組大曲酯化力最低，其中優(yōu)化第 9組顯著低于優(yōu)化第 1～7組（p＜0.05）；大曲氨態(tài)氮在優(yōu)化第 1、3、10組中較低，其中優(yōu)化第3組顯著低于除第10組外的其它優(yōu)化組（p＜0.05）；優(yōu)化第1、2、3組大曲酒化力較高，顯著高于優(yōu)化第4～7組（p＜0.05）。

分析原因可能是第9、10組第一階段干燥溫度較高，對產(chǎn)酯化酶的微生物生長造成抑制；第3組的處理不利于產(chǎn)蛋白酶微生物的生長和蛋白酶的分解作用，造成氨態(tài)氮含量較低；第1、2、3組第一階段干燥溫度較低，能夠促進酵母菌的生長代謝，所以酒化力較高；根據(jù)公式6，得出大曲生化指標得分Y3情況如表9所示。

利用DPS軟件對大曲生化指標得分Y3進行二次多項式逐步回歸分析，剔除不顯著因素項，得出大曲生化指標與各干燥工藝因素之間的回歸方程如下：

Y3=-66.9783+4.7713X4+0.1560X12+1.0316X32+1.8623X52+0.2799X1X2-0.7385X1X3-0.0881X1X4

對該回歸方程中工藝參數(shù)進行顯著性檢驗，結果見表10。

表9 大曲生化指標得分情況Table 9 The score of physical and biochemical index in Daqu

表10 回歸方程的顯著性分析Table 10 Analyses of significance of regress equation

分析表 10，對回歸模型尋找最優(yōu)值，可得最佳的大曲干燥工藝參數(shù)條件為：第一階段溫度為47.8 ℃、第一階段風速為 1.3 m/s、水分含量轉換點21.4%、第二階段溫度為 66.8 ℃和第二階段風速為1.3 m/s，此時大曲生化指標有最高得分為68.653。

2.2.4 干燥工藝參數(shù)對大曲質量指標的綜合影響

熱風干燥時應考慮工藝參數(shù)對大曲質量整體的綜合影響，因而需要對3個目標函數(shù)進行綜合優(yōu)化，進而找到滿足大曲質量指標綜合的最佳干燥工藝參數(shù)組合。根據(jù)公式7，得出大曲質量指標Y的綜合得分情況如表11所示。

表11 大曲質量指標綜合得分情況Table 11 The composite score of physical and quality index in Daqu

利用DPS軟件對大曲質量指標綜合得分Y進行 二次多項式逐步回歸分析，剔除不顯著因素項，得出大曲質量指標與各干燥工藝因素之間的回歸方程如下：

Y=22.8964+165.9266X5-62.4017X52+1.3405X1X2-0.1223X1X3+0.5955X2X4-101.9833X2X5+0.0402X3X4

對該回歸方程中工藝參數(shù)進行顯著性檢驗，結果見表 12。分析表 12，對回歸模型尋找最優(yōu)值，可得綜合的最佳的大曲干燥工藝參數(shù)條件為：第一階段溫度為46.69 ℃、第一階段風速為1.23 m/s、水分含量轉換點15.87%、第二階段溫度為67.33 ℃和第二階段風速為0.35 m/s，此時大曲質量指標綜合得分達到最大值為107.549分。

表12 回歸方程的顯著性分析Table 12 Analyses of significance of regress equation

2.3 干燥工藝參數(shù)對大曲揮發(fā)性風味指標的影響

利用SPSS軟件對均勻優(yōu)化試驗中10個優(yōu)化組大曲樣品的揮發(fā)性風味物質進行主成分分析（PCA）。得到主成分的特征值和方差貢獻率如表 13所示，主成分載荷矩陣如表14所示。

表13 主成分的特征值及其貢獻率Table 13 The eigenvalues and contribution rate of PCA

表14 主成分載荷矩陣Table 14 Principal component load matrix

正己酸乙酯 0.800 0.136 -0.584辛酸乙酯 0.772 -0.583 -0.253壬酸乙酯 0.958 -0.181 0.222癸酸乙酯 0.007 0.649 0.761月桂酸乙酯 -0.919 -0.395 0.008十四酸乙酯 -0.963 0.264 -0.048十五酸乙酯 -0.989 -0.037 0.143棕櫚酸乙酯 -0.917 -0.108 0.383 9-十六碳烯酸乙酯 -0.853 0.502 0.141十七酸乙酯 -0.547 -0.836 0.040反油酸乙酯 0.469 0.828 -0.306硬脂酸乙酯 -0.933 0.349 -0.082油酸乙酯 -0.373 0.913 0.167亞油酸乙酯 -0.343 0.937 0.070亞麻酸乙酯 -0.604 -0.785 0.136苯甲醛 0.248 0.907 0.340苯甲醇 -0.587 0.777 0.227苯乙醇 0.665 0.452 0.594苯基巴豆醛 0.748 0.461 0.478二叔丁基苯酚 0.458 -0.296 -0.838鄰苯二甲醚 0.968 0.251 0.011苯乙酸乙酯 0.401 0.306 0.863 3,4-二甲氧基苯乙烯 0.239 -0.331 0.913 2,5-二甲基吡嗪 -0.039 0.475 -0.879 2,6-二甲基吡嗪 0.746 -0.666 -0.021 2,3,5-三甲基吡嗪 -0.164 -0.986 -0.042 2,3,5,6-四甲基吡嗪 -0.939 -0.210 -0.272十二烷 0.960 0.264 -0.091十四烷 -0.648 0.127 -0.751 6,10,14-三甲基-2-十五烷酮 0.992 -0.116 0.041十六烷 0.870 0.167 -0.464 1-石竹烯 -0.911 0.402 -0.091 α-柏木烯 0.717 0.544 -0.436 α-長葉蒎烯 -0.744 0.656 0.125 3-羥基-2-丁酮 -0.436 -0.703 -0.562 2-正戊基呋喃 -0.263 0.952 -0.158環(huán)烷 0.907 0.404 -0.119

表13可知，3個主成分的特征值分別為22.174、13.377、7.449，方差貢獻率分別為 51.567%、31.109%、17.324%，累計貢獻率達到 100%，說明這3個主成分已經(jīng)包含了優(yōu)化組樣品中43種揮發(fā)性風味成分的主要信息，能夠較全面的反應曲樣中揮發(fā)性指標的組成信息。由表14可以看出各風味成分在3個主成分的載荷值大小，根據(jù)公式 8、9、10得出優(yōu)化組大曲各主成分得分和函數(shù)綜合得分情況如表 15所示。

表15 大曲質量揮發(fā)性風味指標得分情況Table 15 The composite score of volatile flavor compounds index in Daqu

表16 回歸方程的顯著性分析Table 16 Analyses of significance of regress equation

對該回歸方程中工藝參數(shù)進行顯著性檢驗，結果見表16。

分析表 16，對回歸模型尋找最優(yōu)值，可得綜合的最佳的大曲干燥工藝參數(shù)條件為：第一階段干燥溫度為46.0 ℃、第一階段風速為0.8 m/s、水分含量轉換點20.4%、第二階段溫度為44.1 ℃和第二階段風速為 0.3 m/s，此時大曲揮發(fā)性風味指標綜合得分達到最大值為4.886分。

2.4 干燥工藝參數(shù)對大曲微生物指標的影響

大曲微生物群落對白酒釀造有至關重要的作用，均勻優(yōu)化過程中干燥工藝參數(shù)對大曲微生物群落的影響如表17所示。由表17可知，和對照組相比，均勻優(yōu)化組中的革蘭氏陽性菌的含量均比對照組高，其中均勻優(yōu)化第1、10組大曲中革蘭氏陽性菌的含量較其它優(yōu)化組高，而優(yōu)化第6～8組革蘭氏陽性菌的含量較低；大曲中革蘭氏陰性菌的含量經(jīng)過均勻優(yōu)化處理后普遍呈現(xiàn)一定的升高趨勢，其中優(yōu)化第 1、2、6、8組革蘭氏陰性菌的含量升高較多；經(jīng)過均勻優(yōu)化處理的大曲真菌含量較對照組也上升較多，其中優(yōu)化第 1組真菌含量比其它優(yōu)化組要多。這說明在大曲熱風干燥優(yōu)化過程中，溫度的大小對各類微生物的生長存在較大影響，外界溫度的刺激，有利于細菌和真菌等微生物的生長繁殖；不同溫度和風速條件下的刺激，對各類微生物的生長繁殖促進作用不一，第1組對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌和真菌的促進效果比其它優(yōu)化組要好，說明第一階段采用較低溫度能夠優(yōu)先促進微生物的大量生長繁殖。根據(jù)公式 11，得出大曲微生物群落得分M的情況如表18所示。

表17 均勻優(yōu)化干燥對大曲微生物群落的影響Table 17 Effect of uniform drying on microbial community of Daqu

表18 大曲微生物指標得分情況Table 18 The score of physical and biochemical index in Daqu

利用DPS軟件對大曲微生物指標綜合得分M進行二次多項式逐步回歸分析，剔除不顯著因素項，得出大曲微生物指標與各干燥工藝因素之間的回歸方程如下：

M=1541.2152-47.1224X1-9.7934X4+0.31198X12+87.4000X52+1.6756X1X2+0.2103X1X4-141.7335X2X5

對該回歸方程中工藝參數(shù)進行顯著性檢驗，結果見表19。

從表19各變量顯著性檢驗p值的大小可知，所有的因素組合都對大曲微生物指標的影響極顯著（p＜0.01），說明大曲微生物指標很容易隨著干燥工藝參數(shù)的改變而發(fā)生變化。對回歸模型尋找最優(yōu)值，可得綜合的最佳的大曲干燥工藝參數(shù)條件為：第一階段溫度為48.1 ℃、第一階段風速為0.3 m/s、水分含量轉換點18.7%、第二階段溫度為69.8 ℃和第二階段風速為 1.2 m/s，此時大曲微生物指標綜合得分達到最大值為137.739分。

表19 回歸方程的顯著性分析Table 19 Analyses of significance of regress equation

2.5 熱風干燥工藝參數(shù)的綜合指標優(yōu)化及分析

將大曲的以上4個指標進行綜合考慮，根據(jù)公式13，得出各優(yōu)化組大曲綜合指標評價函數(shù)得分如表20所示。

表20 大曲綜合指標得分情況Table 20 The score of physical and comprehensive index in Daqu

利用DPS軟件對大曲綜合指標函數(shù)得分Z進行二次多項式逐步回歸分析，剔除不顯著因素項，得出大曲綜合指標函數(shù)與各干燥工藝因素之間的回歸方程如下：

Y=0.2203+0.5440X2+1.4935X22+0.2347X52-0.0200 X1X2+0.0002X1X4-2.0502X2X5-0.0010X3X4+0.02778X4X5

對該回歸方程中工藝參數(shù)進行顯著性檢驗，結果見表 21。分析表 21，對回歸模型尋找最優(yōu)值，可得綜合的最佳的大曲干燥工藝參數(shù)條件為：第一階段溫度為47.8 ℃、第一階段風速為1.3 m/s、水分含量轉換點15.5%、第二階段溫度為45.0 ℃和第二階段風速為 0.3 m/s，此時大曲綜合指標函數(shù)得分達到最大值為1.367分。

表21 回歸方程的顯著性分析Table 21 Analyses of significance of regress equation

3 結論

本文通過對大曲分階段變溫干燥工藝進行較系統(tǒng)的研究，并對大曲的這4個指標進行綜合評價，得出一種綜合的最佳的大曲干燥工藝參數(shù)條件：第一階段溫度為47.8℃、第一階段風速為1.3 m/s、水分含量轉換點15.5%、第二階段溫度為45.0 ℃和第二階段風速為0.3 m/s，此時大曲綜合指標函數(shù)得分達到最大值為1.367分。本研究通過研究大曲分段式變溫干燥特性及干燥對大曲的影響，優(yōu)化分段變溫干燥工藝參數(shù)，得出一種最佳的大曲干燥工藝，為今后實際生產(chǎn)提供技術依據(jù)，同時為指導干燥設備的設計奠定了理論基礎。