傳統(tǒng)鳳型大曲后熟期成熟度評(píng)價(jià)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(fèi)升級(jí)和國(guó)民觀念轉(zhuǎn)變，環(huán)保、綠色、節(jié)約、可持續(xù)發(fā)展也越來(lái)越受到消費(fèi)者、行業(yè)、國(guó)家的重視。

“曲乃酒之骨”，酒曲是白酒釀造的糖化、發(fā)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(zhì)直接影響著白酒產(chǎn)量、質(zhì)量和酒體風(fēng)格[4]。張麗等[5]研究了醬香型大曲貯存過程中發(fā)酵性能，發(fā)現(xiàn)大曲貯存5～6個(gè)月最適宜于醬香型白酒生產(chǎn)；嚴(yán)偉等[6]分析了特香型大曲貯存過程中霉菌、酵母菌、細(xì)菌數(shù)量變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)大曲在貯存2～3個(gè)月時(shí)最適合白酒生產(chǎn)；施思等[7]對(duì)濃香型大曲貯藏過程中糖化力、發(fā)酵力變化及真菌多樣性進(jìn)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(biāo)的變化發(fā)現(xiàn)濃香型大曲正常的貯存期為6～18個(gè)月；沈才洪等[9]對(duì)大曲以評(píng)分的方式設(shè)定了大曲質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)。這些研究都是基于對(duì)大曲的水分、酸度、淀粉含量、發(fā)酵力等常規(guī)理化指標(biāo)的檢測(cè)，或?qū)ζ渲形⑸锓N群的分析檢測(cè)，來(lái)掌握大曲在貯存過程中的變化規(guī)律，為大曲質(zhì)量更好的發(fā)展提供了依據(jù)。鳳香型白酒生產(chǎn)中，大曲常規(guī)測(cè)定指標(biāo)為液化力、糖化力、發(fā)酵力，且釀酒微生物酶系豐富[10-11]。近來(lái)，有人提出對(duì)上述常規(guī)方法的質(zhì)疑，認(rèn)為人為地將白酒發(fā)酵的動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行靜態(tài)化分割得出的結(jié)論既沒有可靠的依據(jù)，也沒有足夠的信服度，故提出了酒化力這個(gè)能直接反映固態(tài)白酒發(fā)酵產(chǎn)酒精能力的非傳統(tǒng)指標(biāo)。大曲貯藏是一個(gè)耗時(shí)耗力的工作，需要占用大量的空間，長(zhǎng)時(shí)間的貯藏不但會(huì)增加企業(yè)勞動(dòng)成本和生產(chǎn)成本，也會(huì)降低成熟后大曲的質(zhì)量[12]。前人對(duì)食品品質(zhì)質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法多為主成分分析法[13-14]，即將復(fù)雜多樣的食品指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少量綜合指標(biāo)，每個(gè)綜合指標(biāo)盡可能多地涵蓋原始變量的信息，以綜合指標(biāo)來(lái)解釋多變量的數(shù)模結(jié)構(gòu)。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(dāng)主成分因子符號(hào)有正負(fù)之分時(shí)，綜合評(píng)價(jià)函數(shù)意義就不明確[15]。對(duì)于大曲后熟期成熟度質(zhì)量的評(píng)價(jià)而言，評(píng)價(jià)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(gè)集合各種模糊、相互關(guān)聯(lián)因素在內(nèi)的復(fù)雜概念[16]。對(duì)此，模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)方法是一種良好的解決途徑，其將矩陣評(píng)判和模糊理論綜合應(yīng)用，使評(píng)判模型趨于數(shù)學(xué)化、定量化、系統(tǒng)化，有利于對(duì)綜合復(fù)雜狀況做出更符合客觀實(shí)際的評(píng)價(jià)[17]。如模糊數(shù)學(xué)已被用于調(diào)味魚工藝及水晶蝦仁漿液配方的優(yōu)化、鮮涼皮食用品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的建立等眾多食品相關(guān)領(lǐng)域[18-20]。

為了得到大曲最佳成熟期，減少生產(chǎn)成本，順應(yīng)國(guó)家白酒發(fā)展戰(zhàn)略，本研究開展傳統(tǒng)鳳香型大曲成熟度研究，通過模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)判方法對(duì)不同貯藏階段的傳統(tǒng)鳳型大曲理化指標(biāo)動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，同時(shí)在試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中加入酒化力指標(biāo)，以了解大曲品質(zhì)在不同貯藏期間的品質(zhì)變化，得到最佳的貯藏時(shí)間。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

傳統(tǒng)鳳香型優(yōu)級(jí)大曲。

1.1.2 試劑

NaOH、無(wú)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(xué)試劑廠；次甲基藍(lán)(分析純)，上海國(guó)藥試劑；葡萄糖、酚酞(均為分析純)，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；冰乙酸(分析純)，天津市富宇精細(xì)化工有限公司；酒石酸鉀鈉(分析純)，天津市瑞金特化學(xué)品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)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(diào)溫型電熱套、DK-98-Ⅱ電爐，天津泰斯特儀器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

傳統(tǒng)鳳香型大曲理化指標(biāo)，按照QB/T 4257—2011進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 酒化力測(cè)定

溫度對(duì)傳統(tǒng)鳳型大曲酒化力的影響如表1所示。常溫發(fā)酵中，發(fā)酵第14天時(shí)達(dá)到最大酒精度7.9%vol。恒溫發(fā)酵中，發(fā)酵第10天就已經(jīng)達(dá)到最大酒精度8.6%vol。為了便于在發(fā)酵中控制溫度以及獲得較高的酒精度，降低實(shí)驗(yàn)誤差帶來(lái)的影響，選擇恒溫30 ℃作為酒化力測(cè)定溫度。

2.2 傳統(tǒng)鳳型大曲理化指標(biāo)的測(cè)定

2.2.1 大曲理化指標(biāo)變異系數(shù)分析

變異系數(shù)表示不同貯藏期間大曲各個(gè)指標(biāo)受不同條件影響發(fā)生的變異程度，它能反映大曲貯藏期間指標(biāo)的基本動(dòng)態(tài)。由表2可知，貯藏期間液化力的變異系數(shù)最大(40.35%)，說(shuō)明在貯藏期間各時(shí)間段的液化力差異較大。其次是發(fā)酵力、糖化力、酸度，其變異系數(shù)依次為24.19%、17.72%、14.37%。其余指標(biāo)的變異系數(shù)較小。總體來(lái)看，這8個(gè)評(píng)定因子在不同鳳型大曲貯藏期的表現(xiàn)不同，很難根據(jù)單一指標(biāo)對(duì)鳳型大曲成熟度做出正確的判斷。

表1 溫度對(duì)傳統(tǒng)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(tǒng)鳳型大曲理化指標(biāo)變異系數(shù)Table 2 Variation coefficient of traditional Feng-type Daqu’s physicochemical indexes

2.2.2 大曲理化指標(biāo)隨貯藏時(shí)間的變化

由圖1可知,排除貯藏第6個(gè)月時(shí)下雨對(duì)大曲水分的影響，大曲理化指標(biāo)的最大值整體在貯藏3～5個(gè)月取得，可以粗略地推斷傳統(tǒng)鳳型大曲的貯藏期為3～5個(gè)月。

2.3 基于模糊數(shù)學(xué)的大曲成熟度分析

大曲后熟期成熟度的質(zhì)量品質(zhì)是由多種理化因子綜合體現(xiàn)的，而不能依照某一個(gè)指標(biāo)的變化去評(píng)判質(zhì)量的變化，且該質(zhì)量的優(yōu)劣還是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過程。因此，建立量化的大曲后熟期成熟度評(píng)價(jià)指標(biāo)并探討行之有效的綜合評(píng)價(jià)方法，對(duì)鳳型大曲發(fā)展具有重要意義。本研究運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)評(píng)定方法對(duì)傳統(tǒng)鳳型大曲后熟期成熟度質(zhì)量進(jìn)行綜合的評(píng)判優(yōu)選，篩選出較優(yōu)的貯藏時(shí)間，可為大曲品質(zhì)評(píng)價(jià)提供參考依據(jù)。

a-酒化力；b-淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)；c-液化力；d-酸度；e-酶化力；f-發(fā)酵力；g-水分；h-糖酵力圖1 傳統(tǒng)鳳型大曲理化指標(biāo)隨貯藏時(shí)間的變化Fig.1 Changes of physicochemical indexes of traditional Feng-type Daqu

2.3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的篩選

基于前期試驗(yàn)，篩選出8個(gè)評(píng)價(jià)因子的指標(biāo)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(fā)酵力，X6為糖化力，X7酯化力，X8為酒化力。并將這8個(gè)指標(biāo)因子分門別類為2項(xiàng)主要評(píng)價(jià)方向，即大曲耐儲(chǔ)性與大曲基本理化指標(biāo)。大曲耐儲(chǔ)性為B1即X1～X3，大曲基本理化指標(biāo)為B2即X4～X8。這8個(gè)評(píng)價(jià)因子基本可以反映大曲后熟期成熟度的綜合品質(zhì)，據(jù)此構(gòu)建出基于層次分析法的模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)樹，如圖2所示。

圖2 傳統(tǒng)鳳型大曲綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)樹Fig.2 Quality evaluation tree of traditional Feng-type Daqu

2.3.2 層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重系數(shù)

2.3.2.1 比較矩陣的建立

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

2.3.2.2 計(jì)算單一準(zhǔn)則下元素的相對(duì)權(quán)重及其一致性檢驗(yàn)

利用MATLAB R2014a求解矩陣的最大特征值、特征向量及權(quán)向量。通過一致性檢驗(yàn)，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(jī)一致性指標(biāo)，計(jì)算得到每個(gè)判斷矩陣的隨機(jī)一致性比率CR(CR=CI/RI)，結(jié)果表明所有比較矩陣的CR<0.1，滿足一致性要求，其所得權(quán)重有效。

2.3.3 基于層次分析法的模糊數(shù)學(xué)確定指標(biāo)品質(zhì)綜合評(píng)定結(jié)果

2.3.3.1 評(píng)價(jià)因子實(shí)測(cè)值標(biāo)準(zhǔn)化處理

采用極差標(biāo)準(zhǔn)化法對(duì)各測(cè)定指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理，將其化為0～1的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)[21]。各指標(biāo)評(píng)定計(jì)算公式為Cij=(C-Cmin)/R,其中Cij為第i組樣品的第j個(gè)內(nèi)部品質(zhì)指標(biāo)的評(píng)定指數(shù)；C為第i組樣品的第j個(gè)內(nèi)部品質(zhì)指標(biāo)的實(shí)測(cè)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(gè)內(nèi)部指標(biāo)實(shí)測(cè)值中的最大值和最小值。

表3 比較矩陣及一致性檢驗(yàn)結(jié)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(yàn)

層次總排序是計(jì)算同一層次所有指標(biāo)因子相對(duì)于目標(biāo)層的重要性排序，通過進(jìn)行指標(biāo)層對(duì)于目標(biāo)層的權(quán)重計(jì)算，得到最下層評(píng)價(jià)因子對(duì)目標(biāo)的組合權(quán)向量，因此由j個(gè)指標(biāo)的組合權(quán)向量組成的權(quán)重集Sj=(0.10，0.05，0.05，0.08，0.16，0.24，0.08，0.24)。最后對(duì)層次分析組合權(quán)重一致性檢驗(yàn)，以確定組合權(quán)向量是否滿足要求，能否作為最終決策依據(jù)，通過公式CR組合=0<0.1，結(jié)果表明組合權(quán)向量符合一致性檢驗(yàn)要求。

2.3.3.3 模糊綜合評(píng)價(jià)大曲成熟度綜合品質(zhì)

運(yùn)用多因子模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)定法，將實(shí)測(cè)值的量綱化數(shù)據(jù)和指標(biāo)評(píng)價(jià)因子權(quán)重值進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)綜合，綜合評(píng)價(jià)結(jié)果得分越高說(shuō)明處理的大曲成熟度越好。由表4可知，大曲酸度評(píng)分最高的為第4、第5個(gè)月；大曲水分評(píng)分最高均為第6個(gè)月；大曲淀粉評(píng)分最高的為第1、第3和第6個(gè)月；大曲液化力評(píng)分最高的為第6個(gè)月；大曲發(fā)酵力評(píng)分最高的為第5個(gè)月；大曲糖化力評(píng)分最高的為第3個(gè)月；大曲酯化力評(píng)分最高的為第3個(gè)月；大曲酒化力評(píng)分最高的為第3個(gè)月。綜合評(píng)判總分在0.70分以上的有4個(gè)時(shí)間，2個(gè)為貯藏3個(gè)月，占比50%；1個(gè)為貯藏4個(gè)月，占比25%；1個(gè)為貯藏6個(gè)月，占比25%?？傇u(píng)分>0.60分的有13個(gè)，排除掉因?yàn)橄掠晏煸斐捎绊懙牡?個(gè)月還剩11個(gè)，其中1個(gè)為貯藏2個(gè)月，占比9.09%；4個(gè)為貯藏3個(gè)月，占比36.36%；3個(gè)為貯藏4個(gè)月，占比27.27%；3個(gè)為貯藏5個(gè)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(gè)月以及6個(gè)月。

綜合可知90.90%的試驗(yàn)大曲在貯藏3～5個(gè)月的時(shí)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(píng)分>0.6的即可認(rèn)為達(dá)到生產(chǎn)要求的成熟期。

表4 傳統(tǒng)鳳型大曲成熟度綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)Table 4 Comprehensive quality evaluation of traditional Feng-type Daqu

3 結(jié)論

本研究對(duì)傳統(tǒng)鳳型大曲貯藏期的8個(gè)理化指標(biāo)進(jìn)行了實(shí)時(shí)跟蹤分析，獲得各理化指標(biāo)的占比權(quán)重，并得到最佳的后熟期成熟度貯藏月份。

(1)各個(gè)理化指標(biāo)酸度、水分、淀粉、液化力、發(fā)酵力、糖化力、酯化力、酒化力的占比權(quán)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(tǒng)理化指標(biāo)分析得出大曲在貯藏3～5個(gè)月各個(gè)指標(biāo)均表現(xiàn)優(yōu)異，同時(shí)通過模糊數(shù)學(xué)量綱化處理分析也能夠得出大曲在貯藏時(shí)間為3～5個(gè)月后具有較好的后熟期成熟度，尤其是在貯藏第3個(gè)月表現(xiàn)最為優(yōu)異。

針對(duì)鳳香型大曲貯藏后期成熟度的變化，并同時(shí)考慮貯藏成本以及大曲品質(zhì)的穩(wěn)定性，建議將貯藏3個(gè)月的大曲進(jìn)行合理的調(diào)整混合搭配粉碎，減少因?yàn)槔砘笜?biāo)的突出變化帶來(lái)酒質(zhì)的不穩(wěn)定性，保證窖池正常發(fā)酵，確保鳳香型白酒質(zhì)量的穩(wěn)定性。