醬香型白酒制曲用小麥硬度的評價(jià)研究

趙洪芳，李國輝，馮海燕，閆國開，李長文，盧 君，2

（1.貴州國臺酒業(yè)集團(tuán)股份有限公司，貴州仁懷 564501；2.天士力控股集團(tuán)有限公司研究院，天津 300410）

曲為酒之骨，生產(chǎn)醬香型白酒所用的高溫大曲，是以小麥為唯一原料加工制成的多酶、多菌的糖化發(fā)酵劑，是醬香型白酒生產(chǎn)的重要物質(zhì)保障[1]。在整個醬香型白酒釀造過程中大曲用量甚至超過高粱。小麥的理化指標(biāo)將直接影響制曲的質(zhì)量，不同硬度小麥的容重、出粉率、吸水率、蛋白及淀粉含量存在差異[2]。

小麥硬度特性主要受小麥遺傳基因控制，結(jié)構(gòu)性狀表現(xiàn)為胚乳細(xì)胞中蛋白質(zhì)基質(zhì)和淀粉之間的結(jié)合緊密強(qiáng)度不同[3-4]。在制曲過程中，硬麥較軟麥脆，粉碎時(shí)顆粒過多，踩制的曲塊緊，導(dǎo)致發(fā)酵中后期溫度低，水分不易蒸發(fā)，曲心霉變較多，出現(xiàn)白曲偏多，糖化力過高；硬麥中的晶狀淀粉不易被微生物利用，會導(dǎo)致曲中微生物種類和數(shù)量少。軟麥的蛋白質(zhì)含量相對較低，淀粉含量高，淀粉消耗能保證微生物和生化酶的富集，有利于大曲的發(fā)酵生香和生物酶類物質(zhì)累積。但如果硬度太低，踩制出的曲塊較軟，運(yùn)輸過程易松散斷裂，水分蒸發(fā)過快，高溫持續(xù)時(shí)間過短，后力不足[5-8]。制曲小麥的硬度直接影響大曲的質(zhì)量，進(jìn)而影響出酒率和酒質(zhì)。

醬香白酒制曲原料一般要求采用“至少為60%的軟質(zhì)小麥”，然而，目前絕大多數(shù)醬香白酒企業(yè)仍采用感官（嘴咬、眼看）方法判定小麥硬度，在實(shí)際操作中不能準(zhǔn)確地反映實(shí)際情況，無法滿足小麥?zhǔn)召?、?yàn)收、加工的需要。根據(jù)對小麥行業(yè)的調(diào)研，GB/T 21304—2007[9]規(guī)定了小麥硬度指數(shù)HI 的測定采用抗粉碎指數(shù)法，用硬度指數(shù)表征小麥抗機(jī)械粉碎能力。本研究旨在借鑒小麥硬度指數(shù)HI 的方法，對比不同小麥品種以及不同軟硬麥配比的小麥硬度數(shù)據(jù)，建立一種基于數(shù)據(jù)的客觀評價(jià)醬香型白酒制曲小麥硬度的方法，并結(jié)合制曲工藝以及成曲質(zhì)量為醬香型白酒釀酒企業(yè)小麥原料的“軟麥、硬麥”質(zhì)量評價(jià)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

1.1.1 河南產(chǎn)區(qū)小麥

鄭麥20、鄭麥113、鄂麥（農(nóng)友12）、紫麥19、洛麥24、國臺麥296、農(nóng)友24、鄭麥583、濮大69、百農(nóng)207、國臺麥1 號（農(nóng)友17）、南彥良3 號、泛麥8 號、佳源169、佳源169-1、平安901、華麥998、天民198、天民184、百農(nóng)307、鄭麥18、天民198-2、奎麥723、鄭麥136、百農(nóng)607，共25個小麥品種。

1.1.2 生產(chǎn)用小麥

貴州某大型醬香型白酒企業(yè)不同生產(chǎn)批次入廠的有機(jī)小麥01#、有機(jī)小麥02#和有機(jī)小麥03#，共29批次。

1.1.3 儀器設(shè)備

粉碎機(jī)、快速水分測定儀SH10A，上海精密儀器儀表有限公司；JYDB100×100小麥硬度指數(shù)測定儀，浙江伯利恒儀器設(shè)備有限公司；JYDB100×100小麥硬度指數(shù)測定儀天平，浙江伯利恒儀器設(shè)備有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 小麥取樣方法

將無雜質(zhì)的小麥充分混勻，取約200 g 于取樣袋中，記錄品名與日期。

1.2.2 小麥粉碎方法

提前稱取任意小麥50 g于粉碎機(jī)中，粉碎30 s，將小麥粉末倒出后清掃粉碎機(jī)至清潔狀態(tài)，重復(fù)3次對粉碎機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，之后稱取待測小麥50 g，粉碎30 s，將粉碎后的小麥粉末裝入干燥的一次性干燥杯中，用干燥紙蓋住杯口，每次粉碎后需清掃粉碎機(jī)至清潔狀態(tài)。

1.2.3 小麥水分測定方法

將快速水分測定儀通電預(yù)熱穩(wěn)定30 min 后，從干燥杯中稱取待測小麥粉末10.00 g±0.05 g，用藥匙均勻鋪撒于樣品托盤中，蓋上熱蓋，進(jìn)行測定，提示數(shù)值穩(wěn)定后讀數(shù)。每個樣品重復(fù)測定3 次，測定結(jié)果取平均值。

1.2.4 小麥硬度指數(shù)測定

按要求完成小麥硬度指數(shù)測定儀預(yù)熱后，準(zhǔn)確稱小麥樣品25.00 g±0.01 g，并稱重篩網(wǎng)系統(tǒng)，天平去皮。將稱取好的樣品倒入進(jìn)料斗中，關(guān)閉進(jìn)料斗蓋。開啟測定儀，樣品粉碎50 s 后自動停機(jī)。待儀器停穩(wěn)后，取出篩網(wǎng)系統(tǒng)用清理刷順著一個方向輕輕刷去篩網(wǎng)系統(tǒng)上的物料及周圍粘附物料。將篩網(wǎng)系統(tǒng)放在已經(jīng)去皮的天平上稱重，穩(wěn)定后，按“結(jié)果”鍵顯示此次硬度指數(shù)測定結(jié)果，每一樣品重復(fù)測定3 次，取均值。在此過程中樣品溫度和環(huán)境溫度保持在25 ℃。對于水分含量不在9%～16%范圍內(nèi)的樣品，需調(diào)整其水分含量值在范圍內(nèi)，然后進(jìn)行硬度測定。

1.2.5 不同硬度小麥品種混合配比硬度分析

選用硬麥佳源169 和軟麥天民184 兩種小麥按照硬麥梯度比從5%到80%進(jìn)行配比混勻，分別測定混合小麥的硬度。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種小麥籽粒硬度分析

小麥的硬度受溫度、水分等多種因素影響[10-12]。小麥硬度指數(shù)儀測定時(shí)要求樣品、硬度指數(shù)儀與環(huán)境溫度基本一致（本次測定溫度均控制在25 ℃），并要求將樣品水分控制在9%～16%[10-11]。為驗(yàn)證小麥水分含量對硬度測定的影響，研究同步測定了河南產(chǎn)區(qū)25 種不同小麥的水分含量，范圍為10.66%～12.02%（圖1），符合GB 1351—2008[13]對于小麥籽粒水分的要求（≤12.5%）。水分含量與小麥硬度的相關(guān)性系數(shù)為0.115（P=0.311＞0.05），表明在范圍內(nèi)水分含量差異對小麥的硬度影響不顯著。

圖1 河南產(chǎn)區(qū)不同品種釀酒小麥硬度和水分分布

河南產(chǎn)區(qū)25 種不同品質(zhì)小麥的硬度指數(shù)如圖1 所示。25 種小麥硬度指數(shù)為43.67～69.97，均值為60.10，中位值為64.50。依據(jù)GB 1351—2008 對于小麥硬度的分類，所有樣品中硬質(zhì)小麥（硬度≥60）占比60 %（15/25），硬度均值為66.22，中位值為66.57；混合小麥（60＞硬度＞45）占比36%（9/25），硬度均值為51.73，中位數(shù)為51.07；軟質(zhì)小麥只有1種，占比4%，見表1。

表1 河南產(chǎn)區(qū)不同釀酒小麥品種硬度分析

結(jié)果表明，目前河南產(chǎn)區(qū)釀酒制曲用小麥的硬度主要集中在硬麥和混合麥的硬度區(qū)間內(nèi)，且硬麥居多，可見不同的生產(chǎn)工藝對于制曲小麥的硬度要求各不相同。在制曲過程中，小麥硬度較高時(shí)，踩制的曲塊緊，導(dǎo)致成曲糖化力過高；小麥硬度太低時(shí)，曲塊軟、水分蒸發(fā)過快，容易造成成曲發(fā)酵力不足[2，6，7]。因此，控制制曲小麥硬度，利于曲塊的成形與大曲質(zhì)量的提升。近年來，由于小麥在國內(nèi)的主要用途是制作面食，小麥品種在不斷改良，隨著產(chǎn)量的逐步提高，小麥的性質(zhì)也發(fā)生了變化，原來的軟質(zhì)小麥改良為硬質(zhì)，使得軟質(zhì)小麥更加稀缺，軟硬麥產(chǎn)量比例逐年下降[7，10]。結(jié)合小麥的硬度分析，企業(yè)可通過將不同質(zhì)量水平的軟麥、硬麥配合使用，以達(dá)到最佳的硬度要求。

2.2 不同硬度麥配比硬度變化分析

為了驗(yàn)證不同硬度小麥復(fù)配后硬度的變化趨勢，選取硬麥佳源169（硬度為69.97）和軟麥天民184（硬度為43.67），按硬麥質(zhì)量占比5%為梯度遞增，分析混合小麥的硬度，結(jié)果如圖2 所示。硬麥占比與混合小麥的硬度整體呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，回歸方程為y=22.976x+45.323，相關(guān)系數(shù)R2=0.9751，且軟硬麥配比后水分含量無明顯變化。當(dāng)硬麥占比≤30 %時(shí)，受小麥自身籽粒、完善粒等因素影響，混合小麥的硬度呈現(xiàn)一定的波動偏離；當(dāng)硬麥占比＞30%時(shí)，混合的小麥硬度指數(shù)呈穩(wěn)定線性變化。以上結(jié)果不僅說明硬度指數(shù)法可以準(zhǔn)確的評價(jià)混合小麥的硬度，更重要的是企業(yè)可以采用不同硬度的小麥，人為配比出目標(biāo)硬度的小麥原料用于制曲生產(chǎn)，這極大的提升了對制曲原料質(zhì)量的精準(zhǔn)把控，為機(jī)械化制曲提供了重要的原料精準(zhǔn)控制方法和標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 不同硬度麥配比后硬度指數(shù)變化

因此，小麥品種不斷改良，產(chǎn)量逐步提高，小麥的性質(zhì)隨著食用途徑變化，軟質(zhì)小麥更加稀缺的情況下，企業(yè)為了滿足自身的生產(chǎn)需求，可以采購不同硬度指數(shù)與質(zhì)量指標(biāo)的小麥，通過科學(xué)的配比，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)用麥的硬度需求。

2.3 醬香型白酒制曲用小麥硬度分析

貴州某大型醬香型白酒企業(yè)制曲入廠小麥主要為有機(jī)小麥01#、02#和03#，其水分含量≤12.5%，65.7%≥淀粉含量≥62.31%。3 種有機(jī)小麥（共29 批次）的硬度（單個批次測定3 次取均值）測定結(jié)果如圖3 所示。3 種有機(jī)小麥硬度在47.1～59.8 之間，屬于混合麥硬度區(qū)間，均值53.0，中位數(shù)52.5，P25=51.4、P75=53.9、P80=54.3、P85=55.1、P90=56.2、P95=58.9。不同批次有機(jī)小麥01#（N=7）和02#（N=13）硬度值相對集中，范圍分別為50.1～53.7（均值51.9）和50.4～54.3（均值52.5）；有機(jī)小麥03#（N=9）的硬度范圍較寬，為47.1～59.8（均值54.5）。從硬度指標(biāo)來看，01#和02#小麥的質(zhì)量穩(wěn)定性優(yōu)于03#小麥。在3 種小麥采購過程中需關(guān)注各品種品質(zhì)的差異性，重點(diǎn)關(guān)注03#小麥的硬度指數(shù)，避免硬度過高導(dǎo)致曲塊成型差，粘著力不強(qiáng)，發(fā)酵時(shí)水分揮發(fā)快，熱曲時(shí)間短，中挺不足后火無力，糖化力過高等情況，影響基酒的質(zhì)量和產(chǎn)量。

圖3 3種制曲用小麥硬度指數(shù)分析

在大曲發(fā)酵過程中，硬麥中的晶狀淀粉不易被微生物利用，會導(dǎo)致曲中微生物種類和數(shù)量減少，選擇蛋白質(zhì)含量適宜的小麥在發(fā)酵溫度達(dá)到60 ℃左右時(shí)有利于分解氨基酸與還原性單糖發(fā)生美拉德反應(yīng)產(chǎn)生重要的香味和前體物質(zhì)，同時(shí)在后期釀酒過程中避免未分解的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡s醇油而影響基酒品質(zhì)。軟麥蛋白質(zhì)含量較低，淀粉含量高，淀粉消耗能保證微生物和酶的富集，使麥曲所含微生物較硬麥高出近一個數(shù)量級[7，14，15]。

根據(jù)生產(chǎn)用3 種有機(jī)小麥的硬度分布，結(jié)合生產(chǎn)大曲在發(fā)酵過程中升溫、出倉曲質(zhì)量評價(jià)情況等，本研究認(rèn)為取小麥樣品硬度的下限值（除離散點(diǎn)）為下限值，取P85 的硬度值為上限值，綜合評價(jià)選擇適合生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)醬香型白酒大曲的小麥原料的硬度區(qū)間為48.0～55.0。該硬度范圍內(nèi)小麥綜合表現(xiàn)為硬度適中，淀粉含量高，蛋白質(zhì)含量低，玻璃質(zhì)含量低，結(jié)構(gòu)松散，易于吸水，表皮不易破碎等特點(diǎn)。

3 結(jié)論

在國標(biāo)GB/T 21304—2007《小麥硬度測定 硬度指數(shù)法》的基礎(chǔ)上建立了醬香型白酒制曲用小麥硬度的評價(jià)方法，并采用該方法對河南產(chǎn)區(qū)的25種不同品質(zhì)小麥以及某大型醬香型白酒企業(yè)29 批次入廠小麥的硬度進(jìn)行普查。研究顯示目前釀酒制曲小麥的硬度主要集中在混合麥和硬麥的硬度區(qū)間，且不同硬度小麥混合后硬度與混合比例線性相關(guān)。結(jié)合醬香型白酒高溫大曲的生產(chǎn)實(shí)踐與質(zhì)量評價(jià)要求，小麥的硬度指數(shù)在48.0～55.0 區(qū)間內(nèi)高溫大曲的質(zhì)量最佳。本研究結(jié)果可指導(dǎo)醬香型白酒制曲以及完善小麥的質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，可為數(shù)字化和智能化釀酒提供數(shù)據(jù)支持。