高温大曲生产技术进展及发展趋势

张志刚，李长文

（天津天士力集团贵州国台酒业有限公司，贵州 仁怀 564501）

大曲是白酒生产的糖化发酵剂，是中国传统纯固态白酒生产的重要原料，提供了决定酒体风格的呈香呈昧的前驱物质。高温制曲是酱香型白酒特殊工艺之一，其特点是制曲温度高，品温最高可达65℃～68℃；酱香型白酒生产中用曲量大，与酿酒原料之比为1∶1，如果折成小麦用量，则超过高粱；成品曲的香气是酱香的主要来源之一。大曲采用生料制曲、自然接种，在培养室内固态发酵而成。围绕这个主题，行业内的科技工作者作了很多高温大曲生产技术方面的研究与开发工作，文中对高温大曲生产技术现状及发展趋势进行阐述。

1 高温大曲的生产工艺流程和工艺操作特点

1.1 高温大曲工艺流程

高温大曲主要用于生产酱香型白酒，以茅台酒为典型，高温曲酱香浓郁，直接影响到白酒的风味。其制曲温度60℃～65℃。

1.2 酱香型大曲生产工艺操作特点

原料的选择及粉碎：以小麦为原料，选用的小麦必须符合标准。为促进前酱香物质的形成，增加有益微生物的比例，加快有益微生物的繁殖，制曲过程中加入母曲。选用母曲要求色泽金黄，酱香味突出。小麦经除尘、除杂后，加3%～10%的水，拌匀湿润3h～4h，用钢磨粉碎。小麦的粉碎直接影响到曲质的优劣。粉碎要求是，将小麦压成“梅花瓣”，粗粒及麦皮不可通过20目筛，细粉则要求通过20目筛，混粉中细粉占40%～60%，感官要求无整粒小麦，手摸不糙不腻为宜（也有一些小厂家小麦的粉碎较粗，母曲接种量较大）母曲粉碎越细越好，要求为粉尘。

拌料踩曲：拌料前先配料，配料比例为，一定量的麦粉，夏天加入5%～6%的母曲，冬天加入6%～8%的母曲，配好料后加水拌和，一般要求加水量为原料的34%～41%，生曲块水分保证在34%～38%。水分过多，曲坯不易成形，不利于有益微生物的繁殖，且表面易长毛霉，同时在培菌管理过程中，曲温升得过快，易引起酸败，影响成品曲的质量。水分过少，曲坯在发酵过程中升温慢，妨碍微生物的生长繁殖，影响曲的质量。拌料要求均匀透彻、无白粉、无灰包、无球团，用手握成团后不散、不粘手。曲坯制作分人工踩曲和机械制曲两种。曲坯要求：松而不散，边角整齐，无断裂，无夹灰，四边紧、中间松、呈龟背型，踩制成型的曲块总高度为10cm～13cm。

晾曲：曲坯制作好后，将其侧立进行晾曲，需晾10min～25min（3月至10月10min～15min，11月～次年2月15min～25min），晾曲时间要灵活掌握，时间太长，表面水分蒸发太多，曲坯进入房后升温慢，没有菌丝生长，形成光面曲，降低了曲的质量，时间过短，曲坯水分挥发少，曲坯太湿，入房后升温快，热量不易散失，容易生成黑曲。

入房堆曲：曲坯晾好后搬到曲房内按照规定要求进行堆放，曲坯进房前，首先将曲房打扫干净，久未生产得曲房要进行消毒。堆放前，先将稻草铺在曲房靠墙地上，厚约17cm。排列方式是，将曲块侧立，靠墙横放两块，然后侧立直放，三横三竖，曲块和曲块之间要塞草，塞草最好新旧草搭配。塞草地目的是：避免曲块和曲块之间互相粘连，便于曲块通气、散热和制作后期的干燥。当一层排满后，要在上面铺一层草，厚约5cm。再排第2层，直至堆放4层或5层为止。一行排满后，又排第2行。注意上下左右错位排列，最后留一行空位作为翻曲用。堆放完毕后，为了增加曲房湿度，减少曲块干皮现象，除了要在曲堆上面盖草外，还要洒几十千克水，并将门窗关闭或稍微留气孔，保温保湿。

培菌管理：曲块进房后，由于条件适宜，微生物大量繁殖，曲块温度逐渐上升，一般夏季5d～6d，冬季7d～9d，中间曲块温度可达63℃，曲坯表面霉衣已长出，手摸最下层曲块已经发热，即可翻曲，若翻曲太早了，下层的曲块还是生麦子味，太迟了，则中间曲块生温过猛，大量曲块变黑。因此过早与过迟翻曲都不好。曲块经过第1次翻曲后，上下倒换了位置，在翻曲过程中，散发出了大量的水分和热量，品温可降至50℃以下，但过1d～2d后，品温又很快回升。至第2次翻曲（一般进房第14d）时，品温又升至接近1次翻曲时温度，进房40d后，一般就可出曲了。这时曲块品温降至40℃以下，水分降至16%左右。

拆曲：当曲块品温下降到室温时，曲块绝大部分已干燥，即行拆曲，拆曲时如发现有的曲堆下层的曲块过湿，含水量大于16%，则应置通风处，促使曲坯干燥。[1]

2 高温大曲物系、菌系和酶系研究现状

2.1 高温大曲生产过程中物系变化的研究及应用

高温大曲是酱香大曲白酒酿酒发酵的原动力，是白酒中酱香物质的重要来源之一。质量的好坏对酱香物质的形成有其直接影响，主要表现在：第一，大曲中已形成的酱香物质，经过一段时间存放后，香味纯正，陈香醇厚，进入酒醅后形成较强酱香风味，给人以愉快的感觉；第二，制曲过程中，经过60℃以上温度的高温培养发酵，对芽孢杆菌及细菌有一种纯化选择作用，这个过程当中形成大量的产酱香的前驱物质，这些有益微生物及其代谢产物进入酒醅后，在高温发酵过程中增添了酒醅自身形成酱香的动力，促进了酱香物质的进一步生成。[2]

高温制曲加速了化学、生物化学、褐变反应的发生与进行。生成了众多的加热香气成分。研究表明，高温条件下可以促成蛋白质的热分解；氨基酸加热分解；糖与蛋白质的反应；糖与氨基酸的反应。微生物的代谢产物；重要的还有在高温下发生的褐变反应（“美拉德反应”，“斯特勒克反应”，焦化反应及酶促褐变反应）。这些反应可生成大量的香味物质[3]。由美拉德反应所产生的糠醛类、酮醛类、二羟基化合物。呋喃类及吡嗪类化合物。对酱香型酒风格的形成起着决定性的作用。[4]另外，小麦的麸皮中含有阿魏酸。当制曲温度升至60℃以上时，阿魏酸逐渐释放，在微生物作用下生成香草醛、香草酸、香草酸酯，4-乙基愈创木酚，4-甲基愈创木酚，4-乙烯基创木酚基酚类化学物。这其中的一些香味成分酱香型酒中就有如4-乙基愈创木酚等。

2.2 高温大曲生产过程中菌系变化的研究及应用

高温大曲中的微生物品种繁多，类别复杂，主要有细菌、霉菌、酵母和放线菌等，这些微生物在高温大曲的培养制作过程中，其消长规律和对成品高温大曲生产的作用是不相同的。

四川大学的王忠彦、寇运同等在对高温大曲微生物区系的初步研究中，将高温大曲中的微生物类群，分曲皮、曲心进行了不同温度下的培养计数。发现细菌最多，霉菌次之。酵母和放线菌很少；曲皮细菌明显高于曲心，曲皮的细菌数在45℃～55℃时达到高峰。而曲心细菌则在37℃最多。研究表明，高温大曲中的微生物主要来自曲母，原料和环境，是个复杂的微生物群。成品曲中，细菌在数量上占绝对优势。只有少量霉菌存在，酵母菌和放线菌很少。这说明高温制曲使大曲内的菌系向繁殖细菌方向转化。高温细菌在细菌中占优势，说明高温制曲也是对高温菌的富集过程[5]。

贵州大学的刘效毅、郭坤亮当采用传统分离培养方法和现代生物分子学方法，对酱香型白酒高温大曲中微生物的多样化进行研究分析。从酱香型高温大曲中分离出147株微生物，其中97株为细菌。包括芽孢杆菌、放线菌、葡萄球菌、微球菌4类；其中87株为芽孢杆菌，占细菌总数的绝大部分，这于高温大曲制曲过程中的高温发酵密切相关。发酵过程，温度可达65℃。绝大多数不可耐高温的细菌死亡，只存活耐高温的细菌，主要只能产生芽孢的芽孢杆菌。50种霉菌，包括青霉、曲霉、毛霉、交链孢霉、茎点霉菌、球毛壳、散蘘菌、红曲霉8类，研究结果表明，高温大曲中的微生物具有高度的多样性[6]。

马校卫、颜林春以高温大曲为材料，通过高温培养条件和透明圈法分离筛选到产耐热性蛋白酶的菌株A1，经过形态特征，菌体染色鉴定和分化鉴定确定菌株A1为芽孢杆菌属（Bacilius），在经过16SrDNA测序鉴定A1菌株为苏云金孢杆菌（Bacilius thuringiensis）。对蛋白酶酶学进行检测，蛋白酶的最佳pH值为7.5，最适温度是61℃，蛋白酶在60℃以下，具有较高的热稳定性。优化之前的A1菌株产耐热性蛋白酶活力为57.6u/mL，通过单因素实验筛选得到相对显著的3个因素葡萄糖添加量，酵母浸出粉添加量和初始pH值，通过优化最终可使液菌株酶活力达到142.81U/mL。比初始水平提高150.2%[7]。

2.3 高温大曲生产过程中酶系变化的研究及应用

大曲是大曲酒酿造生产中的重要物质，是酿酒生产中糖化、发酵、酒化和生香剂，其品质对曲酒的出酒率和酒质都有极大的影响。常有“曲是酒之骨”之称[8]。大曲采用生料制曲、自然接种，在培养室内固态发酵而成。在制曲过程中，让自然界中的各种微生物富集到淀粉质原料制成的曲胚上，经过人工培养，形成各种有益的酿酒微生物菌系和酶系，再经风干，贮存，即成为成品大曲。随着生物工程，生物技术，检测技术的发展，极大的推动了传统产业的发展，现代科学技术已渗透到白酒各个环节。提高了我国白酒生产的科学技术水平。特别是对大曲酶系的研究。从大曲酶系的构成，各种酶的作用机理及应用都做了深入研究[9]。

酱香型酒生产用的高温大曲中酶系主要有2-淀粉酶，糖化酶、酯化酶、酸性蛋白酶等组成。高温大曲在培养过程中的培养温度在较长时间内保持在50℃以上，最高培养温度达65℃且温度达60℃以上后曲香浓郁，酱香突出。有实验证明，高温大曲在培养过程中，糖化力在92u/g～330u/g单位之间波浪式变化，酯化力在0.11mg/g～0.45mg/g之间波浪式变化[10]。而组成酱香曲酶系的各种酶活力指标与清香曲、浓香曲等相比又有很大的差异。在酸性蛋白酶上，酱香曲＞浓香曲＞清香曲，风型曲，也高于特型曲及芝麻香曲。酱香型的酸性蛋白酶高于浓香型近1倍，高于清香型取近3倍。清香曲2-淀粉酶大于酱香曲4～5倍，糖化力高出5～6倍。即高温大曲的酸蛋白酶高，中温曲的淀粉酶高。高温大曲酸性蛋白酶高于高温大曲培养过程中耐高温的嗜热芽孢杆菌关系密切。有研究表明，嗜热芽孢杆菌不生成淀粉酶，有极强的酸性蛋白酶活性。不论再生料或熟料上培养，其酸性蛋白酶都随着品温上升而增长。可以认为它是酱香高温大曲生成酸性蛋白酶的主力军。贵州省轻工科研所从茅台高温大曲中分离出的嗜热芽孢杆菌菌种，有助于提高酱香型白酒质量。利用嗜热芽孢杆菌生产酱香型强化大曲亦收到良好效果[11]。

3 高温大曲生产发展方向及前景

传统制曲存在的问题也很明显：（1）通过人工翻动、开启门窗等过程来控制发酵过程中对温度和湿度的要求；（2）大曲质量受生产人员的经验和环境条件的影响较大，而且劳动强度大、工作环境差；（3）参与发酵的菌群庞杂，无法控制，不利于保证食品安全。因此在将来的高温制曲中进行以下方面的研究：

3.1 应用先进的工业微生物技术

在搞清楚高温大曲培养机理的同时，将先进的分子生物学技术应用到大曲微生物的研究，确定起主要作用的优势微生物菌群，利用优势有益微生物来制曲，从而达到去劣存优，避害留益的效果，提高大曲质量，同时也可以针对某些功能要求开发基因工程菌等。

3.2 研究高温制曲设备，进行机械制曲

引进自动化控制系统，使各工序在保留传统工艺具备效果的同时，使曲坯更均匀一致，降低工人劳动强度，降低人工生产成本。

3.3 智能管理曲房的建立

设计一个具有控温、控湿、供氧、对流等功能的微机控制系统；以模拟传统大曲发酵最佳工艺参数曲线为主，控制曲房内温度、湿度和空气交换为辅的方式来创造一个适合微生物自然生长繁殖的生态环境，并将传统的地面堆积发酵改成架式发酵。同时去掉稻草，减少或不进行翻曲，改善工人的劳动环境，达到曲块培养的均一性，提高成品曲的质量，为生产优质酱香大曲酒提供优质的大曲。

随着更多新的大曲生产技术的发展，大曲生产必将迈向新的台阶，真正做到安全、可控、优质，对整个白酒产业具体极大的推进作用。

[1]余亁伟.传统白酒酿造技术[M].北京：中国轻工业出版社，2010.

[2]王邦坤，王会军.酱香大曲酒的关键工艺技术[J].山东食品发酵，2002，127（4）：18-21

[3]崔 利.酱香型高温大曲的高温多水微氧或缺氧与曲药质量的关系[J].酿酒科技，2007，154（4）：76-79.

[4]庄名扬.再论美拉德反应产物与中国的酒的香和味[J].酿酒科技，2005（5）：34-38.

[5]王忠彦，寇运同.高温大曲微生物区系的初步研究[J].酿酒科技，1995，69（3）：66-67.

[6]刘效毅，郭坤亮.高温大曲中微生物的分离与鉴定[J].酿酒科技，2012，216（6）：52-55.

[7]马校卫，颜林春.高温大曲中产耐热性蛋白酶芽孢杆菌的筛选和鉴定[J].食品业科技，2012（15）：169-173.

[8]李明祖，王德良，马美荣.不同酒曲酶系与发酵性能的比较研究[J].酿酒科技，2010，187（1）：17-20.

[9]张志刚，吴生文，陈 飞.大曲酶系在白酒生产中的研究现状及发展方向[J].中国酿造，2011，30（1）：13-16.

[10]牛广杰，刘 军，黄治国.高温大曲理化固子动态演变的研究[J].中国酿造，2010，29（1）：53-56.

[11]周恒刚.高温大曲酸性蛋白酶的酶高的原因何在[J].酿酒科技，1996，75（3）：14-17.