浓香型白酒是我国产量最大、品种最多、覆盖面最广的一类白酒，广受消费者喜爱[1]。其中，多粮浓香型白酒以高粱、大米、糯米、小麦和玉米等多种粮食为原料，具有糟醅粘度更大、酸度更高、淀粉含量更高等特点，酿造工艺复杂且严苛，其品质高度依赖酿造原料、酿造环境、酿造工艺和工人技艺等因素[2]。在糟醅加入粮食、糠壳等原辅料的拌和环节，要求“边翻拌边打散”和“多次拌和”，需多人协同作业才能满足拌合均匀度的同时保持糟醅结构松散、不起团的感官要求，拌和效果不佳的会直接导致后续发酵不彻底、产酒率低和原酒异杂味等问题[3]。
在智能制造赋能传统企业发展的背景下[4-5]，酿酒企业也在积极探索智能化酿造技术[6]，以缓解传统手工作业中存在的劳动强度大、生产效率低、作业环境差、用工成本高和劳动力短缺等问题[7-8]。然而，现阶段的机械化生产设备无法满足传统工艺的作业要求，简单、粗放式的机械化应用造成酒质降低、风格偏移、母糟结构损伤等严重问题[9]。尽管老白干香型和芝麻香型的生产工艺简单、更易实现机械化生产，但设备无法满足传统酿造工艺的需求[12]，在实际的应用过程中仍存在手工原酒与机械原酒的成分差异[10-11]。部分研究采用螺旋输送、搅拌桨叶等简单粗暴的机械设计完成糟醅的加工过程，不仅无法满足拌和过程的生产要求，更会造成糟醅的损伤，破坏糟醅的骨力和溶氧，影响酒质[13]。在多粮浓香型白酒中，多粮原料中包含糯米、大米等高粘度粮食，且糟醅淀粉含量高，因此糟醅粘度大、易起团粘连，且酿造工艺更加复杂、苛刻，对酿酒装备要求也更高[14]。部分研究者基于传统工艺和人工作业的特点，在糟醅拌和工序上开发了一系列仿生的翻料、打散装置[15-16]，以仿生的理念设计拌合机和摊晾机，可较好满足传统工艺的需求[17-18]。
本研究以浓香型白酒糟醅为研究对象，采用仿生柔性自动拌和机及人工拌合方式处理糟醅，对糟醅感官品质、质构特性及下轮发酵出窖糟醅理化指标和原酒产量进行分析，考察手工拌和方式和机械化拌和方式的差异性。以期提高白酒酿造过程中原辅料拌和效率，为自动化装备开发提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
五粮粉（高粱36%、大米22%、糯米16%、小麦12%、玉米8%，粉碎过20目筛，细粉率≤20%）、糠壳、曲药、糟醅：宜宾五粮液股份有限公司；氢氧化钠、基准苯二甲酸氢钾、盐酸（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司。
1.2 仪器与设备
TA.XT.Plus物性测试仪：英国Stable Micro System公司；5810R离心机：德国Eppendorf公司；FE28 pH计：梅特勒托利多（中国）有限公司；JS703C电子天平：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；仿生柔性自动拌和机为定制开发的非标设备：四川省宜宾普什集团有限公司、百特（福建）智能装备科技有限公司。
1.3 方法
1.3.1 人工拌合及机械拌合对糟醅品质及原酒产量的影响
（1）糟醅的分配
将同层出窖糟醅拌匀后分作2甑，每甑称量900 kg，随机分配进行人工拌和仿生柔性自动拌和。
（2）糟醅的拌合
人工拌和：于900 kg糟醅中加入五粮粉200 kg，利用铁锹、铁耙等工具边拌边翻，同时用扫把打散，拌和3次以上，要求五粮粉和糟醅拌和均匀、松散无结团。 拌和完成后堆积，在表面撒一层糠壳，静置1 h。 在上述物料中加入糠壳45 kg，利用铁锹、铁耙等工具边拌边翻，同时用扫把打散，拌和2次以上，要求糠壳、五粮粉和糟醅拌和均匀、松散无结团。
仿生柔性自动拌和：将900 kg糟醅置于仿生柔性拌合机前端，设置五粮粉的添加量为200 kg，开启自动拌和，拌合完成后收集在静置仓中，表面撒一层糠壳，静置1 h。 设置糠壳加入量为45 kg，开启自动拌和。
考察不同拌合方式上层、 中层及下层糟醅的理化指标及感官品质。
（3）蒸粮、发酵及蒸酒
将拌合完成后的糟醅进行上甑，上甑过程要求轻撒匀铺。上甑完成后盖盘蒸粮，待五粮粉颗粒蒸熟后出甑，要求粮食颗粒内无生心、糊化彻底。摊晾至20 ℃加入曲药40 kg，拌匀后入窖进行下一轮次发酵。蒸酒要求掐头去尾，待流酒清澈后开始接酒，流速约2 kg/min，接酒至酒精度为58%vol时停止接酒。 称原酒质量（A），测酒精度（B），折算60%vol原酒产量，原酒产量（M）计算公式如下：
1.3.2 糟醅品质分析
（1）理化指标检测
水分的测定：采用烘干法[19]；酸度、残淀粉及残糖含量的测定：参考文献[20]。
（2）质构测定
采用TA.XTPlus质构仪对糟醅质构参数进行测定，选择质地剖面分析（texture profile analysis，TPA）模式测定，选用A/BE探头，测试距离为20 mm，压力为10 N，测前速率3 mm/s，测中速率2 mm/s，测后速率3 mm/s。检测硬度、粘度、胶着度和咀嚼度，并计算拌合后与拌合前质构指标的差值，考察拌合方式对糟醅质构特性的影响。
（3）感官评价
选取3名感官评价经验丰富且具有二级技师以上职业技能资格的人员从拌和均匀度和综合手感方面对糟醅进行盲评，满分为5分，糟醅感官评分标准见表1。
表1 糟醅感官评分标准
Table 1 Sensory score standards of fermented grains
项目评价标准分值/分拌和均匀度五粮粉和糠壳分布均匀，糟醅不起团五粮粉和糠壳分布较均匀，局部略微差异五粮粉和糠壳分布较不均匀，局部差异较明显，糟醅成团五粮粉和糠壳分布不均匀，局部差异明显，糟醅成团，不能正常入窖糟醅成团，五粮粉和糠壳黏附表面，不能入窖4～5 3～4 2～3 1～2 0～1
续表
项目评价标准分值/分综合手感糟醅手感好，疏松不刺手、不粘手，骨力好糟醅略刺手或略粘手显腻或略显糙，不柔熟，骨力差糟醅明显显腻或显糙，不能正常入窖糟醅糊浆、腻浆，不能正常入窖4～5 3～4 2～3 1～2 0～1
1.3.3 数据统计分析
采用SPSS 19.0与Origin 8.5分析数据、绘图，以P＜0.05为显著差异，有统计学意义。
2 结果与分析
2.1 不同拌合方式对糟醅感官评价的影响
糟醅拌和的感官评价指标对浓香型白酒入窖糟醅“疏松不糙，柔熟不腻”具有重要意义[21]，对仿生柔性拌和机与人工拌和的糟醅拌合均匀度和综合手感评分进行对比，结果见图1，不同拌合方式的糟醅外观形态见图2。
图1 拌和方式对糟醅拌合均匀度（A）和综合手感（B）的影响
Fig.1 Effect of the mixing method on the mixing uniformity (A) and the overall hand feel (B) of fermented grains
“ns”表示无显著性差异（P＞0.05）。下同。
图2 不同拌合方式对糟醅形态的影响
Fig.2 Effect of different mixing methods on the morphology of fermented grains
由图1可知，经仿生柔性拌和机拌和后的上层、中层和下层糟醅拌和均匀度得分分别为4.90分、4.73分和4.92分，人工拌和糟醅拌和均匀度分别为4.75分、4.93分和4.95分；仿生柔性拌和机拌和后的上层、中层和下层糟醅的综合手感评分分别为4.79分、4.64分和4.61分，人工拌和糟醅的综合手感评分分别为4.75分、4.68分和4.67分。经仿生柔性自动拌和机拌和后的糟醅，五粮粉分布均匀性、糟醅松散度和结构保护与人工拌和的糟醅均能达到拌和均匀的效果，可使原辅料与母糟的充分混合且二者无显著差异（P＞0.05）。由图2可知，观察仿生柔性拌和机和人工拌合的糟醅形态发现，五粮粉和糠壳均匀地分布在母糟中，糟醅均一性良好且拌合后的糟醅结构松散、不起团，2种糟醅形态无明显差异。
综上，经该设备拌和后的糟醅在均匀度、综合手感（疏松度、手感和起团）等方面均与人工拌和的糟醅差异较小，可较好地满足生产工艺的要求。因此，仿生柔性拌和机避免了“为拌和而拌和”的粗暴式机械化[22-24]。
2.2 不同拌合方式对糟醅质构特性的影响
多粮浓香型白酒采用续糟发酵的生产工艺[25]，在拌合过程中应注重对母糟结构的保护。采用质构仪测定糟醅质构特性，有利于弥补传统的感官和经验描述的不足，更加直观地量化糟醅拌和效果[26-27]。不同拌合方式对糟醅硬度、粘度、胶着性和咀嚼度的影响见图3。
图3 不同拌合方式对糟醅硬度（A）、粘度（B）、胶着性（C）和咀嚼度（D）的影响
Fig.3 Effect of different mixing methods on hardness (A), viscosity (B), adhesion (C) and chewiness (D) of fermented grains
由图3可知，经仿生柔性自动拌和机拌和前后，上层、中层和下层糟醅的硬度变化值分别为220.24 g、222.08 g和216.30g，粘度变化值分别为9.45g·sec、5.50g·sec和5.09g·sec，胶着性变化值分别为128.70、121.55和140.57，咀嚼度变化值分别为8.90 mJ、11.35 mJ和11.80 mJ；人工拌合上层、中层和下层糟醅的硬度变化值分别为207.16 g、233.17 g和180.27g，粘度变化值分别为8.59g·sec、7.39g·sec和5.41g·sec，胶着性变化值分别为116.44、127.55和123.97，咀嚼度变化值分别为10.10 mJ、10.67 mJ和13.03 mJ。 仿生柔性拌和机和人工拌合的糟醅硬度、粘度、胶着性和咀嚼度无显著差异（P＞0.05）。这表明相较于传统的人工拌和方式，仿生柔性自动拌和机拌合不会破坏糟醅骨力、粘性和回弹性等质构特性，可有效保护糟醅结构。
2.3 不同拌合方式对出窖糟醅理化指标及原酒产量的影响
由图4可知，经仿生柔性自动拌和机拌和的糟醅经下轮次发酵后，上层、中层和下层出窖糟醅酸度分别为2.49 mmol NaOH/10 g糟醅、2.80 mmol NaOH/10 g糟醅和2.91 mmol NaOH/10 g糟醅，水分含量分别为60.00%、61.25%和62.63%，残淀粉含量分别为12.36%、15.50%和12.84%，残糖含量分别为0.26%、0.34%和0.44%；人工拌合的糟醅经下轮次发酵后上层、中层和下层出窖糟醅酸度分别为2.50 mmol NaOH/10 g糟醅、2.98 mmol NaOH/10 g糟醅和3.25 mmol NaOH/10 g糟醅，水分含量分别为59.23%、61.61%和62.59%，残淀粉含量分别为11.83%、12.32%和12.84%，残糖含量分别为0.22%、0.36%0.47%。 2种拌和方式的出窖糟醅理化指标无显著差异（P＞0.05），且与张霞等[20]报道浓香型白酒发酵过程中出窖糟醅理化指标检测结果一致。经仿生柔性自动拌和机拌和糟醅经下轮次发酵，上层、中层和下层出窖糟醅的原酒产量分别为54.67 kg、44.33 kg、38.20 kg；经人工拌和糟醅经下轮次发酵，上层、中层和下层出窖糟醅的原酒产量分别为52.33 kg、44.67 kg、39.01 kg，2种拌和方式对下轮次发酵的出窖糟醅原酒产量无显著差异（P＞0.05）。以上结果表明，与人工拌合方式相比，仿生柔性自动拌和机拌合对下轮次发酵的出窖糟醅理化指标和原酒产量无明显差异。
图4 不同拌合方式对下轮次发酵出窖糟醅理化指标及原酒产量的影响
Fig.4 Effect of different mixing methods on physicochemical indexes and original liquor output of pit-unloading fermented grains in the next round of fermentation
3 结论
本研究考察了仿生柔性自动拌和机拌和和人工拌和2种拌合方式对多粮浓香型糟醅品质的影响。 结果表明，与人工拌和方式相比，仿生柔性自动拌和机拌合对糟醅感官品质、质构特性及下轮次发酵出窖糟醅理化指标和原酒产量无显著差异（P＞0.05），采用仿生柔性自动拌合机拌合糟醅的感官评分为4.61～4.79分，硬度、粘度、胶着性和咀嚼度差值分别为216.30～222.08 g、5.09～9.45 g·sec、121.55～140.57、8.90～11.80 mJ。下轮次发酵出窖糟醅酸度、水分、残淀粉、残糖含量分别为2.49～2.91 mmol NaOH/10 g糟醅、60.00%～62.63%、12.36%～12.84%、0.26%～0.44%，原酒产量为38.20～54.67 kg。 因此，仿生柔性自动拌合机可有效保护糟醅结构，可满足多粮浓香型白酒生产工艺的操作要求。该研究论证了仿生柔性自动拌和机在多粮浓香型白酒中应用的可能性，为白酒生产的机械化、自动化摊晾提供了参考。
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