高温大曲在酱香型白酒（以下简称“酱酒”）生产中投用占比大，占高粱投量的100%，是酱酒必不可少的糖化发酵剂，促进酒糟正常发酵，为发酵过程提供必要的酶系、功能菌系和风味前体物质，其质量直接影响酱酒的风味和品质[1]。高温大曲生产过程一般经过选配原料、润粮破碎、压制成型、自然发酵、贮存后熟5个阶段[2]，其中润粮破碎阶段的原料粉碎度和拌合水分、自然发酵阶段的母曲用量和老草用量等工艺关键控制点都影响着高温大曲发酵顶温[3-5]；同时，工艺关键控制点的改变影响大曲的挺温时间[6-8]；顶温过高、挺温时间过长会使大曲质量下降，顶温过低、挺温时间过短也会使大曲质量下降[3]。
高温大曲有着端午制曲的时令特点，因端午后天气转热、温度升高，高温环境中微生物能快速繁殖，有利于高温大曲的生产。对冬季而言，外界气温相对较低，高温大曲发酵时会出现升温异常而导致质量缺陷，灰白色曲占比明显增加，同时生长杂菌增多等现象[9]。因此，在冬季生产中，通过控制工艺关键控制点提升大曲发酵顶温和挺温时间是保证大曲质量的重要措施。冯雨[10]研究表明，粉碎过程中麦粉过粗会使高温大曲培养时升温快，中挺不足，后火无力；过细则不利于透气，曲心顶温上不去，易形成“窝心曲”。王邦坤等[11]研究表明，拌合水分过高，曲坯黏性大，曲心水分挥发不出而滋生杂菌。刘光钱[4]研究母曲添加量对高温大曲微生物群落动态演变和风味物质的影响，结果表明，母曲的添加会在制曲前期提高曲心顶温，使耐热微生物更易生长，但过多的母曲会使大曲酸化，可能会对发酵过程造成影响。高温大曲在冬季生产中如何控制工艺关键控制点来保持大曲发酵顶温和挺温时间以保证大曲质量的研究报道较少。
本研究考察原料粉碎度、母曲用量、老草用量、拌合水分对冬季生产高温大曲发酵顶温、挺温时间及等级曲比率的影响，采用正交试验优化其制曲工艺条件，并对大曲发酵顶温和挺温时间与大曲感官品质进行冗余分析（redundancy analysis，RDA）。以期通过控制冬季制曲工艺关键控制点，提升大曲发酵顶温及挺温时间，为提升冬季制曲质量提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
小麦：四川绵阳；稻草：四川泸州；高温大曲：取自四川省古蔺郎酒厂有限公司制曲车间。
1.2 仪器与设备
HS153水分测定仪：德国梅特勒集团；FA1104分析天平（感量为0.000 1 g）：上海舜宇恒平科学仪器有限公司；HKJ8A102电子测温计：北京恒歌科技有限公司；BF-10小型高速粉碎机：河北本辰科技有限公司。
1.3 方法
1.3.1 传统高温大曲生产工艺流程及操作要点
操作要点：原料使用粉碎机进行粉碎，原料粉碎度为75%；润麦水分占投粮量的6%，润麦16 h；添加母曲和水，母曲用量占投粮量比例6.5%；拌合水分占投粮量比例36%；人工踩曲制成曲坯，要求四边紧，中间松，成龟背形；根据季节气候，晾曲时间10～20 min；入仓安曲条件为“横三竖三”上下错缝堆置（缝隙使用稻草混合填充，总用草量占投粮比例12%～13%，老草占总用草量的60%）；泼洒量水（量水用量占投粮量比例2.0%～5.0%，尽量保持曲堆顶部每个曲块泼洒均匀）；保温培菌（温度为60～67 ℃），三次翻曲后，培菌时间不少于40 d，曲坯温度接近室温即可拆曲出仓；贮存过程大于6个月投入酿酒使用。
1.3.2 制曲工艺条件优化单因素试验
在高温大曲生产过程中，按照传统高温大曲生产工艺基本条件，选取环境毗邻的6间发酵仓开展试验，每组重复3次，分别考察母曲用量（5.5%、6.0%、6.5%、7.0%、7.5%、8.0%）、按总投草量计的老草用量（50%、60%、70%、80%、90%、100%）[17]、拌合水分（34%、35%、36%、37%、38%、39%）、原料粉碎度（74%、75%、76%、77%、78%、79%）对高温大曲发酵顶温、挺温时间及等级曲比率的影响。
1.3.3 制曲工艺条件优化正交试验
在单因素试验结果的基础上，固定老草用量为100%，选择母曲用量（A）、原料粉碎度（B）、拌合水分（C）为影响因素，以特级曲比率为评价指标，进行3因素3水平正交试验。正交试验因素与水平见表1。
表1 制曲工艺条件优化正交试验因素与水平
Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for Daqumaking process conditions optimization
水平 A 母曲用量/% B 原料粉碎度/% C 拌合水分/%123 6.5 7.0 7.5 76 77 78 36.5 37.0 37.5
1.3.4 高温大曲半成品曲感官品质鉴定
酿酒行业中判定大曲质量多以感官指标评分为主[12]，组织高温大曲专业鉴定小组对半成品曲感官品质进行判定，判定等级分为特级曲、优级曲、一级曲，并记录鉴定结果，高温大曲半成品曲的感官评价标准见表2。
表2 高温大曲半成品曲的感官评价标准
Table 2 Sensory evaluation standards of semi-finished hightemperature Daqu
等级表面色泽（权重20%）项目香气（权重60%）断面（权重20%）感官评分/分特级90～100优级70～89一级表面基本呈黄褐色或黑褐色表面大部分呈黄褐色或黑褐色，有少量灰白色表面呈灰白色或有较多灰白色酱香、曲香、豉香突出，有突出的复合香气酱香、曲香、焦香较明显，具有明显复合香气有曲香、酱香，复合香气较明显，有少量异杂味断面色泽一致，呈灰白色、灰黄色，菌丝明显，曲心较干燥断面色泽较一致，大部分呈灰白色，菌丝较明显，曲心有少量水分断面色泽基本一致，有杂菌，曲心水分较明显60～69
1.3.5 数据处理
应用生信平台基于R语言进行冗余分析（RDA），使用Origin 2019b、SPSS 26.0软件作图。
2 结果与分析
2.1 制曲工艺条件优化单因素试验结果
2.1.1 母曲用量的确定
由图1A可知，随着母曲用量在5.5%～8.0%范围内的增加，大曲发酵顶温及挺温时间均整体呈逐渐增加的趋势，当母曲用量为在8.0%时，大曲发酵顶温最高，且挺温时间最长，大曲发酵顶温和挺温时间分别为63.67 ℃、73.33 h，其原因可能是，母曲来源的微生物有助于快速启动发酵，使得温度迅速提升[13]。
图1 母曲用量对高温大曲发酵顶温和挺温时间（A）及等级曲比率（B）的影响
Fig.1 Effects of mature Daqu addition on the maximum-temperature of fermentation and maximum-temperature keeping time (A)and grade Daqu ratio (B) of high-temperature Daqu
不同字母表示差异显著（P＜0.05）。下同。
由图1B可知，随着母曲用量在5.5%～7.0%范围内的增加，特级曲比率逐渐增加；母曲用量为7.0%时，特级曲比率最高，为30%；母曲用量＞7.0%时，特级曲比率下降。其原因可能是由于母曲添加可快速建立优势微生物菌群结构，抑制杂菌的生长；同时能缩短高温大曲微生物菌群结构达到稳定的时间，提升大曲质量，保证不同生产批次间质量的稳定性[14]。母曲用量过多不利于曲坯的发酵，过多的菌源，会使曲块出现顶温过高的情况，不稳定的升温易使曲块出现质量缺陷[15]。综合考虑，确定母曲用量为7.0%。
2.2 老草用量的确定
由图2A可知，老草用量为50%～100%时，高温大曲发酵顶温及挺温时间均呈逐渐上升的趋势。老草用量为90%时，高温大曲发酵顶温最高，挺温时间越长，但老草用量在90%和100%时大曲发酵顶温和挺温时间没有显著差异（P＜0.05），当老草用量为100%时，大曲发酵顶温为63.03 ℃，挺温时间为94.70 h，其原因可能是由于稻草经过长期的使用，稻杆变柔软，经过长期发酵和使用，表面富集了丰富的微生物菌群[16]，而冬季环境温度较低，微生物不活跃，不利于冬季曲坯的发酵升温[17]，增加老草的使用量可提高曲坯发酵的微生物数量，同时为曲坯提供丰富的菌源，从而提高曲坯的发酵顶温及挺温时间[18]。
图2 老草用量对高温大曲发酵顶温和挺温时间（A）及等级曲比率（B）的影响
Fig.2 Effects of old grass addition on the maximum-temperature of fermentation and maximum-temperature keeping time (A) of high-temperature Daqu and grade Daqu ratio (B)
由图2B可知，老草用量为50%～100%时，半成品曲特级曲比率逐渐增加，老草用量为100%时，特级曲比率最高，为30%。其原因可能是由于老草用量较少时，冬季大曲保温效果较差，大曲温度上升缓慢，顶火时间较短，耐热微生物生长缓慢，酱香不浓郁，造成大曲质量较低[19]。老草用量较高时，为大曲带来了大量微生物，同时老草也起着升温的效果，提升了冬季高温大曲顶火时间，为嗜热微生物的生长提供条件，保证大曲质量[20-21]。综合考虑，确定老草用量为100%。
2.3 拌合水分的确定
由图3A可知：当拌合水分为34%～36%时，高温大曲发酵顶温及挺温时间逐渐增加；当拌合水分为36%时，大曲发酵顶温最高和挺温时间最长，分别为63.03 ℃、96.07 h；当拌合水分＞36%时，大曲发酵顶温和挺温时间下降。其原因可能是，大曲升温、挺温与拌合水分用量有关，水分过多，微生物不易生长，代谢较少温度不易上升；水分较少，微生物代谢前体物质（水）少，微生物代谢也较低，温度不易上升。
图3 拌合水分对高温大曲发酵顶温和挺温时间（A）及等级曲比率（B）的影响
Fig.3 Effects of mixed water content on the maximum-temperature of fermentation and maximum-temperature keeping time (A) and grade Daqu ratio (B) of high-temperature Daqu
由图3B可知，当拌合水分为34%～37%，特级曲比率逐渐增加；拌合水分为37%时，特级曲比率最高，为30%；拌合水分＞37%，特级曲比率下降。其原因可能是，大曲好坏跟拌合水分有关系，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；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，影响曲坯的质量[22]。综合考虑，确定拌合水分为37%。
2.4 原料粉碎度的确定
由图4A可知，随着原料粉碎度在74%～79%范围内增加，大曲发酵顶温整体呈上升趋势。当原料粉碎度为74%～76%时，挺温时间逐渐增加；当原料粉碎度为76%时，挺温时间最长，为65.33 h；当原料粉碎度＞76%时，挺温时间下降。其原因可能是，原料粉碎过粗时，大曲不易成型，落温快，后火无力；当原料粉碎过细时，以造成曲块粘性大，曲块内部间隙小，造成水分和温度不易挥发[23]。
图4 原料粉碎度对高温大曲发酵顶温和挺温时间（A）及等级曲比率（B）的影响
Fig.4 Effect of crushing degree of raw materials on the maximum-temperature of fermentation and maximum-temperature keeping time (A)and grade Daqu ratio (B) of high-temperature Daqu
由图4B可知，原料粉碎度在74%～77%范围内增加，特级曲比率增加；原料粉碎度为77%时，特级曲比率最高，为23.33%；原料粉碎度＞77%时，特级曲比率下降。其原因可能是，原料粉碎度过粗，大曲不易成型，培曲过程中曲块易掉边、干裂，水分易挥发，不挂衣，曲块易长毛霉、青霉，落温快，后火无力；粉碎过细，出房后水分不易排尽，会出现“沤心”、“鼓肚”等现象[24]。综合考虑，确定原料粉碎度为77%。
2.5 制曲工艺条件优化正交试验结果
固定老草用量为100%，选择母曲用量（A）、原料粉碎度（B）、拌合水分（C）为影响因素，以特级曲比率为评价指标，进行正交试验设计，正交试验结果与分析见表3。
表3 制曲工艺优化正交试验结果与分析
Table 3 Results and analysis of orthogonal tests for Daqu-making process conditions optimization
试验号A 母曲用量/% B 原料粉碎度/% C 拌合水分/% 特级曲比率/%12345 6.5 7.0 7.5 7.0 7.5 76 77 78 76 77 36.5 36.5 36.5 37.0 37.0 28.2 30.6 31.0 31.2 34.0
续表
试验号A 母曲用量/% B 原料粉碎度/% C 拌合水分/% 特级曲比率/%6 78 9 K1 26.3 32.0 30.6 27.9 K2 K3 k1 k2 k3R 6.5 7.5 6.5 7.0 85.1 89.7 97.0 28.37 29.90 32.33 3.97 78 76 77 78 91.40 89.70 85.20 30.47 31.73 28.40 3.33 37.0 37.5 37.5 37.5 89.8 91.5 90.5 29.93 30.50 30.17 0.57
由表3可知，3个因素对特级曲比率的影响主次顺序为A＞B＞C，即母曲用量＞原料粉碎度＞拌合水分，获得制曲工艺最佳组合为A3B2C2，即母曲用量为7.5%，原料粉碎度为77%，拌合水分为37%。
综上可知，老草用量固定为100%时，当拌合水分为37%，原料粉碎度为77%，母曲用量为7.5%时冬季高温大曲质量较好，能满足生产需求。对高温大曲发酵顶温及挺稳时间进行检测，再通过组织高温大曲专业鉴定小组对半成品曲质量进行感官判定，此优化条件下，大曲发酵顶温为64 ℃，挺温时间为72 h，特级曲比率达27%，优级曲比率达70%，一级曲比率为3%。
2.6 高温大曲发酵顶温和挺温时间与大曲感官品质的相关性
大曲发酵顶温和挺温时间与大曲感官品质的冗余分析结果见图5。由图5可知，高温大曲发酵顶温与特级曲和优级曲间呈正相关关系，与一级曲呈负相关关系，其原因可能是由于大曲作为糖化发酵剂，其挺温时间与大曲质量有关，挺温时间越长，大曲优质率更高[25]。而挺温时间与特级曲呈正相关关系，与优级曲和一级曲呈负相关关系，这是由于在高温大曲生产过程中，大曲发酵顶温与大曲中醋酸菌属（Acetobacter）、乳酸菌属（Lactobacillus）和芽孢杆菌属（Bacillus）等细菌有关，较高的发酵顶温能对大曲中嗜热微生物进行选择培养，促进这些微生物生成酱香风味[26]，提升大曲质量。通过控制工艺关键控制点提升大曲发酵顶温和挺温时间后，制曲过程中特级曲比率有所提高。
图5 大曲发酵顶温和挺温时间与大曲感官品质的冗余分析结果
Fig.5 Redundancy analysis results of the maximum-temperature of fermentation and maximum-temperature keeping time and sensory quality of Daqu
TR-大曲发酵顶温；TE-挺温时间；GM-特级曲；EM-优级曲；FM-一级曲。
3 结论
冬季制曲工艺优化条件为：老草用量为100%时，拌合水分37%、原料粉碎度77%、母曲用量7.5%。在此优化条件下，特级曲比率最高（27%），且通过相关性分析可知，大曲发酵顶温和挺温时间与大曲感官品质有相关性。由此，在冬季，工艺关键控制点的改变提高了大曲发酵顶温及延长了挺温时间，从而提升了大曲质量。后续还可以从微生物领域出发，探究这些工艺关键控制点的改变对大曲菌系、酶系的影响，为探明在工艺关键控制点的作用下，冬季高温大曲质量提升的原理提供基础数据。
[1]谢丹，吴成，毕远林，等.酱香型白酒高温大曲储存过程中微生物群落演替与理化因子相关性研究[J].食品工业科技，2023，44（15）：151-158.
[2]王少磊，颜守保，金晓丽.传统浓香型白酒大曲发酵过程中细菌和真菌动态变化研究[J].酿酒，2021，48（5）：29-34.
[3]沈毅，陈波，张亚东，等.影响高温大曲质量的关键控制点[J].酿酒科技，2019（8）：17-21.
[4]刘光钱.母曲添加量对高温大曲微生物群落动态演变和风味物质的影响研究[D].重庆：重庆大学，2021.
[5]涂昌华，汪地强，吉小超，等.大曲酱香型白酒生产中辅料的应用研究[J].酿酒科技，2019（8）：72-74.
[6]崔利.酿造优质酱酒必须首先把握好的关键工艺[J].酿酒，2022，49（2）：82-87.
[7]柯涛，周业皓，姜鹏，等.中高温强化大曲生产工艺及特性研究[J].中国酿造，2019，38（2）：47-52.
[8]孙佳，杜海，徐岩.高温大曲中大曲岩石芽孢杆菌的筛选及其特性分析[J/OL].食品与发酵工业：1-9[2023-03-29].DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034637.
[9]赵荣寿，吴先远，梁亭，等.酱香型高温大曲生产季节讨论[J].酿酒科技，2015（8）：60-61.
[10]冯雨.小麦软硬度对高温大曲的影响[J].酿酒，2019，46（2）：88-89.
[11]王邦坤，刘民万，董伟杰，等.机制高温曲生产工艺的分析研究[J].酿酒科技，2022，336（6）：73-77.
[12]邓灿，高瑞杰，赵永威，等.高温大曲感官指标与理化指标、微生物群落和挥发性物质的关联[J].食品与发酵工业，2022，48（23）：78-85.
[13]孟勤燕，陈雪，齐欢，等.接种方式对西凤大曲质量的影响[J].酿酒，2021，48（2）：84-89.
[14]王柏文，吴群，徐岩，等.中国白酒酒曲微生物组研究进展及趋势[J].微生物学通报，2021，48（5）：1737-1746.
[15]GAN S H,YANG F,SAHU S K,et al.Deciphering the composition and functional profile of the microbial communities in Chinese Moutai liquor starters[J].Front Microbiol,2019,10:1540.
[16]山其木格，唐平，王丽，等.“无稻草，不翻仓，控温控湿”曲房创新对高温大曲微生物组成的影响研究[J].酿酒科技，2021（9）：94-101，113.
[17]潘学森，刘民万，郎滨，等.冬季提高清香型大曲酒质量的初步研究[J].酿酒，2019，46（6）：92-94.
[18]王西，陈波，张亚东，等.高温大曲安曲投入老草的应用研究[J].酿酒科技，2020（12）：88-91.
[19] XIAO C,LU Z M,ZHANG X J,et al.Bio-heat is a key environmental driver shaping microbial community of medium-temperature Daqu[J].Appl Environ Microbiol,2017,83(23):1-13.
[20]郭敏.基于高通量测序对酱香大曲制曲微生态多样性的研究[D].贵阳：贵州大学，2018.
[21]成林，成坚，王琴，等.原辅料对粮食酿造酒质量影响的研究进展[J].酿酒科技，2020（9）：97-107.
[22]李楠，李杨，王化斌.高炉家酒中温大曲制曲工艺控制探析[J].酿酒，2020，47（6）：66-68.
[23]张一博，杨月轮，温佳俊，等.机械高温大曲的生产工艺探讨[J].酿酒，2022，49（2）：120-122.
[24]戴诗皎，王晓慧，孙军华，等.粉碎度对中高温包包曲质量的影响因素研究[J].酿酒科技，2019（2）：65-67，73.
[25]李涛，万自然，刘宇，等.浓香型大曲生产过程中微生物及温度变化规律的研究分析[J].酿酒科技，2023（2）：53-56.
[26]邓灿.兼香型白酒不同品级高温大曲的特性分析及优势嗜热真菌功能研究[D].武汉：武汉轻工大学，2022.