中国白酒最主要的工艺特点是制曲酿酒。大曲是酿酒的糖化发酵剂,是中国白酒酿造不可或缺的原料,也是保持中国白酒独具特色的关键核心。大曲制作已有上千年的历史,经验非常丰富。事实上,大曲的发酵生产、贮存及评价仍是以感官经验为主,缺乏必要的科学依据,使白酒研究酿造机理进展缓慢,给白酒的稳定生产和进一步提质改善带来巨大的困难。大曲生产以生料制曲,自然接种,网罗了原料、自然环境和工具上的大量微生物,由于涉及微生物众多,真正起糖化作用的菌株并不明确;白酒生产周期很长,不仅要制曲时间长达28~40天左右,酿酒过程从清香白酒两楂56天到酱香的一年一个周期,出房曲即发酵结束的大曲还需经过3~6个月贮存后方可使用,贮存期长短的科学依据以及贮存期的变化也不清楚;大曲是酿酒的主要原料,好曲酿好酒,但长期以来,大曲质量评价主要以感官评价为主,近年来行业逐渐加入一些生化指标,如糖化力、酒化力等,但由于大曲属固态发酵,同一批大曲块乃至每一块大曲的不同部位都存在差异,导致酒曲检测样品量较大。本项目针对白酒生产中遇到的酒曲相关的实际问题做了相关研究,结果如下:1.为理解大曲贮存过程中的变化,最终确定大曲合理的贮存期,本项目以某清香型白酒生产用的低温出房曲为材料,粉碎混匀,在不同贮存时期取样分析其主要指标,结果表明:大曲在贮存过程中,水分含量、酸度基本保持不变;pH值在贮存3个月后略有增加,经分析主要产酸菌并不没有减少,可能是酸与醇合成主体香气成分乙酸乙酯,在实验中检测到乙酸乙酯随大曲贮存时期的延长而增加;样品HX(红心曲)和HH(后火曲)的糖化力在贮存期变化不大,样品QC(清茬曲)在贮存期前3个月处于波动状态,之后就开始下降;液化力在贮存过程略有波动但不明显;α-多样性分析显示微生物在贮存期前3个月波动比较大,Simpson和Shannon指数趋势非常相似,细菌HH曲在3个月最低,真菌三种曲都在3个月最低,之后多样性增加,从微生物β-多样性来看,同一贮存期样品有明显的相似性,表明贮存期对不同样品微生物的影响较为类似。2.糖化力是表征大曲淀粉酶活力的一个重要生化指标,虽然目前还不是大曲质量评价的必要指标,但几乎所有酒企及制曲厂都对酒曲糖化力进行跟踪检测,但在实际生产应用中只是对少量样品进行检测,每个班组在生产中都不知道糖化力是多少,而且目前行业内检测糖化力所采用的方法是斐林试剂滴定法,这对操作人员有一定的专业性要求,操作复杂,耗时长。鉴于行业或酒企实际对酒曲糖化力检测的需要,本项目研制了一种快速检测酒曲糖化力的方法,即:通过对酒曲粗酶液的制备、糖化酶蛋白沉淀浓缩、酶活力检测三个主要过程进行优化。将5 g酒曲样品加到150 mL蒸馏水中充分溶解,40℃水浴30 min,过滤得到的粗酶液用饱和度为60%的硫酸铵在20℃下沉淀20 min,离心,弃上清,沉淀重新溶解后可避免还原糖的存在,加上底物淀粉,水浴反应10 min,加班氏试剂后煮沸3 min,不同糖化力的酒曲呈现不同的颜色,酒曲糖化力从300 U~1000 U分别对应浅蓝色、蓝绿色、墨绿色、咖啡色、红褐色和砖红色。3.为了将糖化酶功能菌应用到酿酒过程中,本试验构建了实验室制曲模型,结果表明:酒曲制作条件是水的添加量为40%,母曲添加量为0.5%,培养时间和温度为35℃72 h;33℃48 h;45℃96 h;35℃168 h;33℃96 h。酒曲糖化力为1075 U,液化力为0.68 U,氨基态氮含量为2.31 g/kg,酸性蛋白酶为1.31 U/g,中性蛋白酶为2.19 U/g。蒸馏酒样色谱主要成分乙酸乙酯、2,3—丁二醇(内消旋)、乳酸乙酯和丁酸乙酯的含量分别是69.16 mg/L、36.89 mg/L、2.01 mg/L和86.29 mg/L。白酒最主要的醇、酸、醛、酯四种主体香气成分及风味物质含量与汾酒厂大曲基本一样甚至更优。4.为了使生产中出现糖化力低的酒曲可以正常使用,本项目对糖化酶功能菌的产酶条件及在酿酒过程中的影响进行了分析,结果表明:A.oryzae MQ-1产糖化酶最佳条件是250 mL三角瓶装料量为30 g,初始水分含量为40%,初始pH值为6,培养温度为30℃,此条件下A.oryzae MQ-1糖化力达到1552 U。R.oryzae MG-1代谢糖化酶最佳条件是250 mL三角瓶装料量为20 g,初始水分含量为40%,初始pH值为5,培养温度为25℃,此条件下A.oryzae MQ-1糖化力达到1145.6 U。酒醅中分别加A.oryzae MQ-1纯种固体曲和R.oryzae MG-1纯种固体曲进行发酵实验,蒸馏得到的酒样主体成分及风味前体物含量(乙酸乙酯、乳酸乙酯、2,3-丁二醇等)都比对照组酒样主体成分及风味前体物含量高,且加了R.oryzae MG-1纯种固体曲的酒样比加了A.oryzaeMQ-1纯种固体曲的酒体品质更好。R.oryzae MG-1乙酸乙酯、乳酸乙酯、2,3-丁二醇(左旋)、2,3-丁二醇(内消旋)含量比对照组CKQ的含量分别高9.19 mg/L、5.96 mg/L、7.85 mg/L、6.86 mg/L;A.oryzae MQ-1乙酸乙酯、乳酸乙酯、2,3-丁二醇(左旋)的含量比对照组CKQ的含量分别高21.84 mg/L、3.62 mg/L、4.15 mg/L。从酒醅指标及酒样色谱骨架来看,在白酒酿造过程中,A.oryzae MQ-1纯种固体曲添加量0.6 g最佳,酯类化合物含量及出酒率都有明显的提升;而R.oryzae MG-1纯种固体曲添加量0.2 g最佳,主体风味物质含量及出酒率也都有明显的提升。