黄光建 ，徐学锋 ，郭梅君 ，廖振林，杨幼慧

(1 华南农业大学 食品学院，广东 广州 510642;2 广东省九江酒厂有限公司，广东 佛山 528203)

豉香型白酒是广东地产白酒，酒体玉洁冰清，豉香独特，醇和甘滑，余味爽净［1］，酒度φ 约30%左右，在广东、华南、港澳台、东南亚乃至北美等地具有广泛的市场辐射力与文化影响力.由于豉香型白酒特有的生产工艺，导致其风味有别于其他小曲酒，使豉香型白酒的酸、酯含量远低于固态法的酱香、浓香、清香型白酒.随着社会的进步、科技的发展和人们生活习惯的改变，人们对豉香型白酒提出了更高的要求，如何提升白酒风味品质成了一个亟待解决的新课题［2］.

香醅串蒸技术有利于提高中低档白酒的质量，目前香醅串香工艺主要用于药香型和浓香型等白酒生产中，取得了良好的效果.国家名优白酒董酒生产工艺中采用双醅法串香，小曲用来制作酒醅，大曲用来制作香醅，对控制产酒产香十分有利［3］.类似董酒蒸馏的独特串香工艺已普遍为国内酒厂所采用，对提高中低档白酒的质量起了很大作用.业内的生产实践表明，利用香醅串蒸来提高豉香型白酒风味具有重要的研究意义，目前，对豉香型白酒香醅工艺进行优化的研究鲜见报道.

近年来，混料试验在生产实际中有非常广泛的应用，日益受到人们的重视.而最优化设计可以在给定的因素空间中，基于给定的回归模型，比较各种试验方案，寻找最优组合，从而获得最优回归方程.D-最优设计可以使拟合模型回归系数的方差最小化，提高回归模型的预测精度［4］.D-最优混料设计(Doptimal mixture design)则是将D-最优化方法应用到混料试验中的设计方法，具有试验次数少、信息量充分、参数预测精度高、能够多目标同步优化等特点［5-7］.

本研究在单因素试验的基础上，将不同配比的玉米、麸皮和丢糟含量进行组合，通过D-最优混料设计，以香醅生成的总酯含量为考察指标，优化香醅的配比，筛选出最佳的香醅制作配方，结果将为豉香型白酒品质的改进提供借鉴.

1 材料与方法

1.1 材料

主要材料有玉米，麸皮，丢糟，糖化酶，酒精，安琪生香活性干酵母等;总酯测定的相关仪器试剂参照GB/T10345—2007［8］.

1.2 方法

1.2.1 试验设计 选择玉米、丢糟和麸皮不同的质量分数为因素，以香醅的总酯质量浓度为考察指标进行单因素试验.根据单因素试验确定的水平，采用Design-expert 7.16 设计分析软件中的D-optimal mixture design 设计试验，对试验数据进行回归分析［9-11］，获取香醅最佳制作配方，并进行验证性试验.

1.2.2 生香酵母活化 用10 倍质量33～35℃的温水溶解生香活性干酵母，在35℃下溶解活化30 min，即可使用［12］.

1.2.3 糖化酶活化 糖化酶使用前用55～60℃温水溶解、搅匀、保温静置30 min，使用量为100 U/g 原料［13］.

1.2.4 香醅的配制与发酵 将培养基按比例调配好，搅拌均匀，常压蒸1 h，冷却到40℃左右，加适量糖化酶活化液，40℃活化2 h.将活化好的酵母按照质量分数1%～5%的比例接种到固体培养基中，用塑料布封口，隔绝空气，于28～30℃堆积培养48 h.

1.2.5 香醅串蒸 称取100 g 香醅，添加φ 为30%食用酒精100 mL，进行蒸馏，共接取100 mL 基酒，测定其总酯的含量.

1.2.6 总酯的测定 参照GB/T10345—2007 指示剂法［8］.

2 结果与分析

2.1 各原料的单因素试验

2.1.1 玉米质量分数对香醅总酯产量的影响 设定不同玉米质量分数，其余原料按麸皮∶丢糟=4∶5的比例配足.不同玉米含量对香醅总酯生产量的影响如图1 所示.

图1 玉米质量分数对香醅总酯生产量的影响Fig.1 Total ester production of the flavoring fermented grains fermented with different percentages of corn

通过试验可以发现，香醅生成总酯含量随着玉米添加量增大而增加，当玉米添加比例为10%时，总酯生产量最高，当玉米添加比例再增加时，总酯生产量开始下降.说明了适量的玉米配比有利于生香酵母代谢产生酯，可以提升香醅风味.因此选择4%、10%、20%为优化时玉米质量比例的3 个水平.

2.1.2 麸皮含量对香醅总酯产量的影响 设定不同麸皮质量分数，固定玉米含量为10%，余下以丢糟补足，不同麸皮含量对香醅总酯生产量的影响如图2所示.

图2 麸皮质量分数对香醅总酯生产量的影响Fig.2 Total ester production of the flavoring fermented grains fermented with different percentages of bran

由图2 可看出，香醅生成总酯含量随着麸皮添加量增大而增加，当麸皮添加比例为40%时，总酯生产量最高，当麸皮添加比例再增加时，总酯生产量开始下降.说明了适量的麸皮配比有利于促进香醅中总酯的形成.因此选择30%、40%、50%为优化时麸皮质量比例的3 个水平.

2.1.3 丢糟质量分数对香醅总酯生产量的影响设定不同丢糟质量分数，固定其余原料玉米∶麸皮的质量比为1∶4，不同丢糟质量分数对香醅总酯生产量的影响如图3 所示.

图3 丢糟质量分数对香醅总酯生产量的影响Fig.3 Total ester production of the flavoring fermented grains fermented with different percentages of waste lees

由图3 可看出，香醅生成总酯质量浓度随着丢糟添加量增大而增加，当w(丢糟)为50%时，总酯生产量最高，当w(丢糟)大于50%时，总酯生产量变化不大.说明了适量的丢糟配比有利于促进香醅中总酯的生成.因此选择40%、50%、60%为优化时丢糟质量比例的3 个水平.

2.2 香醅制作的D-optimal mixture design 优化试验

2.2.1 试验结果 综合上述单因素试验结果，证明不同玉米、麸皮和丢糟质量分数对香醅总酯形成的影响明显，确定了香醅配方中不同原料的用量范围分别为w(玉米)4%～20%，w(麸皮)30%～50%，w(丢糟)40%～60%，通过D-最优试验设计，确定试验因素空间内的候选点，组成16 个模拟组合，确定豉香型白酒固态香醅最优配方，结果如表1.

表1 D-最优设计方案及试验结果Tab.1 D-optimal design and results of tests

以香醅生成的总酯含量(y)为响应值，应用Design-expert 软件进行多元回归拟合分析，各因子对响应值的影响可用如下多元回归方程表示:

其中x1，x2，x3分别表示玉米、麦麸和丢糟的质量分数。由回归方程和方差分析可知，三次项的系数为正数，说明该3 个因素对总酯起着贡献性作用.二次项回归系数绝对值的大小依次为x1x3＞x1x2＞x2x3，这说明，在复合配方中，玉米和丢糟的复合对总酯形成贡献作用最强，玉米和麸皮复合对总酯形成贡献作用次之，麸皮和丢糟复合对总酯形成贡献作用最弱.

2.2.2 方差分析 对表1 中的试验结果和3 次模型进行统计分析，得到方差分析结果如表2 所示.

表2 回归方程的方差分析Tab.2 Analysis of variance of the regression equation

2.2.3 交互因子的响应面分析 根据D-优化试验结果和最佳回归方程绘制玉米、麸皮和丢糟交互因子的等高线和响应面分析，分别见图4 和图5.

图4 交互因子的等高线Fig.4 The contours of the interaction factors

图5 交互因子的响应面Fig.5 The response surface of interaction factors

由图4 和图5 可看出，响应曲面图为一曲面，说明3 者间具有一定的交互作用.在丢糟和麸皮添加量较大，玉米添加量较小处，曲面还是呈现一定的球面状，有极大值.当丢糟和麸皮添加比例固定时，随着玉米添加量的增加，总酯形成呈现先上升后下降的趋势;当玉米和丢糟添加比例固定时，总酯形成随着麸皮添加比例的增大呈现先上升后下降的趋势;当玉米和麸皮添加量固定时，随着丢糟的添加，总酯越来越大，在60%左右达到最大值，说明在香醅配方中，丢糟的添加量对总酯形成影响重大，3 者的复配在一定程度上能够发挥各自的优点，共同促进总酯形成.

响应面图可以直接反映出各因素对响应值的影响大小，利用等高线叠加图选出3 个因素的最佳用量范围，可以直观地描绘出符合总酯指标的辅料配比，见图4.

2.2.4 最优配方的确定 用软件的最优化功能设定各因素的变化范围，设定所期望的响应值(表3)，从随机组合开始进行最陡爬坡预测，直到目标响应值.数据分析给出了达到或接近目标响应值的2 个组合，并提供了预测值(表4).

采用优化后的组合进行验证试验，总酯含量为3.86 g/L，与预测值基本一样，为所有试验中最高值，见表4.因此确定香醅最优配方组合(w)为玉米7.22%、麸皮33.62%、丢糟59.16%.

表3 试验因素和响应值的目标范围Tab.3 Range of the test and response value

表4 各成分最佳组合的预测和实测结果Tab.4 The predicted and measured results of the best combination of different ingredients

3 讨论

香醅风味主要来源于微生物代谢培养基的营养物质，不同的原料具有不同的营养结构和成分，适宜的原料有利于微生物的生长繁殖及发酵，同时也能为微生物创造适宜的生长环境，有利于香味成分物质能相互反应和转化，制作出最佳的香醅.本文中使用的玉米、麸皮和丢糟营养物质丰富［14-15］，有利于微生物代谢产生风味物质.除此之外，还有诸多杂粮在白酒的呈香方面有不俗的表现，后续研究会在考虑成本等因素的基础上，应用更多不同的原料进行香醅制作.

本文采用混料均匀设计的D-最优混料设计试验方案，得出豉香型白酒香醅的最佳配方，表明D-最优混料设计可有效地应用于多种原料混合的香醅配方优化，这种方法很少运用于香醅和白酒发酵原料配方优化方面，与其他方法相比，D-最优混料设计试验点数较少，可以使拟合模型回归系数的方差最小化，提高回归模型的预测精度［16-18］.由于原料间相互作用分析在其他混料试验中鲜有探究［19-21］，而将D-最优混料设计用于深入分析交互因子间的联系，更有利于配料和节省原料，提高试验精确性.通过D-最优混料设计所得的豉香型白酒香醅最佳配方，为进一步提高豉香型白酒风味奠定了基础，所述方法对于其他混料配方设计研究亦具有一定的指导作用.

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