洋河绵柔型大曲品温变化规律及控制研究

文章编号:1002-8110（2019）04-0024-04

酿

LIQUOR酒MAKINGVol.46.№.4July，2019

洋河绵柔型大曲品温变化规律及控制研究

时晓，周二干，王

东*，赵才金，胡竹行，姜

谦

（江苏洋河酒厂股份有限公司，江苏宿迁223800）

摘要:大曲发酵品温是影响曲质重要因素，洋河绵柔型大曲对品温控制有严格的要求，利用曲房智能监测系统对房内不同空间位置的大曲品温进行春、夏、秋三个季节跟踪监测，绘制变化曲线，拟合出数学模型。结果表明：各季节绵柔型大曲品温变化符合“前缓、中挺、后缓落”规律，使用MATLAB软件分析数据，采用高斯八阶函数曲线模型拟合原始品温数据的效果较好；通过对首房曲工艺的改进，成功提高了首房大曲品质；并对绵柔型大曲生产过程品温调控技术进行总结概述。关键词：大曲；品温；高斯拟合；发酵模型中图分类号：TS262.31；TS261.4；TS201.2

文献标识码：A

StudyonFermentationTemperatureVariationofYangheSoft-baseFlavor

Daqu

SHIXiao,ZHOUErgan,WANGDong,ZHAOCaijing,HUZhuxing,JIANGQian

(YangheDistilleryCo.Ltd.,Suqian223800,Jiangsu,China)

Abstract:Temperatureisthekeyfactorofdaququality,andthefermentationtemperatureofYangheSoft-baseflavordaquwascontrolledstrictly.Inourstudy,digitalpitsintelligentmonitoringsystemwasappliedtoinvestigatethetemperaturevariationofdifferentsite-locateddaquthroughthreeseasons(Spring,SummerandAutumn),thenvariationcurvewasachievedtofitoutthemathematicalmodel.Resultsshowedthatthetemperaturevariationofsoft-basedaqufermentationinthreeseasonsconformedtothelawof\"Increasingslowlyinpriorperiod,KeepingstableinmediumperiodandDecreasingslowlyinlateperiod\dataanalysiswascarriedoutbytheMATLABsoftware,andeight-orderGaussianfunctioncurvefittingmodelforthetemperaturedatawasgood.Byimprovingtheprocessofthefirsthousedaqu,thequalityofthefirsthousewasimprovedsuccessfully.Moreover,temperaturecontrolskillsofSoft-baseflavordaquduringthefermentationprogressweresummarized.

Keywords:Daqu,fermentationtemperature,Gaussianfitting,fermentationmodel

“曲为酒骨，曲定酒型”，酿造绵柔型酒必备绵柔之曲，洋小麦为原料，经粉碎加水压成包包曲，用自河制曲是以大麦、

然接种法，人工控制适当的水分、粉碎度和温度等来选择有益微生物的方法培育而成。制曲工艺有13道工序组成（见1.1），洋河大曲具有极高的颜值—金黄色的外衣、紫褐色的火圈、乳白色的菌丝、玫红色的曲心（简称绵柔四色曲）。

洋河全年符合四色曲制作时间只有165天，按照“春踩66、夏做33、秋制66”黄金法则，遵循四季气候变化，选取一最大限年中最好的季节于每年的谷雨至白露时节之间制曲，度网络了空气中的有益微生物。绵柔四色曲对过程管控有着严苛的要求，特别是对发酵温度的控制，整个发酵过程主要

收稿日期：2017-10-12

作者简介：时晓(1971-)，男，江苏宿迁人，工程师，现任江苏洋河酒厂股份有限公司酿造总监，发表论文十余篇。*通讯作者：王东，男，硕士，研究方向：白酒酿造工艺，Email:wangdong7758@126.com。注：本文为参加第二届“匠心杯”全国白酒技术论文有奖征文大赛参赛作品。

包括主发酵、潮火期、大火期、后火期四大阶段，本文通过使用智能化曲房监测系统，对绵柔四色曲曲房内不同空间位置的品温进行三个季节跟踪监测，绘制变化曲线，拟合数学模型，探索发酵规律。并对发酵过程中品温的控制进行了研究。11.1

材料与方法实验材料

洋河酒厂制曲一车间：选择大曲质量最好、最稳定的小组为研究对象共计30个曲房。制曲工艺流程为：原料→配料→润料→粉碎→拌料→压曲→入房→主发酵→扒门→并房→上架→下架→出房→储存。1.2

实验工具

24第四期

时晓，等：洋河绵柔型大曲品温变化规律及控制研究2019

智能化曲房监测系统。1.3

试验方法

利用数字化曲房管控系统实时收集曲房内曲块发酵品温数据，并汇总统计。主发酵房监测1层曲块品温，培养房监测上层、中层、下层3层曲块品温。1.4

数据分析

利用MINITAB软件对数据进行原始数据测绘，再使用MATLAB软件对收集数据进行拟合分析。2结果与分析

2.1

各季节曲块发酵品温数据收集

按春季、夏季、秋季三个季节，跟踪监测上、中、下三层曲块的发酵品温。每个季节收集30个曲房共计30天的发酵品温数据，对每天温度数据取平均值后进行分析。2.1.1春季各层曲块发酵品温变化分析

℃65/温60品酵55发504540上层

35中层下层

3025200

2

4

6

8

1012141618202224262830

发酵天数/d

图1春季各层曲块发酵品温变化曲线

根据图1得知，春季生产大曲的平均入房温度为24.9℃，主发酵期为4天，扒门温度46.8℃，曲块由一房码为三层，发酵进入潮火期，潮火期为3天，发酵7天曲块由三层上架为五层，发酵进入大火期，潮火期大曲堆积码放，分为上、

中、下三层，上层曲块升温幅度6.6℃，中层曲块升温幅度5.8℃，下层曲块升温幅度3.0℃；大火期上层曲块顶火温度为59.9℃，占火天数为7~8天，中层曲块顶火温度为59.6℃，占火天数为8~9天，下层曲块顶火温度为58.1℃，占火天数为7~8天；从大曲品温下降到58度以下时进入后火期，后火期为10~12天，曲心温度逐渐下降，上层与下层曲块温度接近室温。

2.1.2夏季各层曲块发酵品温变化分析

℃65.0/温60.0品酵55.0发50.045.040.0上层

中层35.0下层

30.025.020.0

0

2

4

6

8

1012141618202224262830

发酵天数/d

图2夏季各层曲块发酵品温变化曲线

根据图2得知，夏季生产大曲的平均入房温度为27.8℃，主发酵期为3天，扒门温度47.6℃，曲块由一房码为三层，发酵进入潮火期，潮火期为3天，发酵5~6天曲块由三层上架为五层，发酵进入大火期，潮火期大曲堆积码放，分为上、

中、下三层，上层曲块升温幅度4.8℃，中层曲块升温幅度5.0℃，下层曲块升温幅度4.3℃；大火期上层曲块顶火温度为60.1℃，占火天数为9~10天，中层曲块顶火温度为59.6℃，占火天数为10~11天，下层曲块顶火温度为58.5℃，占火天数为7~8天；从大曲品温下降到58度以下时进入后火期，后火期为10~12天，曲心温度逐渐下降，上层与下层曲块温度接近室温。

2.1.3秋季各层曲块发酵品温变化分析

℃65/温60品酵55发504540上层中层35下层

3025

20

024681012141618202224262830

发酵天数/d

图3秋季各层曲块发酵品温变化曲线

根据图3得知，秋季生产大曲的平均入房温度为

25.8℃，主发酵期为4天，扒门温度45.8℃，曲块由一房码为三层，发酵进入潮火期，潮火期为3天，发酵7天曲块由三层上架为五层，发酵进入大火期，潮火期大曲堆积码放，分为上、中下三层，上层曲块升温幅度6.3℃，中层曲块升温幅度7.2℃，下层曲块升温幅度5.2℃；大火期上层曲块顶火温度为59.9℃，占火天数为8天，中层曲块顶火温度为59.8℃，占火天数为8~9天，下层曲块顶火温度为58.5℃，占火天数为6~7天；从大曲品温下降到58度以下时进入后火期，后火期为10~12天，曲心温度逐渐下降，上层与下层曲块温度接近室温。2.2

使用MATLAB软件分析排次发酵温度拟合曲线对各季节曲房的各层发酵品温变化曲线使用MATLAB软件进行了高斯拟合。结果发现：与原始数据绘图对比，符合度较好，高斯八阶函数曲线模型对数据拟合效果非常好，各层温度均满足高斯方程(图4、图5、图6)，只是具体参数有所不同。

℃/温品酵发发酵时间/天

图4

春季各层曲块发酵温度高斯曲线拟合结果

25第四期

酿℃/温品酵发发酵时间/天

图5

夏季各层曲块发酵温度高斯曲线拟合结果

℃/温品酵发发酵时间/天

图6秋季各层曲块发酵温度高斯曲线拟合结果

限于文章篇幅，此处只列出春季上层曲块发酵温度曲线

的高斯方程如下：GeneralmodelGauss8:

f(x)=a1*exp(-((x-b1)/c1)^2)+a2*exp(-((x-b2)/c2)^2)+

a3*exp(-((x-b3)/c3)^2)+a4*exp(-((x-b4)/c4)^2)+a5*exp(-((x-b5)/c5)^2)+a6*exp(-((x-b6)/c6)^2)+a7*exp(-((x-b7)/c7)^2)+a8*exp(-((x-b8)/c8)^2)

Coefficients(with95%confidencebounds):

a1=0b1=12.56c1=0.02881a2=39.82b2=16.82c2=6.233

a3=0b3=13.88c3=2.22e-014

a4=35.15b4=10.26c4=5.768

a5=0b5=18.68c5=0.0001823

a6=31.37b6=4.568c6=

5.235

26酒2019

a7=26.79b7=28.65c7=10.31

a8=0b8=11.46c8=

0.00511

Goodnessoffit:

SSE:49.91

R-square:0.9899

AdjustedR-square:0.9513RMSE:2.8843

规律应用

在以往生产中，首房曲常会发生发酵缓慢、曲块挂衣差、气味不正等现象，且出房曲感官、理化评分较低，无法达到优等曲等级标准。通过对2016年首房曲发酵情况进行全面跟踪（具体变化情况见图7），发现其顶火温度仅为57℃~58℃，比春季大曲平均顶火温度低1℃~2℃，占火时间仅为5天左

右，

比春季大曲平均占火时间少2~3天，初步判断为造成首房曲质量较差的主要成因。

℃65/温60品55酵发504540上层品温

中层品温35下层品温

302520

024681012141618202224262830

发酵天数/d

图72016年首房曲发酵品温变化曲线

而通过排查工艺，总结得出造成首房曲发酵异常主要原因为：一是制曲复工时间为每年4月初，此时气温仍然较低，场温在15℃以下，严重影响微生物代谢活动。二是由于冬季气温较低，停止踩制新曲，经过一个冬天的闲置后，发酵房内微生物数量锐减，发酵动力严重不足。

表1改进前后首房出房曲评价结果

年

度2016年2017年水分(%)13.4114.23酸度(mmol/10g曲)1.121.05淀粉(%)

63.2163.81糖化力(mg葡萄糖/g曲·h)545.25564.08发酵力(gCO2

/10g曲48h)

1.041.21酯化力(%)12.1412.16理化得分33.7434.60感官得分47.3949.62总得分81.1384.22优等曲率

（%）0

41.67

对此，在2017年制曲复工时，针对首房曲发酵采取以下

第四期时晓，等：洋河绵柔型大曲品温变化规律及控制研究2019

三点措施：一是使用外接暖气提前预热发酵房，有效提升室内温度达16℃，发酵环境更加适宜。二是首房曲生产时利用三步陈曲接种法（踩曲加曲母、入房铺曲粉、下曲撒曲面），提高有益微生物富集量，增强首房曲发酵动力。三是严格门窗管理力度，上、下架过程使用保温门帘，将过程性温度损耗降至最低。首房曲发酵情况明显好转，顶火温度可达59℃~60℃，

占火8~10天，整体趋势符合“前缓、中挺、后缓落”，出房曲综合评分提高3.09分，优等曲率达41.67%。4绵柔型大曲品温控制技术4.1

入房曲参数控制是基础

4.1.1入房曲水分

水是微生物生长繁殖和生化反应的必需物质，是微生物体内和体外的溶媒，只有通过水，微生物才能从体外吸收养料，洋河使用的小麦、大麦含水量在12.5%~13.5%，难以满足培菌需要，需加水润料，如加水过多，曲块容易变形，歪斜粘合，升温快，容易引起杂菌大量繁殖，并在主发酵时表面生长浆状黑曲霉，如水分不足，曲块表面过早干燥，微生物生长不良，

表现为厚皮不挂衣。绵柔型大曲严格控制入房曲水分在36.5%~38%最优区间内，合理匹配原料进料量和加水流量关系，润料后要求原料表面收汗、口嚼不粘牙，拌料后要求无干麦粉，均匀，无灰包、疙瘩，用手捏成团而不粘手。4.1.2粉碎度

原料粉碎度对曲块升温影响较大，如原料粉碎过细，则粘性大，曲块内空隙小，主发酵培菌时温度不易散失，曲块品温升温过快，使杂菌大量繁殖，容易造成“不透”，甚至“垮曲”现象，如粉碎度过粗，温度不易保持，导致曲块表面干裂、不挂衣、生心。绵柔型大曲粉碎度感官上要求是手感柔和，心烂皮不烂，呈梅花瓣状，近几年通过工艺研究、总结，确定了粉碎度最佳的参数标准是皮：

颗粒：面粉占比为42∶38∶20，生产过程创新采用二次筛测控制技术，

通过10目、40目筛组合振荡，可分别精准测定皮、颗粒、面粉的占比，利于实时调整磨辊机辊距及原料流量，实现了经验式生产操作向数据化、标准化转变。4.1.3入房曲品温

绵柔型大曲入房曲品温与外界环境、场温有很大关联，最佳入房曲品温在25℃~30℃，全年符合制作绵柔型大曲只有165天，平均气温24℃~25℃，相对湿度60%~80%，特别在4月份，场温低于20℃，为适当提高入房曲品温，科学调整润料水温在35℃~40℃，其他生产月份，一般采用20℃的常温水，同时全年使用常温水拌料，这与浓香型普遍采用40℃~60℃热水拌料有很大差别。4.2

主发酵品温控制是核心

主发酵期也叫培菌期，是自然接种微生物的过程，此时温度低湿度大特别适宜霉菌、酵母菌等微生物生长，一般入房

后24h微生物开始繁殖，24h~48h是大曲“挂衣”的关键时期，发酵品温缓慢上升，绵柔型大曲因季节不同，主发酵期要求在3~5天，扒门品温在45℃~50℃，在春季复工时，为最大限度富集有益的微生物，洋河创新采用首排房外源加热法、三步接种法（踩曲加曲母、入房铺曲粉、下曲撒曲面）核心技术，可提高曲房室温6℃~7℃，曲块表面挂衣良好，菌丝粗壮，皮张薄，一举攻克了首排曲质量偏低的问题。在夏季入房曲品温高于31℃时，调整草帘覆盖方式由“满盖”改为“花盖”，并延迟关闭门窗，可有效减缓发酵升温速度。4.3

培养期品温控制是重点

大曲的培养管理是可以操作的，而不像窖池，一旦“糠、水、温”给定后就封闭了事。绵柔型大曲培养期涵盖并房、上架、下架三个操作工序。并房可以说是洋河独创的工序，有利于曲块升温均衡、发酵透彻，所谓并房就是主发酵结束后，由两房曲并为一房曲，借助曲架由1层曲堆至2~3层曲。主发酵扒门要求“快”和“轻”，“快”是操作要快，控制品温下降幅度小于5℃，“轻”是动作要轻，曲块上下对调，轻拿轻放。并房后2~3天曲块品温升至50℃~55℃，此时可进行上架操作，底上对调、里转外、外转里，曲块间距适当增加，堆至5层，通过每天间隔2h一次调节窗户打开大小在5cm~12cm范围，达到排潮送氧，可控制大曲顶火品温在58℃~59℃，占火6d~8d。待品温下降至46℃~49℃，取消曲架及竹片，把曲块靠拢，不留间隙，堆至5层，收拢后曲堆四周围好草帘进行保温。5

结论

随着洋河大曲质量追溯体系、标准化作业体系的深入推进，通过运用大数据分析，得出与绵柔型白酒高度配衬的绵柔大曲质量标准，其中感官上要求出房曲要达到四色曲，即金黄色的外衣、紫褐色的火圈、乳白色的菌丝、玫红色的曲心，生产过程中发酵品温的控制可有效反映曲质状况，起到“预防、预警、预知”的作用，洋河绵柔型大曲发酵品温严格遵循“前缓、中挺、后缓落”规律，入房后从主发酵、到并房上架，发酵品温随时间延长缓慢上升，受季节影响，主发酵期的时间及上架时间会有细微变化，上架后1d~2d，大曲发酵达到顶火，顶火品温在58℃~59℃，占火7d~9d，既能保证大曲糖化力、发酵力保持高水平，同时促进了原料中组分的降解和褐变反应，有利于高温细菌繁殖代谢，为形成绵柔型白酒特征香味成分积累了大量前体物质，占火结束后品温降到49℃以下时，通过将曲块聚拢，保证大曲品温缓慢下降，使得曲块内部水分排出，

曲心发酵透彻，利于耐干燥的红曲霉菌生长繁殖，

形成洋河特有的玫红色曲心。[参考文献]

[1]沈怡方.白酒生产技术全书[M].中国轻工业出版社，2007[2]南京旗硕科技.数字化曲房管控系统说明书[Z].

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