7種不同品種小麥的制曲理化品質評價

李英杰，何員江，向生遠，李 瑞，龔利娟，任 勇，馬振兵*

（1.四川輕化工大學 生物工程學院，四川 宜賓 644000；2.四川省釀酒專用糧工程技術研究中心，四川 宜賓 644000；3.綿陽市農業科學研究院/廳市共建作物特色資源創制及應用四川省重點實驗室，四川 綿陽 621023）

大曲是中國白酒固態發酵過程中的糖化發酵劑，為白酒發酵提供了重要的原料、微生物和酶[1-2]。在釀造白酒過程中，大曲一般是在酒胚（一種發酵谷物的混合物）冷卻后加入，混合均勻，然后在入窖池發酵。在發酵過程中，大曲含有豐富的水解酶和微生物菌群，使谷物糖化和發酵同時進行。在白酒產生的過程中，淀粉被水解為葡萄糖，葡萄糖再轉化為乙醇。這個過程是連續的、漸進的，涉及各種微生物和酶。液化活性、糖化活性、發酵能力、產醇能力是反映大曲品質的生化指標。大曲的液化活性和糖化活性與酶有關，而發酵能力和產醇能力則與微生物密切有關[3]。

酒曲分為紅曲、小曲、大曲和麥曲[4]。大曲和麥曲以軟質小麥為主要原料，其中麥曲主要用于米酒的釀造，而大曲則多用于濃香型、醬香型白酒以及清香型白酒的釀造。大曲形成的曲塊形狀較大，含有豐富的微生物和酶類物質，其質量受小麥品種影響[5-6]。制曲原料是微生物富集和生長的能量來源，同時也是白酒風味物質產生的主要源頭。已有相關研究表明，原料是大曲菌群的重要來源[7-8]，不同的谷物顯著影響微生物的變化和風味特征[9]。LIU C等[10]研究表明，無殼大麥中的糖譜影響風味微生物菌群的產生和調控發酵過程中風味物質的形成。

根據傳統制曲經驗表明，原料的品質是影響大曲質量和白酒品質的主要因素之一，軟質小麥因具有較高的淀粉含量，適宜的蛋白質和脂肪，是大曲生產的首選原料。與硬質小麥制曲相比，軟質小麥制曲更有利于所制大曲產生香氣，從而保證了高質量高溫大曲的生產，利于制優質酒。在白酒釀造過程中，淀粉含量越高，微生物生長越旺盛，出酒率越高[11-12]。但是出酒率不單是與總淀粉含量相關，直鏈淀粉含量和支鏈淀粉含量的比例也是影響出酒率的關鍵因素，支鏈淀粉含量越高，淀粉進行糊化以后穩定性更好，不易回生，出酒率越高，酒質越好[13-14]。白酒原糧中的蛋白質含量過高，易造成發酵過程中雜菌的產生，以及酸類物質的堆積，使釀制的白酒酒質變差[15]。因此小麥的理化品質不僅影響大曲的質量，而且會影響白酒產量和質量。因此有必要對小麥的粗脂肪含量、直鏈淀粉及支鏈淀粉等品質指標進行研究。

隨著白酒產業的迅猛發展，釀酒產業對小麥原料的需求還在持續增加[16-17]，研究不同小麥品種的制曲理化品質，對篩選新的制曲小麥品種資源和滿足白酒生產對優質制曲小麥的需求具有重要意義。綿麥902具有矮稈抗倒、抗病性強、軟質率高以及產量高等諸多突出優點，被列入了五糧液釀酒專用糧基地主導品種且已投入實際生產[18]，因此本研究以制曲小麥綿麥902為參照，對收集的6個新的小麥品種的制曲理化品質進行檢測，并對其進行相關性分析及聚類分析，為制曲小麥新品種的選擇提供理論依據和品種參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

綿麥902、綿麥903、綿麥905、綿麥907、綿麥916、綿麥161和MR1101：綿陽農業科學研究院；硫酸銅、硫酸鉀、酚酞、硼酸、氫氧化鈉、葡萄糖、甲基紅、溴甲酚綠、乙酸鉛、碘化鉀、碘、麝香草酚藍、氫氧化鉀、亞鐵氰化鉀、酒石酸鉀鈉、溴酚蘭（均為分析純）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；無水乙醇、石油醚、鹽酸、硫酸、冰乙酸、乳酸原液：成都市科隆化學品有限公司。

1.2 儀器與設備

TGL-16臺式高速冷凍離心機：四川蜀科儀器有限公司；DS-HXT9型烘箱：蘇州吳江市東晟電熱設備制造廠；TQ-300粉碎機：永康市天祺盛世工貿有限公司；PR224ZH/E型電子分析天平：奧豪斯股份有限公司；CWJ-Ⅱ型谷物硬度計：浙江托普云農科技股份有限公司；HH-2恒溫水浴鍋：常州普天儀器制造有限公司；GHCS-1000型谷物電子容重器：遼寧賽亞斯科技有限公司；SOX406脂肪測定儀、SH220F型石墨消解儀、K1100全自動凱氏定氮儀：濟南海能儀器股份有限公司；UV-5100B紫外可見分光光度計：上海元析儀器有限公司；UPH-I-60L型超純水機：四川優普超純科技有限公司；GM2200型面筋洗滌儀：波通瑞華科學儀器（北京）有限公司；電子游標卡尺：桂林廣陸數字測控股份有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品處理使用TQ-300粉碎機將7種小麥粉碎，過80目篩，得到

小麥粉。

1.3.2 理化指標的測定

水分含量：參考GB 5009.3—2016《食品中水分的測定》方法通過恒重法測定[19]；硬度指數：參考GB/T 21304—2007《小麥硬度測定硬度指數法》進行測定[20]；粒長、粒寬：利用電子游標卡尺進行測量，隨機取待測小麥樣品，重復20次并取平均值[21]；容重：參考GB/T 5498—2013《糧油檢驗容重測定》方法進行測定[22]；粗蛋白含量：參考GB 5009.5—2016《食品中蛋白質的測定》方法通過用全自動凱氏定氮儀進行測定[23]；總淀粉含量：參考GB 5009.9—2023《食品安全國家標準食品中淀粉的測定》方法通過用酸水解方法測定[24]；直鏈淀粉和支鏈淀粉含量：參考GB 7648—1987《水稻、玉米、谷子籽粒直鏈淀粉測定法》方法進行測定[25]；粗脂肪含量：參考GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測定》方法通過用脂肪測定儀進行測定[26]；游離還原糖含量：參考GB 5009.7—2016《食品中還原糖的測定》方法中的第三法進行測定[27]；濕面筋含量：參考GB/T 5506.2—2008《小麥和小麥粉面筋含量第2部分：儀器法測定濕面筋》方法進行測定[28]；沉降值：參考GB/T 21119—2007《小麥 沉降指數測定法Zeleny試驗》方法進行測定[29]。

1.3.3 數據處理

相關性分析和聚類分析均使用SPSS 20.0軟件進行數據處理，使用Origin 2021軟件進行圖表的制作。

2 結果與分析

2.1 不同小麥品種的粒型分析

小麥的粒型是影響破碎程度的重要因素之一，在大曲生產過程中，首先需要將小麥進行浸泡和破碎處理，達到心爛皮不爛的狀態，對7種小麥的粒型進行分析，結果見圖1。由圖1可知，綿麥905的粒長最長，為8.02 cm，綿麥161粒長最短，為6.70 cm，除MR1011外，其余品種均與綿麥902具有顯著差異（P＜0.05）。綿麥916粒寬最寬，為4.17 cm，綿麥903粒寬最窄，為3.52 cm，綿麥905、綿麥907與綿麥902粒寬無顯著性差異（P＞0.05），其余品種與綿麥902粒寬均具有顯著性差異（P＜0.05）。

圖1 不同品種小麥籽粒長度和寬度比較Fig.1 Comparison of grain length and width among different wheat varieties

2.2 不同品種小麥籽粒品質分析

不同品種小麥在水分、容重、總淀粉、支鏈淀粉、粗蛋白、粗脂肪和游離還原糖含量均具有一定差異，對大曲微生物的富集和生長、風味物質的形成產生影響。對7個小麥品種的品質指標進行分析，結果見表1。

表1 不同品種小麥籽粒品質分析Table 1 Analysis of grain quality among different wheat varieties

由表1可知，所有品種的水分含量均在12.5%以下，符合儲藏標準[30]。綿麥903的容重最大，為828.33 g/L，綿麥916與綿麥902的容重基本一致，為730.67 g/L，與其他小麥品種具有顯著差異（P＜0.05）。綿麥907的粗脂肪含量最高，為2.06%，綿麥916最低，為1.54%，綿麥903、905和MR1101與綿麥902相比，粗脂肪含量無顯著差異（P＞0.05）。綿麥903的游離還原糖最高，為2.2 g/100 g，其余各品種與綿麥902相比，游離還原糖含量均呈現顯著性差異（P＜0.05）。綜上所述，這些研究結果表明綿麥903在容重和游離還原糖含量方面表現出較高水平。綿麥907具有最高的粗脂肪含量，而綿麥916則具有最低的粗脂肪含量?？傮w而言，不同品種之間的理化特性存在顯著差異，突顯了它們在麥芽生產中的獨特特點。

2.3 不同品種小麥淀粉及淀粉組分含量分析

研究表明，較高的總淀粉含量會提供更多的碳源供曲霉菌進行代謝，從而促進其生長和繁殖，加快發酵速度，并增加酒精和香氣化合物的產量，使得最終產品具有更濃郁的風味。糧食中的支鏈淀粉含量越高，越有利于微生物的利用，進而提高出酒率[31]。7個小麥品種的淀粉及淀粉組分分析見表2。

表2 不同品種小麥淀粉組分含量分析Table 2 Analysis of starch component contents among different wheat varieties

由表2可知，總淀粉含量最高的是綿麥907，為71.03%，最低是綿麥905，為66.56%，綿麥907、綿麥916和MR1101與綿麥902相比，總淀粉含量無顯著差異（P＞0.05）。支鏈淀粉占比最高的是綿麥902，為82.91%，最低的是MR1101，為79.43%，其余小麥品種的支鏈淀粉占比均在80%以上，其中綿麥903、綿麥905、綿麥907和綿麥161與綿麥902相比，無顯著差異（P＞0.05）。直鏈淀粉最高和最低的分別為MR1101（20.57%）和綿麥902（17.1%）。綜上所述，在7個小麥品種中，綿麥907具有較高的總淀粉含量，而綿麥905具有較低的總淀粉含量，支鏈淀粉在各品種中均占較大比例。

2.4 不同品種小麥蛋白品質比較分析

在白酒發酵的過程中，糧食中蛋白質含量的高低對于所釀白酒的質量和口感都會有一定的影響，過高的蛋白質含量可能會導致發酵過程中產生過多的氨基酸，進而增加氨基酸代謝產物的生成，對酒品口感產生不利影響。另一方面，如果蛋白質含量太低，可能會導致發酵過程中酵母菌缺少必要的氮源，影響發酵效率和產物的質量。最佳的蛋白質含量范圍會因具體的白酒類型和生產工藝而有所不同，由于綿麥902已在實際生產中獲得不錯反響，所以在這里以綿麥902的蛋白質含量數據為對照，進而與其余小麥品種比較分析。7個小麥品種的蛋白品質分析結果見表3。

表3 不同品種小麥蛋白品質比較分析Table 3 Comparative analysis of protein quality among different wheat varieties

由表3可知，綿麥903粗蛋白含量最高，為12.55%，MR1101粗蛋白含量最低，為7.92%，各品種的粗蛋白含量與綿麥902相比均呈現顯著性差異（P＜0.05）。濕面筋含量最高的是綿麥903，為25.55%，最低的為MR1101，為13.25%，除綿麥903外，其余品種與綿麥902相比，濕面筋含量均呈現顯著性差異（P＜0.05）。沉降值最高的是綿麥903，為36.58 g/L，最低的為MR1101，為15.54 g/L，各品種與綿麥902相比，沉降值均呈現顯著性差異（P＜0.05）。綜上所述，在7個小麥品種中，綿麥903的粗蛋白含量最高，與之相對，MR1101的粗蛋白含量最低。濕面筋含量和沉降值也存在品種間的差異，其中綿麥903的濕面筋含量和沉降值最高，而MR1101的濕面筋含量和沉降值最低。

2.5 不同品種小麥籽粒品質相關性分析

7種不同品種小麥籽粒品質的相關性分析結果見圖2。由圖2可知，直鏈淀粉與支鏈淀粉含量呈現極顯著的負相關性（P＜0.01），這是由于高直鏈淀粉含量會導致其快速降解，減少可利用的直鏈淀粉并降低支鏈淀粉的降解速度，相反，高支鏈淀粉含量會降低酶降解直鏈淀粉的效率。此外，濕面筋含量與直鏈淀粉呈極顯著負相關（P＜0.01），與支鏈淀粉和粗蛋白呈極顯著正相關（P＜0.01）。這是因為濕面筋的形成與淀粉和蛋白質的互相作用方式不同所致。具體來說，直鏈淀粉降解產生可溶性糖分，增加了濕面筋中蛋白質與糖分的交聯作用，從而降低濕面筋的形成；而支鏈淀粉和粗蛋白則能促進濕面筋的形成，增加了濕面筋的含量。另外，硬度指數與粗蛋白和濕面筋呈極顯著正相關（P＜0.01），這主要是由于它們對大曲發酵中微生物的生長和代謝產物的影響。類似地，粗蛋白與直鏈淀粉呈顯著負相關（P＜0.05），與支鏈淀粉呈顯著正相關（P＜0.05）。這可能是由于粗蛋白與淀粉在大曲中的來源和代謝方式不同所導致的。具體而言，當直鏈淀粉含量高時，可溶性蛋白質含量也相對較高；而當支鏈淀粉含量高時，酶需要更多時間和能量來降解，從而釋放更多可溶性蛋白質，可溶性蛋白質含量也相對較低。不過，粗脂肪與各指標之間并不存在顯著性關聯，這可能與種植環境和種植模式有關。

圖2 不同品種小麥籽粒品質的相關性分析Fig.2 Correlation analysis of grain quality among different wheat varieties

2.6 不同品種小麥籽粒品質聚類分析

將7種小麥籽粒品質數據進行聚類分析，結果見圖3。由圖3可知，7種小麥籽?？偣部煞譃?類，第一類為綿麥902、綿麥905、綿麥161和綿麥907；第二類為綿麥916和MR1101，第三類為綿麥903。與已用于生產的曲麥綿麥902相比，綿麥905、綿麥161和綿麥907在籽粒品質上更具有制曲優勢，可作為制曲候選品種。

圖3 不同品種小麥籽粒品質聚類分析Fig.3 Cluster analysis of grain quality among different wheat varieties

3 結論

在小麥加工過程中，選擇適合的小麥品種以及控制加工條件對于產品質量的保證非常重要。通過多項理化指標實驗，對四川地區的7個不同品種小麥進行了制曲性能比較。相較于基準品種綿麥902，綿麥905、綿麥161和綿麥907在多個指標上表現出了類似甚至更好的性能。聚類分析進一步證實了綿麥905、綿麥161、綿麥907和綿麥902在制曲方面具有顯著優勢。因此綿麥905、綿麥161和綿麥907是具有前景的制曲候選品種。研究結果為選擇優質曲麥品種提供了重要的理論依據和參考價值。