郎定常，何翠容，李萬(wàn)群，韋 杰，蘭小琴，袁松林

（1.四川省酒類科研所，四川成都 610017；2.宜賓金喜來(lái)酒業(yè)有限公司，四川宜賓 644103；3.四川省宜賓竹海酒業(yè)有限公司，四川宜賓 644304）

釀酒輔料主要是指固態(tài)法白酒生產(chǎn)中用于輔助發(fā)酵及蒸餾的填充劑和膨松劑[1]，輔料中含有較多剛性的纖維素，具有較好的支撐作用[2]，生產(chǎn)中主要利用輔料的物理特性，使酒醅更有骨架感和具有適當(dāng)?shù)氖杷啥扰c含氧量，同時(shí)具有增加界面、調(diào)整酒醅淀粉濃度、沖淡酸度、吸收酒精和保持漿水的作用，使蒸煮、糖化發(fā)酵和蒸餾能順利進(jìn)行，利于酒醅的正常升溫[3]。稻殼又稱礱糠，系稻谷在加工大米時(shí)脫下的外殼，主要由外穎、內(nèi)穎、下護(hù)穎、上護(hù)穎和小穗軸組成[4]（圖1），具有硬度大、韌性強(qiáng)、性質(zhì)穩(wěn)定的物理特性，加之來(lái)源廣、成本低，是中國(guó)白酒特別是濃香型固態(tài)法白酒釀造中普遍使用的輔料，用量占投料量的17 %～26 %，其品質(zhì)優(yōu)劣直接影響窖內(nèi)發(fā)酵和基酒口感。目前，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)稻殼質(zhì)量檢驗(yàn)方法及標(biāo)準(zhǔn)基本沒(méi)有。在實(shí)際生產(chǎn)中，稻殼品質(zhì)控制完全依靠現(xiàn)場(chǎng)操作工人的手感和聞香決定，這種方法具有極強(qiáng)的主觀片面性[5]。模糊綜合評(píng)價(jià)法是一種基于模糊數(shù)學(xué)理論的綜合評(píng)價(jià)方法，該方法通過(guò)將所采集的影響結(jié)果評(píng)價(jià)的因素?cái)?shù)據(jù)組織成模糊化單元，將模糊化單元輸入到模糊邏輯系統(tǒng)，通過(guò)一系列模糊隸屬度函數(shù)運(yùn)算將輸入數(shù)據(jù)映射為分析結(jié)果，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論把定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)，具有結(jié)果清晰、系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn)[6]。顏色、氣味、夾雜物、20 目篩下物、水分、容重、骨力、吸水量、松緊度、果膠含量及多縮戊糖含量等是評(píng)價(jià)稻殼品質(zhì)的重要因素，其中，顏色和氣味可綜合反映出稻殼的新鮮度，夾雜物可體現(xiàn)稻殼的潔凈度，20目篩下物、容重與骨力用于綜合評(píng)價(jià)稻殼在糟醅中的骨架感和疏松度。本研究結(jié)合釀酒企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，基于直觀簡(jiǎn)便、快速實(shí)用及便于生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的原則，將感官、夾雜物、20 目篩下物、容重和骨力作為釀酒輔料稻殼品質(zhì)評(píng)價(jià)的五因素（U=（U1 感官，U2夾雜物，U3 20 目篩下物，U4 容重，U5 骨力）），建立一種快速評(píng)價(jià)稻殼品質(zhì)的模糊數(shù)學(xué)模型，通過(guò)模型結(jié)果將稻殼進(jìn)行三等級(jí)劃分，為釀酒企業(yè)提供一種客觀準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單實(shí)用的稻殼品質(zhì)評(píng)價(jià)方法。

圖1 稻殼組織結(jié)構(gòu)剖面圖

1 材料與方法

1.1 材料、儀器

稻殼樣品：試樣準(zhǔn)備參考GB 5491—1985 糧食、油料檢驗(yàn)扦樣、分樣法。

試驗(yàn)器具：廣口瓶；恒溫水浴鍋；天平（感量0.01 g，0.0001 g）；1.0 mm圓孔分樣篩；干燥器；500 mL量筒；1 kg砝碼（或其他代替工具）；鑷子。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 感官

顏色：取5～10 g去除夾雜物的稻殼樣品，在潔凈白紙上均勻鋪開(kāi)，在自然光線下仔細(xì)觀察樣品的整體顏色和色澤。對(duì)色澤不易鑒定的取20 g 樣品，在貼有黑紙的平板（20 cm×40 cm）上均勻地?cái)偝?5 cm×20 cm 的薄層，在自然光線下仔細(xì)觀察樣品整體顏色和光澤。

氣味：取5～10 g去除夾雜物的稻殼樣品，放在手掌中用拳頭攥握20 s 提高樣品溫度，立即嗅聞其氣味。對(duì)氣味不易鑒定的樣品，分取10 g 樣品，放入廣口瓶，置于60～70 ℃的水浴鍋中，蓋上瓶塞，保溫8～10 min，開(kāi)蓋嗅辨氣味。

1.2.2 夾雜物（I）

準(zhǔn)確稱取50 g（精確至0.01 g）稻殼樣品，用鑷子從樣品中挑出肉眼可見(jiàn)夾雜物，包括玻璃、金屬、穗梗、繩線、泥石、昆蟲(chóng)體等，稱重為m1（精確至0.01 g）。

1.2.3 20目篩下物（B）

準(zhǔn)確稱取50 g（精確至0.01 g）去除夾雜物稻殼樣品，倒入20 目分樣篩，蓋好篩蓋。將篩放在光滑的桌面，用雙手以110～120 次/min 的速度，按順時(shí)針?lè)较蚝湍鏁r(shí)針?lè)较蚋骱Y動(dòng)一定時(shí)間，篩動(dòng)范圍掌握在篩直徑擴(kuò)大8～10 cm，篩后靜置10 s，篩下物稱重為m2（精確至0.01 g），卡在篩層間的顆粒屬于篩上物。

1.2.4 容重（D）

取潔凈的500 mL量筒置于天平上去皮歸零，將去除夾雜物的稻殼樣品緩慢裝入500 mL量筒，讓稻殼自然落下，裝至500 mL刻度線處，停止裝樣，稱重為m3。

容重（kg/m3）=m3×2

1.2.5 骨力（V）

本研究中的骨力指一定體積稻殼的總硬度和總彈性，用500 cm3稻殼在外力作用下的最大體積形變量和撤去外力后的體積回復(fù)形變量表征，以評(píng)價(jià)稻殼在酒醅中的支撐作用與疏松作用。將稻殼樣品緩慢裝入500 mL量筒，讓稻殼自然落下，裝至500 mL刻度線處，停止裝樣，在稻殼表面放入1 kg 的砝碼，記錄稻殼體積形變量V1（cm3），撤去砝碼，記錄稻殼體積回復(fù)形變量V2（cm3），綜合V1、V2評(píng)價(jià)稻殼骨力[7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 20目篩下物檢測(cè)中篩分時(shí)間的確定

稻谷在進(jìn)行機(jī)械剝殼時(shí)，形成一定形狀的自然殼瓣，稻殼作為釀酒輔料，相對(duì)其他輔料具有良好的吸水性和骨力，實(shí)際生產(chǎn)中通常以2～4 瓣的粗殼（長(zhǎng)5～10 mm，寬1.0～3.0 mm）為佳，不用細(xì)殼。本研究中的20 目篩下物檢測(cè)主要用于考察稻殼中對(duì)糟醅起主要支撐和疏松作用的無(wú)貢獻(xiàn)部分所占比例，篩分時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)20 目篩下物檢測(cè)結(jié)果影響較大，因此，本研究對(duì)不同篩分時(shí)間的20 目篩下物進(jìn)行了對(duì)比（見(jiàn)表1）。

由表1可知，當(dāng)篩分時(shí)間為20 s時(shí)，篩下物多為細(xì)小物，在支撐和疏松糟醅方面幾乎無(wú)貢獻(xiàn)，隨篩分時(shí)間的延長(zhǎng)，篩下物含量增加，對(duì)糟醅起支撐和疏松作用的部分有效殼瓣被篩下。因此，本研究中20目篩下物檢測(cè)時(shí)采用的篩分時(shí)間為20 s，見(jiàn)圖2。

表1 不同篩分時(shí)間下20目篩下物的含量

圖2 不同篩分時(shí)間下20目篩下物外觀

2.2 不同企業(yè)稻殼的檢測(cè)結(jié)果

按1.2所述檢測(cè)方法，對(duì)5家白酒生產(chǎn)企業(yè)采購(gòu)稻殼的感官、夾雜物、20 目篩下物、容重、骨力指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表2。

稻殼顏色主要與水稻品種有關(guān)，一般呈黃色和金黃色，也有呈黃褐色和棕紅色等。由表2可知，本研究中5家企業(yè)采購(gòu)的稻殼顏色金黃，氣味純正，色澤和氣味無(wú)顯著性差異；5 個(gè)樣品中的夾雜物多為稻葉、穗梗和少量繩線，無(wú)玻璃、金屬、泥石、昆蟲(chóng)體等，夾雜物含量均低于0.2%，符合《白酒生產(chǎn)技術(shù)全書(shū)》中雜物不高于0.2%的要求[8]；20 目篩下物用于考察稻殼中對(duì)糟醅起主要支撐和疏松作用的無(wú)貢獻(xiàn)部分所占比例，5 家白酒企業(yè)稻殼樣品篩下物含量表現(xiàn)為A＞B＞E＞D＞C；稻殼具有容重小的物理特點(diǎn)，容重主要與稻殼夾雜物、粗細(xì)度、水分、散落系數(shù)等相關(guān)，5 家白酒生產(chǎn)企業(yè)采購(gòu)的稻殼容重在104～111 kg/m3范圍，差異較??；骨力大小直接關(guān)系到稻殼所能調(diào)節(jié)的酒醅含水量和含氧量，5 家企業(yè)采購(gòu)的稻殼，表征骨力值的V1、V2分別在20～45 cm3和10～20 cm3范圍，差異性較大，其中B企業(yè)采購(gòu)稻殼骨力值最大，E企業(yè)采購(gòu)稻殼骨力值最小。綜上，5家白酒生產(chǎn)企業(yè)采購(gòu)稻殼的感官、夾雜物、20目篩下物、容重與骨力指標(biāo)在評(píng)價(jià)稻殼品質(zhì)時(shí)的指向性不完全一致，5個(gè)指標(biāo)對(duì)稻殼品質(zhì)的影響程度不同，當(dāng)各指標(biāo)的指向性不一致使得結(jié)果具有不確定性時(shí)，需確定各指標(biāo)對(duì)稻殼品質(zhì)的影響權(quán)重，建立系統(tǒng)的稻殼品質(zhì)評(píng)價(jià)方法以明確稻殼質(zhì)量等級(jí)，對(duì)稻殼品質(zhì)進(jìn)行客觀科學(xué)的綜合評(píng)價(jià)。因此，本研究引入模糊綜合評(píng)價(jià)法，利用模糊數(shù)學(xué)對(duì)受到多因素影響的對(duì)象做出明確的總體評(píng)價(jià)，較好地解決稻殼品質(zhì)評(píng)價(jià)時(shí)的不確定性問(wèn)題。

表2 稻殼檢測(cè)結(jié)果

表3 稻殼評(píng)價(jià)因素評(píng)分表

表4 稻殼品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參照表

2.3 建立評(píng)價(jià)方法模型

2.3.1 確定評(píng)價(jià)因素權(quán)重系數(shù)

各評(píng)價(jià)因素對(duì)稻殼品質(zhì)的影響程度不同，為了對(duì)稻殼品質(zhì)進(jìn)行客觀科學(xué)的評(píng)價(jià)，需確定各因素對(duì)稻殼品質(zhì)的影響權(quán)重。選取10 名經(jīng)驗(yàn)豐富的釀酒師作為評(píng)價(jià)人員，按照“0～4 評(píng)分法”對(duì)稻殼品質(zhì)評(píng)價(jià)因素的重要性進(jìn)行打分，各評(píng)價(jià)因素得分與所有評(píng)價(jià)因素總分的比值即為該評(píng)價(jià)因素的權(quán)重系數(shù)。評(píng)價(jià)因素評(píng)分如表3 所示，各評(píng)價(jià)因素的權(quán)重值分別為X=（X感官=0.11，X夾雜物=0.17，X20目篩下物=0.24，X容重=0.20，X骨力=0.28）。

2.3.2 確定稻殼品質(zhì)評(píng)價(jià)等級(jí)

按1.2所述檢測(cè)方法，對(duì)大量稻殼樣品進(jìn)行五因素檢測(cè)，建立稻殼品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參照表（表4）。選取20位經(jīng)驗(yàn)豐富的釀酒師，按照表4所述評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)待鑒評(píng)樣品進(jìn)行質(zhì)量等級(jí)評(píng)定，共分為3 個(gè)質(zhì)量等級(jí)，即n=（優(yōu)良，中等，較差），統(tǒng)計(jì)對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)因素評(píng)定結(jié)果的相應(yīng)人數(shù)，如表5所示。

表5 稻殼質(zhì)量等級(jí)評(píng)定表

2.3.3 確定模糊隸屬度函數(shù)

以稻殼質(zhì)量等級(jí)評(píng)定表（表5）為基礎(chǔ)，構(gòu)建模糊隸屬度函數(shù)R：

2.3.4 綜合評(píng)價(jià)矩陣構(gòu)建與加權(quán)計(jì)算

根據(jù)評(píng)價(jià)因素權(quán)重系數(shù)（X）與模糊隸屬度函數(shù)（R）構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)矩陣Y，對(duì)5個(gè)評(píng)價(jià)因素的隸屬度進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，即Y=（Y1，Y2，Y3）=X×R=（X感官=0.11，X夾雜物=0.17，X20目篩下物=0.24，X容重=0.20，X骨力=0.28）×，模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣Y 中最大值Ymax所對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)等級(jí)即為模糊綜合評(píng)價(jià)的最終結(jié)果。

2.3.5 基于模糊綜合評(píng)價(jià)法的稻殼品質(zhì)評(píng)價(jià)應(yīng)用

根據(jù)5家白酒企業(yè)稻殼樣品檢測(cè)結(jié)果（表2），按照表4所述評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)5家白酒企業(yè)稻殼進(jìn)行質(zhì)量等級(jí)評(píng)定，結(jié)果如表6所示。

表6 5家白酒企業(yè)稻殼樣品品質(zhì)評(píng)定結(jié)果

經(jīng)過(guò)模糊綜合評(píng)價(jià)分析，YA=（0.255，0.529，0.216），YB=（0.549，0.451，0），YC=（1，0，0），YD=（0.7945，0.0555，0.15），YE=（0.509，0.463，0.028），A企業(yè)稻殼樣品品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果為中等，B 企業(yè)、C 企業(yè)、D 企業(yè)、E 企業(yè)稻殼樣品品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果均為優(yōu)良。

3 結(jié)語(yǔ)

本研究將感官、夾雜物、20目篩下物、容重和骨力作為稻殼的品質(zhì)評(píng)價(jià)因素，建立了五因素檢測(cè)方法，根據(jù)“0～4評(píng)分法”確定模型中感官、夾雜物、20目篩下物、容重和骨力5 個(gè)評(píng)價(jià)因素的權(quán)重系數(shù)分別為0.11、0.17、0.24、0.20 和0.28，建立了一種客觀準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單實(shí)用的釀酒輔料稻殼品質(zhì)的模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型，通過(guò)模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果將稻殼劃分為優(yōu)良、中等、較差3個(gè)質(zhì)量等級(jí)，運(yùn)用該模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)5個(gè)白酒生產(chǎn)企業(yè)采購(gòu)的釀酒輔料稻殼進(jìn)行評(píng)價(jià)，A企業(yè)稻殼樣品品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果為中等，B 企業(yè)、C 企業(yè)、D 企業(yè)、E 企業(yè)稻殼樣品品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果均為優(yōu)良。