Thermodynamic Mechanisms of Flavor Evolution in High-Temperature Daqu Driven by Mold Size Variations
本研究は、高温大曲の生産における麹の寸法が、微生物の遷移を直接介するのではなく、大型の塊における長時間の熱的レジームによって駆動される非酵素的なメイラード反応の熱力学的変調を通じて、主に香りの品質に影響を与えることを明らかにしている。
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中国の蒸留酒の世界において、白酒（バイジュウ）と呼ばれる飲み物は、深い歴史的重要性とし、計り知れない経済力を保持しています。その多くの種類の中でも、醤香型（ジャンシャン・スタイル）は、複雑で芳醇な香りで珍重されるプレミアムなカテゴリーとして際立っています。この独特な風味を生み出す秘密は、穀物や水にあるだけでなく、「大曲（ダックゥ）」と呼ばれる極めて重要なスターター原料にあります。これは発酵した小麦の塊であり、穀物をアルコールへと変えるために不可欠な、微生物と酵素の「生きた図書館」として機能します。高品質な大曲を作るには、熱と時間の繊微なバランスが必要であり、伝統的には小麦をレンガ状に成形し、管理された部屋で発酵させるプロセスによって管理されてきました。何世代にもわたり、蒸留所は大小さまざまな型の金型を用いてこれらのレンガを形成してきました。原料と基本的なレシピは同じままですが、レンガの物理的な寸法は、伝統や地元の慣習に基づいて醸造家が調整してきた変数であり、型自体のサイズがスピリッツの最終的な風味をどのように変化させるかについては、完全には理解されていませんでした。
湖北芸術科学大学の研究チームは、この差異の背後にある隠れたメカニズムを解明するために調査を開始しました。彼らは、小麦レンガをプレスする際に使用する型のサイズが、実際に大曲の品質を変化させるのか、そしてもしそうであれば、レンガの中に生息する異なる種類の微生物によるものなのか、それとも発酵の物理的条件がその違いを駆動しているのかを知りたいと考えました。答えを見つけるために、彼らはコントロール実験を実施しました。全く同じロットの砕いた小麦と水を使用し、同じ日に2つのバッチの大曲を作りました。一方のバッチは大きな型にプレスされ、重量は約10キログラムのレンガとなりました。もう一方は小さな型にプレスされ、重量は約7キログラムのレンガとなりました。両方のレンガは、レンガをひっくり返したり窓を開けたりするスケジュールを含め、同一の管理下で同じ発酵室に入れられ、合計46日間にわたって管理されました。
発酵が始まると同時に、研究者たちはレンガの内部と周囲の空気の温度と湿度を監視しました。彼らは、レンガのサイズが材料内での熱の移動を決定することを発見しました。小さなレンガは熱が上がりやすく、また冷めるのも速く、室内の空気に素早く反応しました。対照的に、大きなレンガは熱の緩衝材として機能しました。熱が上がるのは遅いものの、内部の熱をはるかに長い間保持したのです。両方のタイプのレンガが同様のピーク温度に達した一方で、大きなレンガは50度を超える状態を15日間維持しましたが、小さなレンガはわずか13日でその閾値を下回りました。この2日間の持続的な高温の差が、物語における最も決定的な要因であることが判明しました。
次に、研究者たちはレンガの内部を調べ、細菌と真菌の生存コミュニティがこれらの異なる環境にどのように反応するかを確認しました。彼らは、細菌のコミュニティは大小どちらのレンガでも極めて類似しており、型のサイズによる有意な変化は見られないことを発見しました。しかし、真菌のコミュニティにはいくつかの違いが見られました。小さなレンガには、アスペルギルス（Aspergillus）やラソンソニア（Rasamsonia）として知られる、これら2種類の好熱性真菌が多く存在していました。これらの余剰な真菌が風味の変化の理由であると推測されるかもしれませんが、データは異なる物語を語っていました。科学者たちがこれらの真菌の存在量と香りの化学組成を比較したところ、それらの間に直接的な関連性は認められませんでした。小さなレンガにおける真菌の多さは、両グループ間で異なっていた特定の香気成分とは相関していなかったのです。
むしろ、風味の違いは、生物の助けを借りずに起こる化学プロセスに由来していました。研究者たちは、電子鼻（e-nose）を使用して、大曲から放出される揮発性化合物による「香り」を分析しました。その結果、激しい熱にさらされた時間を長く過ごした大きなレンガは、より豊かな種類の芳香化合物、特にスピリッツの特徴である香ばしく、ソースのような香りを与える化合物を生成していました。これらの化合物は、高温下で急速に加速する糖類とタンパク質の間の化学反応によって生成されます。大きなレンガは熱をより長く保持したため、この非生物的な反応が完遂されるために必要なエネルギーと時間を供給したのです。冷却が早かった小さなレンガは、これほど深く複雑な香りを生成するための十分な時間を持ち合わせていませんでした。
本研究は、大曲の風味に影響を与えるのは、主に生物学ではなく物理学によるものであると結論付けました。レンガの寸法を変えることで、蒸造家は発酵の熱履歴を変え、それが最終的な風味のプロファイルを形成する化学反応を駆動するのです。レンガ内の生きた微生物は概ね安定しており、芳香の違いの主な要因ではないようです。この知見は、業界に対して明確な科学的道筋を提供しています。もし、醤香型白酒の豊かで複雑な香りを最大化することが目的ならば、小さな、より早く冷却されるレンガに生息する特定の種類の真菌に頼るよりも、熱を長時間保持する大きな型を使用することの方が、より効果的な戦略であるということです。スピリッツの品質は、結局のところ、熱をどれだけの時間作用させるかにかかっており、大規模な型は、優れた風味の質を示す大曲サンプルを生み出すのです。
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