Thermodynamic Mechanisms of Flavor Evolution in High-Temperature Daqu Driven by Mold Size Variations
本研究表明，高温大曲中曲块的尺寸主要通过大型曲块在长时间热机制驱动下的非酶促美拉德反应的热力学调节来影响香气品质，而非通过直接的微生物演替。
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在中国的白酒世界中，一种被称为“酱香型”的风格占据着举足轻重的地位。在众多的品种中，酱香型以其复杂、醇厚的浓郁香气而脱颖而出，被视为高端类别。创造这种独特风味的秘密不仅在于谷物或水，更在于一种关键的启动原料——大曲。大曲是一种发酵的小麦块，它像是一个活着的微生物和酶的图书馆，是实现谷物向酒精转化的核心。制作高质量的大曲需要对热量和时间进行精细的平衡，这一过程传统上是通过将小麦塑造成砖块并在受控的房间内进行发能发酵来完成的。世世代代以来，酿酒厂一直使用不同尺寸的模具来制作这些砖块，从小型、紧凑的块状到大型、沉重的块状不等。虽然原材料和基本配方保持不变，但砖块的物理尺寸长期以来一直是酿酒师根据传统或地方习俗进行调整的变量，而他们并未完全理解模具本身的大小是如何改变烈酒最终风味的。
来自湖北科技学院的研究团队致力于揭示这种变化背后的隐藏机制。他们想知道，用于压制小麦砖的模具大小是否真的会改变大曲的质量，以及如果是这样，究竟是砖块内部居住的不同类型的微生物，还是发酵过程中的物理条件驱动了这种差异。为了找到答案，他们进行了一项对照实验，在同一天制作了两批大曲，使用的是完全相同的破碎小麦和水。其中一批被压入大型模具，制成的砖块重量约为10公斤；而另一批则压入小型模具，制成的砖块重量约为7公斤。两组砖块随后被放置在同一个发酵室中，并接受了完全一致的照料，包括相同的翻堆和开窗时间表，总计持续46天。
随着发酵的开始，研究人员监测了砖块内部及周围空气的温度和湿度。他们发现，砖块的大小决定了热量如何在材料中移动。较小的砖块升温和降温都很快，能迅速对室内的空气做出反应。相比之下，较大的砖块起到了热缓冲器的作用；它们升温较慢，但能更长时间地保持内部热量。虽然两类砖块都达到了相似的峰值温度，但大砖块在50摄士度以上维持了15天，而小砖块在仅13天后就降至该阈值以下。这多出的两天持续高温，成为了这个故事中最关键的因素。
研究人员随后观察了砖块内部的细菌和真菌群落如何应对这些不同的环境。他们发现，无论是在大砖块还是小砖块中，细菌群落都非常相似，没有表现出基于模具大小的显著变化。然而，真菌群落确实表现出了一些差异。较小的砖块拥有更高含量的两种特定嗜热真菌，即曲霉属（Aspergillus）和拟黑曲霉属（Rasamsonia）。人们可能会认为这些额外的真菌是导致风味变化的理由，但数据却讲述了一个不同的故事。当科学家将这些真菌的丰度与香气的化学成分进行比较时，发现两者之间并没有直接联系。小砖块中更多真菌的存在，并不与两组之间不同的特定香味化合物相关联。
相反，风味的差异来自于一个无需生物参与的化学过程。研究人员使用灵敏的电子鼻来嗅探大曲释放的挥发性化合物。经历过那额外两天强烈热量的的大砖块，产生了更加丰富的芳香化合物，尤其是那些赋予烈酒特征性的烘焙感、酱香感的化合物。这些化合物是通过糖类和蛋白质之间的化学反应产生的，这种反应在高温下会迅速加速。因为大砖块保持热量的时长更久，它们为这种非生物反应的彻底进行提供了必要的能量和时间。而较小的砖块由于冷却得更快，根本没有足够的时间来产生同样深度的复杂香气。
研究结论指出，模具的大小主要通过物理而非生物的方式影响大曲的风味。通过改变砖块的尺寸，酿酒师改变了发酵的热历史，进而驱动了创造最终风味特征的化学反应。砖块内部的活体微生物基本保持稳定，似乎并不是驱动香气差异的主要因素。这一发现为行业提供了一条清晰的科学路径：如果目标是最大化酱香型白酒那种浓郁、复杂的香气，那么使用能够长时间保持热量的较大模具，比依赖于那些在较小、冷却较快砖块中生长的特定真菌类型，是更为有效的策略。事实证明，烈酒的品质往往取决于热量被允许发挥作用的时长，而大规模模具生产的大曲样本展现出了更卓越的风味品质。
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