兩株酵母菌協(xié)同釀造黃酒的控制工藝

劉杰，傅勤峰，蔣啟海，顧杰，張云青，陳國飛（寧波阿拉釀酒有限公司，浙江寧波315800）

兩株酵母菌協(xié)同釀造黃酒的控制工藝

劉杰，傅勤峰，蔣啟海，顧杰，張云青，陳國飛（寧波阿拉釀酒有限公司，浙江寧波315800）

利用兩株酵母菌共同作為菌種制作高溫糖化酒母釀造糯米黃酒。前發(fā)酵共3 d，落罐后品溫達到30.5℃時開頭耙30 min，然后分別隔2小時開二耙、三耙各10min，以后每隔4小時開耙10min，發(fā)酵第5天～10天每天開耙10min。頭耙后0～24h溫控30℃～31℃，24h～36h溫控29℃～30℃，36h～48h溫控28℃～29℃，以后每24小時降2℃，溫度低于20℃后，按發(fā)酵質(zhì)量降溫。發(fā)酵22天后，糯米黃酒酒精度為19.4%（體積分數(shù)），總糖為1.8 g/L，總酸為5.4g/L。

黃酒；糯米；協(xié)同發(fā)酵；控制工藝

黃酒（Rice Wine）是世界三大釀造酒之一[1]，在中國特別是南方地區(qū)受到了廣泛的歡迎[2]。黃酒釀造涉及的微生物主要有霉菌、酵母菌和細菌[3]。其中，酵母菌（酒母）質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到黃酒發(fā)酵質(zhì)量和風(fēng)味的好壞[4]。

不同的酵母菌株具有不同的生物學(xué)特性和代謝特性，發(fā)酵后會影響黃酒的質(zhì)量和風(fēng)味[5]。不同酵母菌協(xié)同發(fā)酵可以克服單一酵母菌在發(fā)酵力、持久力或風(fēng)味等方面的不足，做到取長補短，進而提升釀造質(zhì)量和產(chǎn)品風(fēng)味。

溶解氧和溫度是影響黃酒發(fā)酵的重要因素。酵母菌在有氧條件下進行生長繁殖、無氧條件下進行酒精發(fā)酵[6]。發(fā)酵前期首先通過麥曲、酶制劑等糖化劑的作用為酵母菌繁殖提供足夠的碳源和氮源，并通入適量的無菌空氣以營造有氧條件。待酵母菌增殖到足夠的細胞數(shù)時，維持無氧條件進行發(fā)酵作用產(chǎn)生酒精。

溫度主要是通過影響酶的活性進而影響酵母菌活力。發(fā)酵溫度過高會加快酵母衰老，并會加快升酸性雜菌的繁殖[7]；發(fā)酵溫度過低則會造成酵母菌代謝和發(fā)酵作用不徹底[8]，在影響發(fā)酵液質(zhì)量的同時也會增加煎酒、過濾等工序的困難。

現(xiàn)對利用兩株不同的酵母菌作為菌種制作高溫糖化酒母協(xié)同釀造大罐糯米黃酒的控制工藝和參數(shù)做一簡介，以期為糯米黃酒的機械化釀造提供實際的參考。

1 材料與方法

1.1 物料

糯米：寧波鄞州梁橋米業(yè)有限公司；酒母：高溫糖化 酒母 （Saccharomyces cerevisiae ALA02，Saccharomyces cerevisiae ALA03，寧波阿拉釀酒有限公司菌種室保存）；純種曲：圓盤制曲機制生麥曲（Aspergillusoryzae M03，寧波阿拉釀酒有限公司菌種室保存）；塊曲寧波阿拉釀酒有限公司自制；α-淀粉酶：諾維信（中國）生物技術(shù)有限公司；葡糖淀粉酶：蘇州宏達制酶有限公司；釀造水：自來水經(jīng)活性炭柱過濾。

發(fā)酵罐：前發(fā)酵罐65m3、后發(fā)酵罐130m3（內(nèi)部帶有溫度計探頭，夾套可通冷凍水，底部可通無菌壓縮空氣）。

1.2 混合酒母制作方法

混合酒母采用斜面原菌-試管麥芽汁-三角瓶麥芽汁-高溫糖化酒母三級擴大培養(yǎng)的方法制作。兩株酵母菌各取一接種環(huán)原菌獨立接種于裝有30mL麥芽汁的試管中，28℃靜止培養(yǎng)22 h，然后取此30mL培養(yǎng)液分別接種于裝有2 500mL麥芽汁的三角瓶中，28℃靜止培養(yǎng)22 h。兩株酵母菌分別取2瓶三角瓶培養(yǎng)液接種于2 t糖化液（米粉、米漿水、自來水先加熱糊化，然后加麥芽、純種曲、酶制劑糖化，殺菌、冷卻至30.5℃制得糖化液，其總糖為108.2 g/L左右、氨基酸為0.17g/L左右、pH調(diào)至4.6）中，培養(yǎng)18h后投料使用。

1.3 配方和發(fā)酵控制方法

糯米黃酒投料配方見表1，確保物料均勻落罐，落罐品溫控制在25.5℃～26.5℃。

表1 糯米黃酒投料配方Table1 Feeding formula of glutinous rice wine

采用釀酒發(fā)酵工藝生產(chǎn)自控系統(tǒng)（可實現(xiàn)定時通氣開耙和自動溫控）進行發(fā)酵控制。

1.4 理化指標測定

總糖、總酸采用滴定法測定，酒精度采用蒸餾法測定[9]。

2 結(jié)果與分析

通過前期釀造試驗可知，Saccharomyces cerevisiae ALA02具有前2天反應(yīng)較快但持久力弱的特點，Saccharomyces cerevisiae ALA03具有代謝緩慢但持久力強的特點，兩株酵母菌單獨使用均會增加釀造的風(fēng)險，因此將兩株酵母菌混合作為菌種制作高溫糖化酒母以提升黃酒的發(fā)酵質(zhì)量和安全性。兩株酵母菌在糖化液中適應(yīng)一段時間后將各自占有一定的生態(tài)位、增殖到一定數(shù)目，共同參與到發(fā)酵作用中。

發(fā)酵開頭耙時間是機械化大罐黃酒釀造的關(guān)鍵。過早開耙，酵母菌增殖會因糖化時間不夠而缺少碳源、氮源；過晚開耙，溶解氧不足、高濃度CO2、高滲透壓以及高溫等逆境都會加快酵母菌的衰老。而黃酒釀造是霉菌、酵母菌和細菌協(xié)同作用的結(jié)果，上述兩種情況均會造成酵母菌在與雜菌競爭過程中處于不利的地位，從而造成酸敗現(xiàn)象的發(fā)生。糯米黃酒落罐后9 h左右品溫達到30.5℃，此時要通入無菌壓縮空氣開頭耙，頭耙時間30min，然后分別隔2小時再開二耙、三耙各10min，以后每隔4小時開耙10min，發(fā)酵5 d～10 d每天下午開耙10min，10 d后不再開耙。

糯米黃酒發(fā)酵溫控曲線見圖1。

圖1 糯米黃酒發(fā)酵溫控曲線Fig.1 The temperature curve of fermentation of glutinous rice wine

開頭耙期間溫控不高于31.5℃，頭耙開通后0～24 h溫控30℃～31℃，24 h～36 h溫控29℃～30℃，36 h～48h溫控28℃～29℃，以后每24小時降2℃，溫度低于20℃后，按發(fā)酵質(zhì)量進行降溫。

黃酒釀造是一個糖化和發(fā)酵同時進行的過程。糯米黃酒總糖變化曲線見圖2。

圖2 糯米黃酒總糖變化曲線Fig.2 The total sugar curve of glutinous rice wine

由圖2可以看出，隨著時間的進行，總糖濃度先上升后下降，最后趨于平緩。投料落罐后，麥曲中各種糖化酶系、蛋白酶系和添加的酶制劑共同作用于原料，產(chǎn)生糊精、二糖、單糖和氨基酸等，此時在醪液中還存在少量落罐時帶入的溶解氧，酵母菌將會進行同化增殖，但糖化速度遠大于酵母菌同化和代謝可發(fā)酵性糖產(chǎn)生酒精的速度，因此落罐后總糖濃度逐漸升高；開耙后隨著新鮮氧氣的進入，酵母菌增殖速度加快，并代謝可發(fā)酵性糖產(chǎn)生大量酒精，總糖濃度逐漸下降，7 d以后總糖濃度降至8.0 g/L以下。主反應(yīng)期間已經(jīng)降解了大部分淀粉為可發(fā)酵性糖供酵母菌利用，酵母菌也會在高濃度酒精的條件下衰老甚至自溶，因此其發(fā)酵速率變慢，后期總糖濃度基本保持穩(wěn)定。

糯米黃酒酒精度變化曲線見圖3。

圖3 糯米黃酒酒精度變化曲線Fig.3 The alcohol content curve of glutinous rice wine

可發(fā)酵性糖在無氧條件下通過酵母細胞內(nèi)酒化酶系的作用產(chǎn)生酒精和CO2，酒精度前7天增加最快，第7天達到16.6%（體積分數(shù)），以后會因為酒精的反饋調(diào)節(jié)和酵母菌衰老使產(chǎn)酒精速率逐漸變慢。

酸是黃酒的風(fēng)味來源之一[10]。糯米黃酒總酸變化曲線見圖4。

圖4 糯米黃酒總酸變化曲線Fig.4 The total acid curve of glutinous rice wine

發(fā)酵過程中細菌（乳酸桿菌）大量增殖后與酵母菌、霉菌一起進行產(chǎn)酸代謝，發(fā)酵第7天總酸濃度逐漸上升至4.6 g/L，之后因為高濃度酒精的抑制作用、發(fā)酵品溫降低而使細菌的代謝減弱以及酒體中醇、酸、酯之間的緩慢轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致后期總酸濃度基本穩(wěn)定。

發(fā)酵第7天開始品溫會降到20℃以下，此時醪液中還存在有殘余淀粉和可發(fā)酵性糖，并且在麥曲和酶制劑的作用下還會繼續(xù)糖化，酵母菌也會繼續(xù)利用葡萄糖等可發(fā)酵性糖產(chǎn)生酒精，因此發(fā)酵7天后，繼續(xù)維持醪液品溫在16℃～20℃之間，以便實現(xiàn)充分發(fā)酵、提高出酒率。

與以往大罐糯米黃酒釀造時品溫低于20℃直接通冷凍水降溫至15℃以下相比，溫度保持在16℃～20℃較長時間還可以加速酵母細胞衰老并自溶，產(chǎn)生的蛋白酶可降解發(fā)酵液中的蛋白質(zhì)，從而提高清酒中的氨基酸濃度、并減輕煎酒時產(chǎn)生的多泡現(xiàn)象[8]。

車間采用此工藝釀造了28罐糯米黃酒，釀造質(zhì)量穩(wěn)定，基酒中氨基酸濃度為0.62 g/L左右。

3 結(jié)論

利用兩株酵母菌等比例混合作為菌種制作高溫糖化酒母釀造大罐糯米黃酒。前發(fā)酵共3 d，落罐后品溫達到30.5℃時開頭耙30min，然后分別隔2小時開二耙、三耙各10min，以后每隔4 h開耙10min，發(fā)酵5 d～10 d每天開耙10min，10 d后不再開耙。頭耙后0～24 h溫控30℃～31℃，24 h～36 h溫控29℃～30℃，36 h～48 h溫控28℃～29℃，以后每24小時降2℃，溫度低于20℃后，按發(fā)酵質(zhì)量降溫。

發(fā)酵22天后，糯米黃酒酒精度為19.4%（體積分數(shù)），總糖為1.8g/L，總酸為5.4g/L，車間大生產(chǎn)的實際結(jié)果表明采用此種工藝釀造的基酒質(zhì)量穩(wěn)定、氨基酸濃度高，為機械化大罐糯米黃酒的釀造提供了實際的參考。

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[2] Liu F,He Y,Wang L,et al.Feasibility of the use of visible and near infrared spectroscopy to assess soluble solids content and pH of rice wines[J].Journal of food engineering,2007(83):430-435

[3]毛青鐘.黃酒生產(chǎn)特點的探討[J].釀酒科技,2005(1):67-67

[4] 謝廣發(fā).新工藝酒母在傳統(tǒng)工藝黃酒中的應(yīng)用中試[J].食品工業(yè)科技,2001,22(1):72-73

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[6] 毛青鐘.關(guān)于黃酒發(fā)酵過程中成分變化的探討[J].中國釀造, 2004(12):1-5

[7]汪建國,汪琦.黃酒醪酸敗原因分析及預(yù)防措施[J].中國釀造, 2005(8):36-39

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[9] 全國食品工業(yè)標準化技術(shù)委員會釀酒分技術(shù)委員會.GB/T 13662-2008黃酒[S].北京:中國標準出版社,2008

[10]馮德明,朱長俊,王玉潔,等.黃酒發(fā)酵過程中乳酸含量分析及變化規(guī)律的研究[J].中國釀造,2009(7):158-160

Control Techniques of Cooperative Fermentation of Rice Wine by Two Strains of Saccharomyces cerevisiae

LIU Jie，F(xiàn)U Qin-feng，JIANG Qi-hai，GU Jie，ZHANG Yun-qing，CHEN Guo-fei
（Ningbo Ala Rice Wine Co.，Ltd.，Ningbo 315800，Zhejiang，China）

Glutinous rice wine was brewed by a cooperative fermentation method of high-temperature saccharification yeast using two strains of Saccharomyces cerevisiae.The primary fermentation periods were 3 days. Initial 30 min aeration was acted when the temperature reached 30.5℃，and then following two 10min-aeration every2 h.Then 10 min aeration was acted every4h.After that10min aeration was acted every day from the5th to 10th day during fermentation.The temperature was controlled 30℃to 31℃during 0-24 h after initial aeration，29℃-30℃during 24 h-36 h，28℃-29℃during 36 h-48 h，and then following a 2℃drop within 24 h.The temperature drop depended on the fermentation quality when it was below20℃.The alcohol content，total sugar and total acid of glutinous rice wine were19.4%（v/v），1.8g/Land5.4g/Lafter 22 days fermentation，respectively.

rice wine；glutinous rice；cooperative fermentation；control techniques

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.01.021

2013-12-10

劉杰（1985—），男（漢），助理工程師，碩士，主要從事黃酒釀造技術(shù)的研究工作。