薏米糯米黃酒釀造工藝條件的研究

楊祖滔，吳天祥*，朱思潔，黃　忠

（貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院，貴州貴陽550025）

薏米糯米黃酒釀造工藝條件的研究

楊祖滔，吳天祥*，朱思潔，黃忠

（貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院，貴州貴陽550025）

以薏米、糯米為主要原料進行液態(tài)發(fā)酵薏米糯米黃酒的研制，采用總糖、總酸含量與酒精度為考察指標，結(jié)合感官評價，通過單因素及正交試驗，確定了薏米黃酒釀造的最佳發(fā)酵條件：料水比1∶2.5（g∶m L）、耐高溫α-淀粉酶添加量0.4%、糖化酶添加量1.00%、活性干酵母添加量0.15%、主發(fā)酵溫度29℃、主發(fā)酵時間7 d。在該工藝條件下，研制得到薏米糯米黃酒香味清幽、口感醇和、色澤橙黃帶有琥珀色，感官評分為77.8分。

薏米；糯米；黃酒；釀造工藝

薏米又稱薏仁、苡米等，俗稱“藥王米”、“回回米”、“六谷米”等［1］。薏米的蛋白質(zhì)含量達到18%～21%、脂肪4%～6%、碳水化合物79.2%，含有多種維生素（尤其是B族維生素）和人體所需的氨基酸及礦物質(zhì)等，營養(yǎng)非常豐富［2］。薏米中的薏苡素、薏苡酯、薏苡內(nèi)酯及其特有的三萜類化合物等保健因子，具有利尿、消食、鎮(zhèn)痛、降血糖、美容、潤膚、消腫、防止高血壓、抗疲勞等功效。在我國用薏米驅(qū)溫治病已有4 000多年的歷史，是老少皆益的保健食品［3］?？蒲腥藛T對薏米黃酒進行了相關(guān)研究，李珊等［4］通過小鼠實驗得出薏米黃酒對機體免疫和腸道功能有一定得調(diào)節(jié)作用。吳海等［5］通過小鼠實驗對薏米黃酒進行了急性毒性研究，評價薏米酒的食用安全性，實驗檢測結(jié)果表明，薏米黃酒無毒，為薏米黃酒的應(yīng)用提供了毒理學(xué)依據(jù)。

目前研究薏米酒的相關(guān)資料尚少，主要采用傳統(tǒng)的蒸餾工藝，其對薏米的營養(yǎng)及藥用價值破壞極大。郭克娜等［6］對薏米酒發(fā)酵前淀粉的液化和糖化條件、薏米酒發(fā)酵菌種及發(fā)酵條件等進行了優(yōu)化。吳素萍［7］以糯米和薏米為主料，白糖和甜酒曲為輔料，運用半固態(tài)發(fā)酵工藝釀制的薏米醪糟酒酒香濃郁，且呈白色有光澤。祝冬青等［8］以葛根、玉米、糯米為主要原料，得到風(fēng)味獨特、具有一定保健作用的葛根保健黃酒。梁香等［9］從黃酒曲中篩選出高活性酵母菌株M-16，縮短了黃酒的發(fā)酵周期。趙春燕等［10］以玉米碴為原料，分別選用UV-48黑曲霉和啤酒酵母為發(fā)酵菌種，得到色澤金黃、清澈透明、口感醇和、香氣濃郁的黃酒。張敏等［11］采用多酶法釀造黃酒減少了麥曲用量、縮短了發(fā)酵時間、提高了酒精度、保證了黃酒的營養(yǎng)價值。

本研究充分利用貴州的薏米資源，采用單因素及正交試驗對薏米糯米黃酒釀造工藝參數(shù)進行優(yōu)化，原料不經(jīng)蒸煮，既節(jié)約了能源，又充分保留和利用了薏米的營養(yǎng)成分。旨在探討影響薏米糯米黃酒發(fā)酵的諸因素，為薏米糯米黃酒的工業(yè)化生產(chǎn)提供依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

薏米：貴州省興仁縣；糯米：貴州省花溪區(qū)星力超市；黃酒活性干酵母：湖北安琪酵母股份有限公司；黃酒曲：湖南省永州市雅大科技實業(yè)有限公司。

蔗糖（分析純）：上海藍季科技發(fā)展有限公司；葡萄糖（分析純）：天津大茂化學(xué)試劑廠；耐高溫α-淀粉酶（4000 U/g）、糖化酶（10 000 U/g）：北京索萊寶科技有限公司；濃硫酸（分析純）重慶江川化學(xué)試劑廠；氫氧化鈉（分析純）：天津大茂化學(xué)試劑廠；磷酸氫二銨（分析純）：成都金山化學(xué)試劑有限公司。

1.2儀器與設(shè)備

HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋、Jan-78磁力加熱攪拌器：江蘇省金壇榮華儀器有限公司；LS-B75L-I立式壓力蒸汽滅菌器：江陰賓江醫(yī)療設(shè)備有限公司；GZX-9070 MBE數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱：上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；pHS-3C數(shù)顯PH計：成都世紀方舟科技有限公司；MG酒度計：河北省河間市宏利儀表廠；T6新世紀紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

1.3實驗方法

1.3.1薏米糯米黃酒加工工藝流程及操作要點

薏米、糯米的處理：選用顆粒飽滿，無發(fā)黃、無霉變、無蟲害的薏米和糯米，用清水清洗薏米和糯米，除去其中的雜質(zhì)，以免影響發(fā)酵液的風(fēng)味。

液化：將除雜后的薏米和糯米在60℃溫度條件下烘干30 min，冷卻后粉碎并過80目篩。將薏米和糯米以質(zhì)量比1∶8混合，按照料水比1∶2.5（g∶m L），加入原料量的0.4%添加耐高溫α-淀粉酶，在（95±1）℃溫度條件下液化30 min，直至碘反應(yīng)藍色消失，液化結(jié)束。

糖化：薏米糯米經(jīng)液化后，按照原料量的1%和4%分別添加糖化酶和黃酒曲，60℃條件下糖化12 h。

酵母活化：活性干酵母/蔗糖/蒸餾水按照質(zhì)量比1∶2∶5，先將蔗糖溶解到35℃的蒸餾水中，緩慢加入活性干酵母，并攪拌均勻，放入35℃培養(yǎng)箱中活化40 m in。

發(fā)酵：添加干酵母0.2%到糖化處理后的薏米糯米料液中，檸檬酸調(diào)pH 4.2～4.5，用8層紗布密封瓶口，放入29℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d。主發(fā)酵結(jié)束后，將恒溫培養(yǎng)箱溫度調(diào)至18℃繼續(xù)培養(yǎng)16 d。

過濾：發(fā)酵結(jié)束后，先用4層紗布進行粗濾，再將酒糟壓榨，然后所得濾液進行抽濾。

澄清：將過濾所得酒液靜止放置，使未被過濾的雜質(zhì)沉淀到壇底，4～6d后向酒液中添加殼聚糖和明膠，殼聚糖、明膠的添加量分別為0.01%，0.15%，再靜置10 h后過濾。

陳釀：將澄清后的酒液密封裝壇，室溫條件下陳釀3～6個月。

煎酒：煎酒的目的是為了滅菌，巴氏殺菌條件為60℃/ 30 min。

1.3.2單因素試驗

按照上述工藝流程研制薏米糯米黃酒，分別在不同料水比（1∶1.5、1∶2.0、1∶2.5、1∶3.0、1∶3.5、1∶4.0（g∶m L）），不同耐高溫α-淀粉酶添加量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%），不同糖化酶添加量（0.25%、0.50%、0.75%、1.00%、1.25%、1.50%），不同酵母添加量（0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%），不同主發(fā)酵溫度（24℃、26℃、28℃、30℃、32℃、34℃），不同主發(fā)酵時間（3 d、5 d、7 d、9 d、11 d、13 d）等條件下，考察料水比、耐高溫α-淀粉酶添加量、糖化酶添加量、酵母添加量、主發(fā)酵溫度及時間對發(fā)酵酒液中的酒精度、總糖、總酸含量的影響。

1.3.3發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗

在單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，以感官評分為評價指標，進行L9（34）正交試驗，進一步優(yōu)化發(fā)酵工藝，正交試驗因素與水平見表1。

表1　發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗因素與水平Table 1 Fac tors and levels of orthogonal experim ents for fermentation technology optim ization

1.3.4感官評定

表2　薏米糯米黃酒感官評分標準Table 2 Sensory evaluation standards of adlay and glutinous rice Chinese rice w ine

按照國標GB/T 13662—2008《黃酒》中感官指標要求，對薏米糯米黃酒進行感官評價。

由經(jīng)過訓(xùn)練的10個人組成產(chǎn)品感官評定小組，按感官評定標準（見表2）對酒的色、香、味、形分別進行綜合評審，分別打分，滿分100分，取平均分作為感官評分。

1.3.5分析檢測

pH的測定：用精密酸度計測定；酒精度的測定：酒精計比重法；總糖的測定：采用苯酚-硫酸法［12］；還原糖的測定：采用3，5-二硝基水楊酸（dinitrosalicylic acid，DNS）法［12］；總酸、氨基酸態(tài)氮以及非糖固形物的測定均按照國標GB/T 13662—2008《黃酒》中的理化指標要求進行測定。微生物指標檢測：按照國標GB 2758—2012《發(fā)酵酒及其配制酒》中衛(wèi)生指標要求測定。

1.3.6數(shù)據(jù)處理

運用Origin 9.0和SPSS軟件對數(shù)據(jù)進行處理。

2　結(jié)果與分析

2.1料水比的確定

圖1　不同料水比對發(fā)酵結(jié)果的影響Fig.1 Effect of different solid-liquid ratio on fermentation results

由圖1可知，酒精度隨著料水比的增大呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，當料水比為1∶2.5（g∶m L）時，酒精度最高達到13.1%vol，這是因為水添加量過少，料液過于黏稠，不利于糖化液的發(fā)酵，而水添加量太多，稀釋了發(fā)酵液，固形物含量不足，導(dǎo)致發(fā)酵后酒精度過低?？偺呛涂偹岷縿t是隨著料水比的增大而降低，這是由于糖發(fā)酵轉(zhuǎn)化為酒精，水的稀釋作用而導(dǎo)致的。因此，最佳料水比為1∶2.5（g∶m L）。

2.2耐高溫α-淀粉酶添加量的確定

由圖2可知，隨著耐高溫α-淀粉酶添加量的增加，醪液中還原糖含量隨之增加，當酶添加量＞0.5%時，還原糖的增加量不明顯；酶添加量由0.3%增加至0.4%時，還原糖含量的增幅為15.44%，而添加量由0.4%增至0.5%時，還原糖含量的增幅僅為8.42%，且添加量超過0.4%后液化液的總糖含量增幅不顯著。這是由于耐高溫α-淀粉酶只能水解淀粉分子內(nèi)部α-1，4糖苷鍵，但無法水解淀粉分子中的α-1，6糖苷鍵，因此，淀粉水解不徹底，且隨著液化時間的延續(xù)，水解速度逐漸變緩［11］。因此，耐高溫α-淀粉酶的最佳添加量為0.4%。

圖2　耐高溫α-淀粉酶添加量對醪液中糖含量的影響Fig.2 Effec t of high temperature resisting α-am ylase addition on the sugar content in fermentation liquor

2.3糖化酶添加量的確定

相關(guān)研究表明，糖化酶的添加量對酒精產(chǎn)量、酒精得率和比酒精生成速率均有顯著的影響［13］。由圖3可知，隨著糖化酶添加量的增加，酒樣的殘還原糖和殘總糖含量均呈現(xiàn)下降趨勢；不添加糖化酶時，發(fā)酵得到的酒精度最低，僅為7.42%vol，隨著酶添加量由0增加至1.00%時，酒精度也隨之增加，繼續(xù)增加酶量，酒精度不再繼續(xù)增加。因此，糖化酶的最佳添加量為1.00%。

圖3　不同的糖化酶添加量對發(fā)酵結(jié)果的影響Fig.3 Effect of different glucoamylase addition on fermentation results

2.4活性干酵母添加量的確定

由圖4可知，隨著活性干酵母添加量的增多，酒精度先上升后下降，當酵母添加量為0.20%時，酒精度最高為13.7%vol，且酸度適宜?？偺请S著酵母量的增加不斷降低。這是因為酵母添加量過少，醪液中酵母數(shù)量不夠，發(fā)酵能力弱，使糖轉(zhuǎn)化為乙醇的能力較低；而醪液中酵母數(shù)量過多，酵母迅速繁殖，呼吸旺盛，醪液中過多的糖分被酵母吸收消化，不利于乙醇的積累［14］。因此，最佳干酵母添加量為0.20%。

圖4　不同干酵母添加量對發(fā)酵結(jié)果的影響Fig.4 Effect of different d ry yeast addition on fermentation results

2.5主發(fā)酵溫度的確定

作為酵母生長繁殖重要條件的前發(fā)酵溫度直接影響酒精的生成量和黃酒的質(zhì)量。由圖5可知，隨著前酵溫度的升高，酒精度先升高后下降，溫度為30℃時，酒精度最高；總糖則呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，總酸則呈不斷上升的趨勢。這是因為溫度較低時，酵母繁殖代謝緩慢，糖轉(zhuǎn)換成乙醇的速度緩慢；當溫度過高，酵母容易衰老和死亡，其繁殖和代謝能力下降，從而喪失對雜菌的抑制優(yōu)勢，容易導(dǎo)致乙醇產(chǎn)生的能力下降以致酒液品質(zhì)的下降［15-16］。因此，最佳主發(fā)酵溫度為30℃。

圖5　不同主發(fā)酵溫度對發(fā)酵結(jié)果的影響Fig.5 Effect of different main fermentation temperature on fe rm enta tion results

2.6主發(fā)酵時間的確定

由圖6可知，在主發(fā)酵期間酵母菌大量繁殖，利用可發(fā)酵性糖產(chǎn)生酒精，總糖含量逐漸降低，至8.63 g/L時趨于穩(wěn)定。由于總糖含量＜15 g/L，故此發(fā)酵黃酒屬于干型黃酒；酒精度隨著主發(fā)酵時間的延長不斷上升，前7 d內(nèi)上升趨勢較大，7 d后上升趨勢趨于平緩；總酸含量在主發(fā)酵期間不斷上升，在總酸含量達到4.75 g/L時，隨著酸度和酒精度的升高抑制了產(chǎn)酸菌的活性，酸度逐漸趨于平穩(wěn)［17］。因此，最佳的主發(fā)酵時間為7 d。

圖6　不同主發(fā)酵時間對發(fā)酵結(jié)果的影響Fig.6 Effect of different main fermentation time on fermentation results

2.7發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗結(jié)果

在單因素試驗基礎(chǔ)上，固定耐高溫α-淀粉酶和糖化酶的添加量分別為0.4%和1.00%，以感官評分為評價指標，選取料水比、主發(fā)酵溫度、主發(fā)酵時間、酵母添加量4個因素作進一步優(yōu)化，正交試驗結(jié)果與分析見表3，方差分析結(jié)果見表4。

表3　發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗結(jié)果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments for fermentation technology optimization

由表3可知，4個因素對薏米糯米黃酒感官品質(zhì)的影響的強弱順序依次為A＞B＞C＞D，即料水比＞主發(fā)酵溫度＞主發(fā)酵時間＞酵母添加量，薏米糯米黃酒發(fā)酵條件的最優(yōu)方案為A2B1C2D1，即料水比1∶2.5（g∶m L），主發(fā)酵溫度29℃，主發(fā)酵時間7 d，酵母添加量0.15%。在此最佳條件下進行驗證試驗，薏米糯米黃酒感官評分為77.8分，酒精度為13.2%vol，總糖含量為3.87 g/L，總酸含量為4.80 g/L。

表4　正交試驗結(jié)果方差分析Table 4 Variance analysis o f orthogonal experiments resu lts

由表4可知，料水比對結(jié)果影響顯著（P＜0.05），其余因素對結(jié)果影響不顯著（P＞0.05）。

2.8薏米糯米黃酒質(zhì)量分析

2.8.1感官指標

色澤：橙黃帶有琥珀色，清亮透明，有光澤；香氣優(yōu)雅；口感純正、柔和、爽口。

2.8.2理化指標

酒精度（20℃）：13.2%vol；pH值：4.3；總糖（以葡萄糖計）：3.87 g/L；總酸：4.80 g/L；氨基酸態(tài)氮：0.348 g/L；非糖固形物：34.30 g/L。

2.8.3衛(wèi)生指標

致病菌：未檢出。

3　結(jié)論

通過單因素與正交試驗確定了薏米糯米黃酒的最佳工藝條件，即料水比為1∶2.5（g∶m L），液化工藝條件中耐高溫α-淀粉酶的添加量為0.4%、最佳糖化條件為糖化酶的添加量為1.00%、最佳活性干酵母添加量為0.15%，最佳主發(fā)酵工藝條件為主發(fā)酵溫度29℃、主發(fā)酵時間7 d。在此條件下，18℃穩(wěn)定16 d后得到薏米糯米黃酒。薏米糯米黃酒的感官指標、理化指標及衛(wèi)生指標檢測結(jié)果均符合國家相關(guān)標準。本研究及結(jié)果可為薏米糯米黃酒工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)，市場前景廣闊。

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Brew ing process conditions of adlay and glutinous rice Chinese rice w ine

YANG Zutao，WU Tiangxiang*，ZHU Sijie，HUANG Zhong
（School of Liquor and Food Engineering，Guizhou University，Guiyang 550025，China）

Using adlay and glutinous rice as the main raw materials，Chinese rice w ine was prepared by liquid state fermentation.W ith total sugar，total acid content and alcohol content as investigation indexes，combining w ith sensory evaluation，by single factors and orthogonal experiments，the optimum brew ing conditions of adlay and glutinous rice Chinese rice w ine were determined as solid-liquid ratio 1∶2.5（g∶m l），heat-resistant α-amylase 0.4%，glucoam ylase 1.00%，active dry yeast 0.15%，main fermentation tem perature 29℃and time 7 d.Under the conditions，the adlay and glutinous rice Chinese rice wine produced had fine sensory quality of delicate fragrance，mellow tastes and orange w ith amber color，and the sensory evaluation score was 77.8.

adlay；glutinous rice；Chinese rice w ine；brewing process

TS262．4

0254-5071（2016）05-0102-05

10．11882/j．issn．0254-5071．2016．05．021

2016-03-21

貴州省農(nóng)業(yè)攻關(guān)項目（黔科合農(nóng)G字［2012］4001號）

楊祖滔（1988-），男，碩士研究生，研究方向為食品發(fā)酵。

吳天祥（1965-），男，教授，博士，研究方向為發(fā)酵工程。