小曲酒新工藝澳洲高粱吸水特性研究

葉川，沈永祥，劉懷臣，胡浩，史小兵，陳帆，王新平

（毛鋪健康酒業(yè)有限公司楓林酒廠，湖北陽新435204）

小曲酒新工藝澳洲高粱吸水特性研究

葉川，沈永祥，劉懷臣，胡浩，史小兵，陳帆，王新平

（毛鋪健康酒業(yè)有限公司楓林酒廠，湖北陽新435204）

小曲酒生產(chǎn)原料以高粱為主，但目前國內(nèi)高粱價(jià)格較高，且受地區(qū)限制嚴(yán)重。澳洲高粱價(jià)格低廉，不受區(qū)域限制，來源充足，淀粉含量高且出酒率好。但其顆粒大、皮厚、直鏈淀粉含量高的特點(diǎn)會(huì)造成糧食吸水速率較為緩慢，小曲新工藝存在同一泡糧桶上下層溫差大、吸水速率差異大、燜糧時(shí)間長等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響了單鍋糧食蒸煮的一致性，因此泡糧以及蒸煮過程吸水特性的研究迫在眉睫。實(shí)驗(yàn)采取加長泡糧水管至泡糧桶底部的措施，同時(shí)在泡糧過程中啟動(dòng)壓縮空氣氣動(dòng)攪拌15 min，不同位置糧食溫差由最初的30℃縮小至6.0℃，泡糧結(jié)束時(shí)水分差異由最初的5.2%減小至2.0%；蒸煮前利用56℃熱水進(jìn)行洗糧并帶壓排水，糧食吸水速率加快，燜糧時(shí)間由最初的65～75 min縮短至8～10 min。蒸煮后熟糧水分控制在55.0%～57.0%之間，蒸糧米粒感官軟硬適中，表皮干爽，符合生產(chǎn)工藝要求，單鍋熟糧一致性明顯改善。

小曲酒新工藝；澳洲高粱；吸水特性

小曲酒是中國白酒的主要酒種之一，年產(chǎn)量約占白酒總產(chǎn)量的三分之一[1]。廣泛分布于四川、云南、貴州等地區(qū)，在我國南方、西南地區(qū)遍及城鄉(xiāng)，其中四川小曲酒因產(chǎn)量大，歷史悠久，工藝獨(dú)特，被稱為“川法小曲酒”。其生產(chǎn)多以高粱為原料，以根霉曲為糖化發(fā)酵劑，經(jīng)過潤料蒸煮、攤晾下曲、糖化培菌、糧糟混合、入池發(fā)酵、固態(tài)蒸餾而成[2-3]。主要特點(diǎn)為：使用整粒原料，用曲量?。ǜ骨昧吭?.3%～0.5%之間），發(fā)酵周期短（5～7 d），原料出酒率高（以57%vol計(jì)，可達(dá)到50%～53%）[4]。經(jīng)四川省酒類科研所立項(xiàng)研究，成品酒具有“醇香清雅，酒體醇和，回甜爽口，純凈怡然”的風(fēng)格特點(diǎn)，并將其確定為“小曲清香型白酒”，與麩曲清香、大曲清香同屬清香型大類[5]。

小曲酒的生產(chǎn)原料范圍廣，高粱、玉米、小麥、蕎麥、大麥、青稞、稗子、稻谷、薯類（鮮或干）等均可用來進(jìn)行小曲酒的釀造[6]。但是以其他原料進(jìn)行釀酒時(shí)，酒的風(fēng)格會(huì)出現(xiàn)很大差異，故小曲酒的生產(chǎn)還是以高粱最受青睞。澳洲高粱直鏈淀粉含量約為12%，支鏈淀粉含量約為58%，總淀粉含量高達(dá)70%左右，淀粉含量較東北高粱高出約5%。但由于澳洲高粱本身顆粒大，種皮厚，直鏈淀粉含量高，造成其吸水速率慢和糧食難蒸煮，為保證出酒率、酒質(zhì)穩(wěn)定必須解決澳洲高粱的泡糧和蒸煮吸水問題。

毛鋪健康酒業(yè)有限公司楓林酒廠開創(chuàng)了固態(tài)法小曲白酒機(jī)械化釀造工藝先河，設(shè)備達(dá)到“五化一度”標(biāo)準(zhǔn)（機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化、信息化、智慧化及美觀度），率先采用不銹鋼組合系統(tǒng)泡糧、帶壓球鍋蒸糧、保溫箱床糖化、低溫入槽車、恒溫發(fā)酵間、機(jī)器人智能化上甑等先進(jìn)技術(shù)，徹底擺脫了傳統(tǒng)工藝“怕冷怕熱”的弊病，實(shí)現(xiàn)了“全年生產(chǎn)桂花酒”的目標(biāo)。

但是，目前以澳洲高粱作為原料進(jìn)行小曲白酒釀造的相關(guān)研究較少，可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)不多，生產(chǎn)過程缺乏理論知識(shí)指導(dǎo)。本實(shí)驗(yàn)就澳洲高粱泡糧和蒸糧中關(guān)鍵吸水過程，探究澳洲高粱吸水特性，并采用氣動(dòng)攪拌、加長泡糧水管道、蒸煮前洗糧以及帶壓排水等保證糧食蒸煮后效果，為澳洲高粱泡糧和蒸煮提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

實(shí)驗(yàn)材料：九江港進(jìn)口澳洲紅高粱（楓林酒廠糧倉內(nèi)高粱）。

主要設(shè)備：泡糧組合系統(tǒng)（PLZHXT-1500，南通裕盛食品機(jī)械有限公司）、球型帶壓旋轉(zhuǎn)蒸鍋（XZZG-4500，南通裕盛食品機(jī)械有限公司）、電子分析天平（AL104，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）、電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱（YLD-2402V，黃石市恒豐醫(yī)療器械有限公司）、數(shù)顯溫度計(jì)（JM624，天津今明儀器有限公司）。

泡糧桶：采用不銹鋼材質(zhì)，上部為立方體結(jié)構(gòu)，底部為倒四棱錐結(jié)構(gòu)，糧食通過上方刮板機(jī)和氣閘進(jìn)入泡糧桶，泡糧水通過泵組和管道添加，糧食泡好后通過下方糧管道進(jìn)入蒸鍋。

蒸鍋：采用不銹鋼材質(zhì)，為帶壓旋轉(zhuǎn)球形蒸鍋，底部安裝篩網(wǎng)，通過兩側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)軸進(jìn)水、進(jìn)汽、排水和排氣。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

泡糧：實(shí)驗(yàn)采用先糧后水，泡糧桶內(nèi)放入1.1 t澳洲高粱，再加入約1.4 m378℃泡糧水，浸泡18 h±4 h。

蒸糧：糧食蒸煮過程主要分為初蒸、燜糧、復(fù)蒸3個(gè)步驟，初蒸壓力維持在0.14～0.16 MPa，保壓時(shí)間約為30 min；燜糧水溫為58℃，燜糧時(shí)間65～75 min（具體以糧食感官為主），燜糧結(jié)束后帶壓排燜糧水；復(fù)蒸壓力維持在0.03～0.06 MPa，保壓時(shí)間約為20 min；蒸糧結(jié)束攤晾至23～25℃時(shí)進(jìn)行撒曲操作。

水分檢測：電子分析天平稱得玻璃稱量瓶的質(zhì)量m1，歸零，向稱量瓶中加入約10 g(10.0～10.5 g)樣品后稱量記為m2，于電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱105℃干燥120 min至恒重，取出放入干燥器冷卻至室溫并稱取質(zhì)量記為m3。樣品水分百分率計(jì)算公式為：

式中：m1——稱量瓶的質(zhì)量；

m2——所測樣品烘干前的質(zhì)量；

m3——烘干后稱量瓶和樣品的質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 泡糧吸水特性研究

糧食進(jìn)入泡糧桶后，添加78℃泡糧水浸泡約18 h，有效除去糧食中灰塵、秸稈和糧殼等雜質(zhì)。同時(shí)澳洲高粱顏色深，單寧含量高，熱水能夠有效溶解高粱表皮中的單寧物質(zhì)，降低單寧濃度，防止其含量過高抑制微生物生長代謝，進(jìn)而影響出酒率和酒質(zhì)。

泡糧的主要目的是促使糧食均勻吸水，便于后續(xù)蒸煮過程中高粱淀粉糊化。通過檢測，澳洲高粱泡糧前水分為11%～12%，泡糧結(jié)束水分基本達(dá)到35%～40%，水分增加23%～29%，為糧食的主要吸水過程。

2.1.1 糧食和泡糧水溫度變化

為探究泡糧過程中糧食吸水和溫度之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)對(duì)整個(gè)泡糧過程的溫度進(jìn)行了測量，結(jié)果見圖1。

由圖1可知，泡糧水剛添加后糧食上（upper）、中（middle）、下（lower）層溫度相差較大，溫度分別為76.9℃、75.3℃、46.7℃，泡糧水溫度約為69.6℃，且向外界散熱較快，溫度整體呈現(xiàn)下降趨勢；15 h左右糧食、泡糧水和外界環(huán)境之間熱量交換基本達(dá)到平衡，溫度呈現(xiàn)緩慢下降并有逐漸達(dá)到穩(wěn)定的趨勢，泡糧結(jié)束后上、中、下層糧食溫度為52℃、45℃、30℃，泡糧水溫約為43℃，總體表現(xiàn)為T上層糧食＞T中層糧食＞T泡糧水＞T下層糧食。

泡糧桶內(nèi)各位置糧食及泡糧水溫度存在明顯差異，原因是中上層糧食受擠壓程度小且較為疏松，泡糧水容易滲透進(jìn)上層糧食，熱量交換更為迅速；同時(shí)中上層糧食的保溫效果較好，所以溫度較高。隨深度增加糧食受到的擠壓力也逐漸增加，糧食之間縫隙變小，泡糧水難滲透，熱量傳遞遲緩；且泡糧桶底部結(jié)構(gòu)為倒四棱錐結(jié)構(gòu)，比表面積大，熱量散失快，其溫度長期維持在35℃左右。

2.1.2 泡糧結(jié)束糧食水分差異

由于溫度和壓力等因素影響，不同位置糧食吸水速率上存在一定差別，泡糧結(jié)束檢測糧食水分，結(jié)果見圖2。

由圖2可知，泡糧結(jié)束以后由于上、下層糧食之間溫度等差別，上層糧食平均水分含量為36.1%，下層糧食平均水分含量為30.9%，上層糧食水分較下層糧食水分含量高出約5.2%，吸水速率明顯好于下層糧食。

泡糧桶各位置之間溫度差異以及泡糧水滲透難易程度成為影響泡糧結(jié)束水分一致性的重要因素。溫度較高且泡糧水容易滲透的位置吸水性好，溫度較低且泡糧水難以滲透的位置吸水性差。要解決泡糧水分一致性問題，必須要使泡糧水和高粱充分?jǐn)嚢杌旌?，促使各位置溫度和水分的統(tǒng)一。

瀝青混凝土的生產(chǎn)對(duì)于溫度的要求十分嚴(yán)格，過高的溫度或者過低的溫度都會(huì)對(duì)瀝青混凝土成品質(zhì)量有一定的影響。如果瀝青的溫度高于標(biāo)準(zhǔn)溫度，在高溫作用下瀝青很容易碳化，碳化的瀝青屬于工業(yè)廢料不能繼續(xù)在工程中加以使用，而如果瀝青的溫度過低則會(huì)嚴(yán)重降低瀝青的黏合性，如果瀝青的黏合度不夠或者不均勻同樣也屬于工業(yè)廢料無法進(jìn)行使用，這兩種情況無一例外都會(huì)造成大量原材料的浪費(fèi)，在增加了工程的原材料成本的同時(shí)也嚴(yán)重影響了工程的施工效率和質(zhì)量，增加了工程的實(shí)際工期。

2.1.3 壓縮空氣氣動(dòng)攪拌

針對(duì)泡糧桶內(nèi)部不同位置糧食和泡糧水溫度、糧食松散度等存在差別，泡糧效果存在差異的現(xiàn)象，在進(jìn)完糧并添加泡糧水以后，實(shí)驗(yàn)通過從泡糧桶底部通入壓縮空氣一定時(shí)間，促使糧食和水充分混合進(jìn)而縮小溫度差異，提高泡糧吸水一致性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3—圖5。

由圖3—圖5可看出，No stirring表示泡糧水添加后未進(jìn)行壓縮空氣氣動(dòng)攪拌，Stirring表示泡糧水添加后利用壓縮空氣進(jìn)行氣動(dòng)攪拌。數(shù)據(jù)顯示，氣動(dòng)攪拌5 min上層糧食溫度下降4.2℃，中層溫度上升0.8℃。由于攪動(dòng)時(shí)間短，熱傳遞還未達(dá)到平衡，下層溫度反而下降1.8℃，上、下層糧食最大溫差為29.3℃，氣動(dòng)攪拌5 min對(duì)泡糧桶內(nèi)溫度均一性改善效果不明顯。

氣動(dòng)攪拌15 min，隨著攪拌時(shí)間延長，糧食上層溫度下降7.2℃，中層溫度上升8.7℃，下層糧食溫度上升幅度較大為15.4℃，泡糧桶內(nèi)部上、下層糧食溫度差為17.1℃，氣動(dòng)攪拌15 min對(duì)增加泡糧桶內(nèi)部糧食溫度均一性效果顯著。

氣動(dòng)攪拌25 min，隨著攪拌時(shí)間的繼續(xù)延長，糧食上、中、下層溫差縮小較15 min效果更為顯著，最大溫差為9.1℃，但是攪拌時(shí)間過長能耗顯著增加。綜上所述，氣動(dòng)攪拌能有效降低泡糧桶內(nèi)部上、中、下層糧食之間溫度差，且隨氣動(dòng)攪拌時(shí)間延長泡糧桶內(nèi)溫度一致性效果越好，考慮效果、能耗、生產(chǎn)時(shí)間等問題，攪拌時(shí)間以15 min為宜。

氣動(dòng)攪拌主要原理為壓縮空氣從泡糧桶底部通入，空氣帶動(dòng)底部的糧食和水上升，造成泡糧桶底部壓力減小，上層糧食和熱水延泡糧桶壁沉入底部并被壓縮空氣再次帶起，如此循環(huán)15 min整個(gè)泡糧桶內(nèi)部糧食和泡糧水混合較為均勻，糧食浸泡吸水一致性顯著提高。

2.1.4 泡糧水管加長至泡糧桶底部

由圖6、圖7可知，S表示正常長度的泡糧水添加管道，L表示加長的泡糧水添加管道，U（upper）表示泡糧桶上層糧食，M（middle）表示泡糧桶中層糧食，L（lower）表示泡糧桶下層糧食。正常長度的泡糧水管泡糧水添加結(jié)束后，泡糧桶內(nèi)糧食縱向溫度差異較大，上、下層溫差平均約為25℃，影響泡糧吸水一致性；泡糧水管加長至接近泡糧桶底部位置后，泡糧桶內(nèi)糧食橫向溫度差異變化不大，縱向溫度差明顯縮小，上、下層溫度差平均約為6℃。

通過對(duì)泡糧結(jié)束后糧食取樣進(jìn)行水分檢測，數(shù)據(jù)顯示正常長度的泡糧水管添加泡糧水，泡糧結(jié)束后上、下層糧食水分差約為5.2%；泡糧水管加長后添加泡糧水，泡糧結(jié)束后上、下層糧食水分差控制在2.0%以內(nèi)，效果顯著。

綜上所述，泡糧水管加長至接近泡糧桶底部位置并深入糧食內(nèi)，泡糧水添加結(jié)束后糧食橫向溫度差變化不大，縱向溫度差由25℃縮小至6℃，泡糧水分的上、下層差異由5.2%縮小至2.0%以內(nèi)。

2.2 蒸煮吸水特性研究

燜糧是糧食的二次吸水過程，且經(jīng)過初蒸以后的高溫糧食（90℃以上）在遇到56～58℃的低溫泡糧水，表皮迅速收縮破裂。燜糧過程主要以人為感官為主，評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)為破皮率達(dá)到90%以上，糧食明顯膨脹，且無翻花和淀粉外溢現(xiàn)象。

2.2.1 燜糧糧食水分變化

實(shí)驗(yàn)探究了糧食水分隨燜糧時(shí)間的變化關(guān)系，結(jié)果見圖8。

由圖8可知，初蒸過程基本不吸水，僅僅起到加熱糧食和部分糊化作用（內(nèi)芯含水，在70℃以上發(fā)生糊化），燜水前5 min吸水最快（吸水9個(gè)點(diǎn)），燜水25 min糧食水分達(dá)到51%～52%，而后吸水趨勢變緩，燜水結(jié)束糧食含水量在52.5%～53.5%之間（后20 min僅吸水2個(gè)點(diǎn)），排燜糧水過程糧食吸水近4.0%，因?yàn)榕潘畷r(shí)長達(dá)10 min以上，且此時(shí)糧食經(jīng)初步糊化，含水量超過50%，帶壓環(huán)境下吸水加速。

燜水25 min后，吸水效率低，帶壓排燜糧水過程吸水效率高，可嘗試固定燜水25 min，通過調(diào)節(jié)壓力控制排燜糧水時(shí)間確保熟糧含水量，來實(shí)現(xiàn)蒸糧自動(dòng)化，作為技術(shù)儲(chǔ)備進(jìn)行攻關(guān)。

2.2.2 洗糧實(shí)驗(yàn)

借鑒清酒工藝，在糧食蒸煮前添加56℃熱水進(jìn)行洗糧，轉(zhuǎn)動(dòng)蒸鍋3圈以后帶壓排水，除去糧食中雜質(zhì)的同時(shí)也大大促進(jìn)糧食吸水，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

通過表1數(shù)據(jù)對(duì)比，洗糧操作以后燜糧時(shí)間由約68 min急劇縮短至10 min，熟糧水分無明顯差別，均在工藝要求控制范圍內(nèi)。通過感官評(píng)判，洗糧后糧食軟硬適中，表皮干爽，開口適中，無翻花和淀粉外溢現(xiàn)象。

蒸煮前的洗糧操作除去了糧食表皮黏附的淀粉和其他一些雜質(zhì)，同時(shí)帶壓排水的過程促進(jìn)了糧食吸水，使得燜糧時(shí)間大大縮短，有利于提高生產(chǎn)效率，且洗糧以后的熟糧水分和糧食感官均滿足工藝生產(chǎn)要求。

3 結(jié)論

從上述分析、探討和研究中可以得知，泡糧、燜糧作為糧食的主要吸水過程，需要通過一定的技術(shù)手段來提高糧食吸水的一致性。泡糧工序主要采用壓縮空氣氣動(dòng)攪拌15 min和加長泡糧水管道的措施來提高泡糧結(jié)束以后糧食水分的一致性，泡糧結(jié)束后上、下層溫度差從30℃縮小為6℃左右，泡糧水分差由5.0%以上縮小至2.0%以內(nèi)；蒸糧工序主要采用56℃熱水洗糧和帶壓排水促進(jìn)糧食吸水，將燜糧時(shí)間由68 min左右縮短至10 min，且熟糧水分和感官均控制在工藝要求范圍內(nèi)。

[1]李大和.不同原料川法小曲酒生產(chǎn)技術(shù)評(píng)述[J].釀酒,2006,33 (1)：5-8.

[2]李大和,李國紅.川法小曲酒生產(chǎn)四個(gè)關(guān)鍵工序的控制[J].釀酒,2014(1)：85-88.

[3]李大和,李國紅.川法小曲白酒生產(chǎn)技術(shù)(一)[J].釀酒科技,2006 (1)：117-118.

[4]鄧亞紅,何昆,何翠容,等.川法小曲酒甑桶蒸餾餾分流出規(guī)律的研究[J].釀酒,2015,42(2)：34-38.

[5]曾祖訓(xùn),賴永祥,曹煒,等.川法小曲白酒屬小曲清香型白酒的研究——四川小曲酒香型確定的研究[J].釀酒科技,1992(5)：7-14.

[6]李大和.川、滇小曲酒比較[J].釀酒科技,2010(5)：55-59.

Water-Absorbing Characteristics of Australian Sorghum by New Xiaoqu Liquor-Making Technique

YE Chuan,SHEN Yongxiang,LIU Huaichen,HU Hao,SHI Xiaobing,CHEN Fan and WANG Xinping
（Maopu Healthcare Liquor Co.Ltd.,Yangxin,Hubei 435204,China）

Xiaoqu Baijiu is produced with sorghum as the main raw material.However,domestic sorghum price is high and its regional restriction is serious.Australian sorghum is cheap and there is no regional restriction.Besides,it has high starch content and high liquor yield.Unfortunately,its water-absorbing rate is relatively slow due to its large granule,thick seed coat and high amylose content.New Xiaoqu liquor-making technique has the following disadvantages in practice:significant temperature difference and water absorption rate difference between the upper part and the lower part in a bucket,and long cooking time which would seriously influence the consistency of sorghum cooking in the bucket.Accordingly,the study of water-absorbing characteristics of Australian sorghum in soaking and cooking process is necessary.In the experiment,lengthening the stainless steel pipe to the bottom of the bucket and stirring sorghum for 15 min by compressed air could reduce temperature difference from original 30℃to 6℃,and after sorghum soaking,the moisture content difference reduced from original 5.2%to 2.0%.In addition,sorghum washing with 56℃hot water and pressure-drainage before sorghum cooking could accelerate water-absorbing rate of sorghum and sorghum cooking time shortened from original 65～75 min to 8～10 min.The moisture content of the cooked sorghum was controlled between 55.0%and 57.0%which met production requirements.The above measures could significantly improve the consistency of sorghum cooking in a bucket.

new Xiaoqu liquor-making technique;Australian sorghum;water-absorbing characteristics

TS262.4；TS261.4

A

1001-9286（2017）03-0081-05

10.13746/j.njkj.2016386

2017-01-03

葉川（1992-），男，本科，工藝研究員。