鎮(zhèn)江香醋糖化工藝的研究

薛茂云，畢靜，鄭萍

(江蘇經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南京 211168)

鎮(zhèn)江香醋是我國(guó)傳統(tǒng)的四大名醋之一，其歷史已有上千年之久，鎮(zhèn)江香醋以地產(chǎn)江南水鄉(xiāng)糯米為主要原料，經(jīng)蒸飯、拌曲糖化、酒精發(fā)酵、固態(tài)分層醋酸發(fā)酵、封醅陳釀、淋醋、貯存等64道傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，形成了具有“酸而不澀、香而微甜、色濃而味鮮、愈存愈香”獨(dú)到的特色成為中國(guó)名醋[1]。

但傳統(tǒng)的鎮(zhèn)江香醋,雖然產(chǎn)品風(fēng)味好，有獨(dú)特的風(fēng)格，但發(fā)酵周期偏長(zhǎng)、原料利用率低以及工人的勞動(dòng)強(qiáng)度高。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，多種食品級(jí)酶制劑被開發(fā)和利用，鎮(zhèn)江香醋的生產(chǎn)工藝在傳承古法精華的基礎(chǔ)上發(fā)生了巨大的變化。工藝上傳統(tǒng)的蒸飯、拌曲糖化工藝已被糯米粉碎、連續(xù)高溫短時(shí)蒸煮的雙酶糖化工藝所替代，操作上從純手工操作轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械化連續(xù)生產(chǎn)，走出了一條保質(zhì)、高效的發(fā)展之路[2]。

通過對(duì)蒸煮時(shí)間、耐高溫α-淀粉酶和糖化酶添加量等工藝的研究，確定其雙酶糖化的最佳生產(chǎn)工藝[3-6]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

糯米：市售；

耐高溫α-淀粉酶：江蘇博立公司，酶活≥20000 U/g；糖化酶：江蘇博立公司，酶活≥100000 U/g。

1.2 儀器與設(shè)備

高溫連續(xù)蒸煮器、10 m3糖化罐、60 m3發(fā)酵罐，均為自制。

帶500 mL蒸餾燒瓶和直形玻璃冷凝管的全玻璃蒸餾器，精度為0.1度的酒精計(jì)，0～50 ℃(分度值為0.1 ℃)的水銀溫度計(jì)，100 mL量筒，100 mL容量瓶，均為市售。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

將糯米粉碎，按米∶水為1∶3加水調(diào)漿，加入耐高溫α-淀粉酶，泵進(jìn)高溫連續(xù)蒸煮器進(jìn)行短時(shí)高溫蒸煮，蒸煮溫度設(shè)定為105～110 ℃，冷卻至60 ℃，加糖化酶，糖化60 min，進(jìn)發(fā)酵罐進(jìn)行酒精發(fā)酵，3天后測(cè)酒精度。

1.3.2 酒精度的測(cè)定方法

在約20 ℃時(shí)，用容量瓶量取試樣100 mL，全部移入500 mL蒸餾瓶中。用100 mL水分次洗滌容量瓶，洗液并入蒸餾瓶中，加數(shù)粒玻璃珠，裝上冷凝管，用原100 mL容量瓶接收餾出液。加熱蒸餾，為保證酒精蒸汽的冷凝，冷凝器長(zhǎng)度應(yīng)不短于40 cm，蒸餾時(shí)冷凝管出水端溫度應(yīng)不高于25 ℃。收集約95 mL餾出液，取下容量瓶，等餾出液在20 ℃水浴中保持約20 min，加水恢復(fù)蒸餾液至原體積100 mL，混勻，將餾出液倒入潔凈、干燥的100 mL量筒中，靜置至餾出液中氣泡消失后，將洗凈擦干的酒精計(jì)緩緩沉入量筒中，靜止后再輕輕按下少許，待其上升靜止后，水平觀測(cè)酒精計(jì)，讀取酒精計(jì)與液體彎月面相切處的刻度示值，同時(shí)插入溫度計(jì)記錄溫度，根據(jù)測(cè)得的酒精計(jì)示值和溫度，查GB/T 13662—2000中的附錄A，換算成 20 ℃時(shí)的酒精度[7]。

1.3.3 耐高溫α-淀粉酶添加量的研究

在保持研究方法中工藝不變的條件下，糖化酶添加量為100 U/g糯米，蒸煮時(shí)間為6 s，耐高溫α-淀粉酶加入量分別為5，10，15，20，25 U/g糯米，以研究不同的耐高溫α-淀粉酶加入量對(duì)最終酒醅的酒精度的影響。

1.3.4 糖化酶添加量的研究

在保持研究方法中工藝不變的條件下，耐高溫α-淀粉酶加入量為10 U/g糯米，蒸煮時(shí)間為6 s，糖化酶加入量分別為50，100，150，200，250 U/g糯米，以研究不同的糖化酶加入量對(duì)最終酒醅的酒精度的影響。

1.3.5 蒸煮時(shí)間的研究

在保持研究方法中工藝不變的條件下，糖化酶添加量為100 U/g糯米，耐高溫α-淀粉酶加入量為10 U/g糯米，蒸煮時(shí)間分別為2，4，6，8，10 s，以研究不同的蒸煮時(shí)間對(duì)最終酒醅的酒精度的影響。

1.3.6 正交試驗(yàn)

根據(jù)耐高溫α-淀粉酶加入量、糖化酶加入量和蒸煮時(shí)間等單因素結(jié)果，采用三因素三水平正交試驗(yàn)，根據(jù)最終酒醅的酒精度可確定三者的最佳數(shù)據(jù)，即為糖化最佳工藝。

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，糖化酶添加量、耐高溫α-淀粉酶加入量和蒸煮時(shí)間各選取3個(gè)水平，正交試驗(yàn)因素水平見表1，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表2。

表1 正交試驗(yàn)因素水平編碼表Table 1 Coding schedule of factors and levels of orthogonal test

表2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表Table 2 Orthogonal experimental design table

2 結(jié)果與討論

2.1 耐高溫α-淀粉酶添加量的確定

耐高溫α-淀粉酶的不同添加量對(duì)酒醅酒精度的影響結(jié)果見圖1。

圖1 耐高溫α-淀粉酶添加量對(duì)酒醅酒精度的影響Fig.1 Effect of additive amount of thermostable alpha amylase on the alcohol content of fermented grains

由圖1可知，耐高溫α-淀粉酶添加量越大，其酒醅酒精度也越高，但耐高溫α-淀粉酶添加量達(dá)到15 U/g糯米后，添加量的增加對(duì)提高酒醅酒精度的作用開始變小。

2.2 糖化酶添加量的確定

糖化酶的不同添加量對(duì)酒醅酒精度的影響結(jié)果見圖2。

圖2 糖化酶添加量對(duì)酒醅酒精度的影響Fig.2 Effect of additive amount of glucoamylase on the alcohol content of fermented grains

由圖2可知，糖化酶添加量達(dá)到100 U/g糯米后，增加糖化酶添加量，酒醅酒精度基本沒有變化，這可能與糖化溫度對(duì)糖化酶失活影響較小，以及糖化時(shí)間雖然只有30 min，但整個(gè)酒精發(fā)酵時(shí)間有3天，有利于糖化酶持續(xù)作用，也就是說邊糖化邊酒精發(fā)酵。

2.3 蒸煮時(shí)間的確定

蒸煮時(shí)間對(duì)酒醅酒精度的影響結(jié)果見圖3。

圖3 蒸煮時(shí)間對(duì)酒醅酒精度的影響Fig.3 Effect of cooking time on the alcohol content of fermented grains

由圖3可知，蒸煮時(shí)間的增加，酒醅酒精度也變高，但當(dāng)蒸煮時(shí)間達(dá)到6 s后，再增加時(shí)間，酒醅酒精度卻開始下降，說明蒸煮時(shí)間如果過長(zhǎng)，會(huì)造成淀粉過度糊化和焦化從而影響糖化的效果，降低了淀粉的利用率。

2.4 正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)耐高溫α-淀粉酶添加量、糖化酶添加量和蒸煮時(shí)間等單因素結(jié)果，進(jìn)行了正交試驗(yàn)，結(jié)果見表3。

由表3可知，影響酒醅酒精度的因素為蒸煮時(shí)間>糖化酶添加量>耐高溫α-淀粉酶添加量，分別為蒸煮時(shí)間6 s、糖化酶添加量100 U/g糯米和耐高溫α-淀粉酶添加量20 U/g糯米。

根據(jù)三因素三水平正交試驗(yàn)的結(jié)果，以蒸煮時(shí)間6 s、糖化酶添加量100 U/g糯米和耐高溫α-淀粉酶添加量20 U/g糯米進(jìn)行了3批發(fā)酵實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最優(yōu)條件下酒醅的最終酒精度達(dá)到了12%。

3 結(jié)論

通過單因素試驗(yàn)和三因素三水平正交試驗(yàn)對(duì)糖化工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。基于單因素試驗(yàn)，選取耐高溫α-淀粉酶添加量、糖化酶添加量和蒸煮時(shí)間這3個(gè)因素進(jìn)行三因素三水平的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，優(yōu)化得糖化工藝最優(yōu)條件為按米∶水為1∶3加水調(diào)漿，加入20 U/g糯米的耐高溫α-淀粉酶，泵進(jìn)高溫連續(xù)蒸煮器，經(jīng)6 s短時(shí)高溫蒸煮，蒸煮溫度為105～110 ℃，冷卻至60 ℃，加入100 U/g糯米的糖化酶，糖化60 min。經(jīng)過3批試驗(yàn)驗(yàn)證，最優(yōu)條件下酒醅的最終酒精度達(dá)到了12%。

[1]沈志遠(yuǎn).高新技術(shù)在傳統(tǒng)鎮(zhèn)江香醋生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[J].食品科學(xué),2004(11):351-353.

[2]周永治.食醋生產(chǎn)工藝流程[J].江蘇調(diào)味副食品,2007(5):24-26.

[3]王振斌,孫平,王林,等.蜂巢醋液態(tài)發(fā)酵工藝及其抗氧化活性研究[J].食品工業(yè)科技，2012(16):236-239.

[4]阮彩彪,何建,李文華,等.生料發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用概述[J].中國(guó)釀造,2010(1):4-7.

[5]陳國(guó)剛,王藝杰,任雷厲,等.蟠桃果醋生產(chǎn)工藝的研究[J].農(nóng)產(chǎn)品加工(學(xué)刊),2010(12):61-64.

[6]馬學(xué)曾.食醋釀造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)芻議[J].中國(guó)調(diào)味品,2002(12):3-6.

[7]GB/T 13662—2000，黃酒[S].