傳統(tǒng)房縣黃酒釀造工藝研究

朱正軍，萬端極，盧揚成，謝逾群，徐 斌，張愛帝，陳茂彬，曹敬華*

（1.湖北工業(yè)大學(xué) 發(fā)酵工程教育部重點實驗室 工業(yè)發(fā)酵湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心 湖北省工業(yè)微生物重點實驗室，湖北 武漢 430068；2.房縣黃酒和發(fā)酵產(chǎn)業(yè)局，湖北 十堰 442100）

黃酒是以谷物為原料，利用酒藥、麥曲或米曲所含的多種微生物參與釀制而成的一種低酒精度發(fā)酵原酒[1]，保留了發(fā)酵過程中產(chǎn)生的各種營養(yǎng)成分、風(fēng)味成分[2]和活性物質(zhì)[3]，其風(fēng)味獨特，在中國及東南亞廣受消費者喜愛[4]。我國黃酒的品種很多，以紹興黃酒、即墨老酒、上海老酒等為代表，根據(jù)釀造原輔料、糖化發(fā)酵劑和生產(chǎn)工藝等的不同，產(chǎn)品風(fēng)格也各不相同[5]。

房縣黃酒具有區(qū)別于紹興黃酒和上海黃酒等的獨特產(chǎn)品特點，含有豐富的氨基酸、多肽、多酚等營養(yǎng)物質(zhì)，主要風(fēng)味物質(zhì)為β-苯乙醇、乳酸乙酯、異戊醇、異丁醇、乙酸乙酯、正丙醇和丁二酸二乙酯等，具有高β-苯乙醇和低異戊醇的獨特優(yōu)點。

房縣黃酒發(fā)酵采用典型的邊糖化邊發(fā)酵的方法，使用自產(chǎn)小曲，發(fā)酵過程中不加麥曲，不加純酵母，酒體乳白色或淡黃色，米香濃郁，具有黃酒特有的醇香，酒體鮮甜、甘冽，爽凈，沁人心脾。目前，對傳統(tǒng)房縣黃酒釀造工藝的研究十分匱乏，房縣黃酒主要是以經(jīng)驗和作坊式工藝釀酒，缺乏科學(xué)、系統(tǒng)的理論研究基礎(chǔ)。本試驗通過單因素和正交試驗對傳統(tǒng)房縣黃酒釀造工藝進行研究和優(yōu)化，以期為房縣黃酒的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

糯米、酒藥：房縣黃酒和發(fā)酵產(chǎn)業(yè)局；硫酸、硫酸銅、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、葡萄糖、酚酞、次甲基藍（均為分析純）：國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

AR1140電子分析天平：奧克斯國際貿(mào)易有限公司；PHX智能生化恒溫培養(yǎng)箱：寧波萊?？萍加邢薰荆籉E-20pH計：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；2004酒精計：余姚儀表二廠有限責(zé)任公司。

1.3 方法

1.3.1 房縣黃酒加工工藝流程

1.3.2 操作要點

①浸米：糯米用水浸泡5～8 h至米粒充分吸水。

②蒸煮：將浸泡后的糯米瀝干水分，0.05MPa蒸煮20min。③攤涼：蒸熟的糯米攤涼降溫至28～30℃。

④糖化：加入0.4%～0.6%酒藥和40%～60%水，在陶缸中拌勻搭窩，25～28℃糖化36～48 h。

⑤發(fā)酵：糖化之后將醪液混勻，22～30℃發(fā)酵15～27d。

⑥滅菌：發(fā)酵結(jié)束后，立即將罐中物料轉(zhuǎn)移出進行壓榨，獲得酒液。酒液室溫靜置澄清24 h，然后65℃煎酒滅菌20～30 min。

1.3.3 理化指標測定

總糖、非糖固形物、酒精度、總酸、氨基酸態(tài)氮、β-苯乙醇、異戊醇的測定參見國標GB/T 13662—2008《黃酒》中的方法進行[6]。

1.3.4 氨基酸含量測定

取10 mL樣品加入10%磺基水楊酸10 mL混合均勻，于4℃放置2 h，1 000 r/min離心15 min，中速濾紙過濾后，用4 mol/L NaOH調(diào)整濾液pH值至8.0，并定容至25 mL，經(jīng)0.45μm微孔濾膜過濾，用AccQ·FluorReagentKit（P/NWAT 052880）進行衍生處理后，用高效液相色譜法（high performance liquid chromatography，HPLC）外標法測定樣品中的游離氨基酸含量[7]。

1.3.5 感官評定方法

選擇專業(yè)品評人員（10人）按照表1的感官評定標準對房縣黃酒進行打分，結(jié)果取10人的平均分，滿分為100分[8]。

表1 房縣黃酒的感官評分標準Table 1 Sensory evaluation standards of Fangxian rice wine

1.3.6 發(fā)酵工藝優(yōu)化單因素試驗設(shè)計

分別考察酒藥接種量（0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%）、料水比（1∶0.3、1∶0.4、1∶0.5、1∶0.6、1∶0.7（g∶mL））、發(fā)酵時間（15 d、18 d、21 d、24 d、27 d）、發(fā)酵溫度（22 ℃、24 ℃、26 ℃、28℃、30℃）對房縣黃酒中異戊醇、β-苯乙醇、酒精度及其感官評分的影響。

1.3.7 發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗設(shè)計

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以酒藥接種量（A）、料水比（B）、發(fā)酵溫度（C）、發(fā)酵時間（D）為影響因素，以感官評分為評價指標，采用L9（34）正交試驗對傳統(tǒng)房縣黃酒的釀造工藝進行優(yōu)化，發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗因素與水平見表2。

表2 發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗因素與水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experiments for fermentation technology optimization

2 結(jié)果與分析

2.1 酒藥接種量對黃酒發(fā)酵的影響

圖1 接種量對β-苯乙醇和異戊醇含量的影響Fig.1 Effect of inoculum on β-phenylethanol and isoamyl alcohol contents

圖2 接種量對感官評分和酒精度的影響Fig.2 Effect of inoculum on sensory score and alcohol content

β-苯乙醇是稻米類黃酒在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的特征性成分，以原料中的氨基酸為底物，利用Erlich反應(yīng)產(chǎn)生，β-苯乙醇具有玫瑰花香和蜂蜜香，為黃酒帶來悅?cè)讼銡鈁9-10]。飲用黃酒易“上頭”，主要原因是發(fā)酵過程中微生物代謝所產(chǎn)生的高級醇如異戊醇、異丁醇含量過高[11-12]，有研究指出[13]，高級醇在人體內(nèi)的代謝速度比乙醇慢，在機體內(nèi)停留時間長，造成更持久的刺激。從圖1可知，房縣黃酒擁有較高的β-苯乙醇含量和較低的異戊醇含量，酒藥接種量為0.5%時，β-苯乙醇含量最高，酒藥接種量為0.4%時，異戊醇含量最低。從圖2可知，隨著酒藥接種量增加，酒精度含量逐漸升高，而感官評分在接種量為0.5%時最高，該黃酒米香濃郁、鮮甜爽凈，而過高和過低的接種量都會導(dǎo)致黃酒的色澤變差，出現(xiàn)異香異味。綜合考慮，選擇酒藥接種量為0.5%。

2.2 料水比對黃酒發(fā)酵的影響

圖3 料水比對β-苯乙醇和異戊醇的影響Fig.3 Effect of material-liquid ratio on β-phenylethanol and isoamyl alcohol contents

圖4 料水比對感官評分和酒精度的影響Fig.4 Effect of material-liquid ratio on sensory score and alcohol content

傳統(tǒng)房縣黃酒在釀造過程中加水量少，醪液濃稠，含糖量高。由圖3可知，隨著料水比的增加，β-苯乙醇含量逐漸增高，異戊醇含量先降低后升高，在料水比1∶0.5（g∶mL）時最低，為71.6 mg/L，當(dāng)加水量較少時，發(fā)酵醪液糖度很高，酵母生長代謝受到抑制，導(dǎo)致β-苯乙醇和異戊醇含量降低，而當(dāng)加水量增加時，發(fā)酵醪液得到稀釋，酵母生長代謝旺盛，β-苯乙醇和異戊醇含量則隨之增加。由圖4可知，加水量越高，酒精度越高，但較低和較高的料水比所釀造的房縣黃酒感官評分都不高，酒體存在或酸或過甜等缺陷，在料水比為1∶0.5（g∶mL）時，感官評分達到93分，酒體風(fēng)格典型，口感諧調(diào)。綜合考慮，選擇料水比為1∶0.5（g∶mL）。

2.3 發(fā)酵時間對黃酒發(fā)酵的影響

圖5 發(fā)酵時間對β-苯乙醇和異戊醇的影響Fig.5 Effect of fermentation time on β-phenylethanol and isoamyl alcohol contents

圖6 發(fā)酵時間對感官評分和酒精度的影響Fig.6 Effect of fermentation time on sensory score and alcohol content

隨著發(fā)酵時間的延長，發(fā)酵過程中的微生物從大量增殖到趨于平穩(wěn)、衰亡。由圖5可知，β-苯乙醇含量逐漸增加，在24 d后開始下降，可能是因為前期發(fā)酵微生物增殖代謝活動旺盛，到發(fā)酵后期，酵母衰亡等原因?qū)е缕洚a(chǎn)量不再增加甚至下降；異戊醇含量在27 d時有所增加，可能是因為發(fā)酵后期酵母自溶所導(dǎo)致。由圖6可知，酒精度隨著發(fā)酵時間的延長不斷上升，前21d內(nèi)上升趨勢較大，21 d后上升趨勢趨于平緩；發(fā)酵時間為21 d時，感官評分最高，考慮到發(fā)酵21 d時β-苯乙醇、異戊醇含量以及酒精度均處于較理想狀態(tài)，因此選擇發(fā)酵時間為21 d。

2.4 發(fā)酵溫度對黃酒發(fā)酵的影響

作為酵母生長繁殖重要條件的發(fā)酵溫度直接影響酒精的生成量和黃酒的質(zhì)量[14]。酒精酵母最適生長溫度為25～30℃，溫度低、繁殖慢，溫度高、繁殖快[15]。由圖7可知，隨著發(fā)酵溫度的增加，β-苯乙醇和異戊醇含量均呈上漲趨勢，其中β-苯乙醇在發(fā)酵溫度為28℃時達最高達到158.3mg/L。由圖8可知，隨著前酵溫度的升高，酒精度先升高后下降，溫度為26℃時，酒精度最高，感官評分也最高。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(dāng)溫度過高時，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。綜合考慮，選擇發(fā)酵溫度為26℃。

圖7 發(fā)酵溫度對β-苯乙醇和異戊醇的影響Fig.7 Effect of fermentation temperature on β-phenylethanol and isoamyl alcohol contents

圖8 發(fā)酵溫度對感官評分和酒精度的影響Fig.8 Effect of fermentation temperature on sensory score and alcohol content

2.5 發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗結(jié)果

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，對酒藥接種量、料水比、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間進行4因素3水平的正交試驗優(yōu)化，試驗結(jié)果與分析見表3，方差分析見表4。

由表3極差分析結(jié)果可知，對傳統(tǒng)房縣黃酒感官品質(zhì)影響的大小順序為酒藥接種量＞發(fā)酵溫度＞料水比＞發(fā)酵時間。傳統(tǒng)房縣黃酒的最佳工藝條件組合為A2B2C3D3，即酒藥接種量0.5%，料水比1∶0.5（g∶mL），發(fā)酵溫度28 ℃，發(fā)酵時間24 d。由表4可知，酒藥接種量和發(fā)酵溫度對產(chǎn)品感官評分的影響均為顯著（P＜0.05）。在此工藝條件下，進行傳統(tǒng)房縣黃酒最優(yōu)發(fā)酵工藝的驗證試驗，獲得傳統(tǒng)房縣黃酒的β-苯乙醇含量為168.2 mg/L，異戊醇含量為63.5 mg/L，酒精度為17.6%vol，感官評分為94分。

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

表4 正交試驗結(jié)果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiments results

2.6 理化指標檢測結(jié)果

對最佳工藝條件下的房縣黃酒進行理化指標檢測，結(jié)果見表5。由表5可知，房縣黃酒總糖為154.6 g/L，總酸為7.5 g/L，非糖固形物為32.6 g/L，具有“高糖、高酸、高固形物”的特點，加之房縣黃酒多采用山泉水為釀造用水，這形成了與其他品種黃酒截然不同的產(chǎn)品特點。

表5 房縣黃酒理化指標檢測結(jié)果Table 5 Determination results of the physical and chemical indexes of Fangxian rice wine

3 結(jié)論

通過單因素試驗和正交試驗對傳統(tǒng)房縣黃酒的釀造工藝進行優(yōu)化，確定其最優(yōu)釀造工藝為酒藥接種量0.5%，料水比1∶0.5（g∶mL），發(fā)酵溫度28 ℃，發(fā)酵時間24 d。在此條件下釀造得到的房縣黃酒米香濃郁，柔和甘冽，酒體諧調(diào)，具有獨特的產(chǎn)品風(fēng)格，酒精度為17.6%vol、β-苯乙醇含量為168.2 mg/L、異戊醇含量為63.5 mg/L、總糖為154.6 g/L、總酸為7.5g/L、非糖固形物為32.6 g/L、氨基酸態(tài)氮為0.47 g/L，氨基酸含量為228.3 mg/L。

[1]CHEN S,XU Y.Adaptive evolution ofSaccharomyces cerevisiaewith enhanced ethanol tolerance for Chinese rice wine fermentation[J].Appl Biochem Biotechnol,2014,173(7):1940-1954.

[2]王培璇，毛 健，李曉鐘，等.不同地區(qū)黃酒揮發(fā)性物質(zhì)差異性分析[J].食品科學(xué)，2014，35（6）：83-89.

[3]謝廣發(fā).日本清酒保健功能研究現(xiàn)狀及其對我國黃酒的啟示[J].中國釀造，2009，28（7）：10-11.

[4]MO X L,FAN W L,XU Y.Changes in volatile compounds of Chinese rice wine wheat Qu duringfermentation and storage[J].J I Brewing,2009,115(4):300-307.

[5]劉蕓雅.紹興黃酒發(fā)酵中微生物群落結(jié)構(gòu)及其對風(fēng)味物質(zhì)影響研究[D].無錫：江南大學(xué)，2015.

[6]郭新光，許榮年，胡志明，等.GB/T 13662—2008黃酒[S].北京：中國標準出版社，2008.

[7]張 博，鄭聯(lián)合，余雪梅，等.添加淋飯酒母對液態(tài)法釀制清爽型山蘭黃酒品質(zhì)及風(fēng)味的影響[J].中國釀造，2013，32（10）：61-65.

[8]劉竹青，于 梅.蛹蟲草甜米酒的釀造工藝研究[J].中國釀造，2017，36（9）：177-181.

[9]高蕙文，沈 藝，楊春芳，等.關(guān)于黃酒標準的理解及探討[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報，2013，4（2）：613-615.

[10]蘆智遠，張耀武，李雪娟，等.固相萃取-氣相色譜法測定黃酒中β-苯乙醇含量[J].食品科學(xué)，2017，38（24）：213-217.

[11]黃桂東，彭家偉，鐘先鋒，等.半干型紹興黃酒中主要高級醇含量檢測及其香氣貢獻分析[J].中國釀造，2017，36（10）：159-162.

[12]邱修柄.米香型白酒上頭成分的形成機理及控制措施研究[D].廣州：仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，2014.

[13]張邦建，李長文，梁慧珍，等.應(yīng)用SAS軟件優(yōu)化分析影響固態(tài)發(fā)酵白酒雜醇油的生成因素[J].釀酒科技，2011（5）：46-49.

[14]左楠楠.紅曲黃酒釀造關(guān)鍵技術(shù)的研究[D].金華：浙江師范大學(xué)，2013.

[15]傅祖康，楊國軍.黃酒生產(chǎn)200問[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010：224-225.