白酒復(fù)合酶在清香型機(jī)械化釀酒生產(chǎn)中的應(yīng)用

王海英，楊玉珍，馬　飛，王　慧，王　耀，張智洋，潘　東

（內(nèi)蒙古河套酒業(yè)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，內(nèi)蒙古巴彥淖爾 015400）

清香型白酒釀造的原料中含有數(shù)量不等的纖維素、半纖維素和β-葡聚糖等物質(zhì)，酒曲中的微生物和原糧內(nèi)源酶對這些大分子物質(zhì)沒有足夠的分解能力，造成原料利用率降低。同時(shí)，由于原料中的酒香類物質(zhì)被這些難分解的大分子物質(zhì)包裹，不能充分釋放，使成品酒辛辣味有余而醇厚感不足，造成酒品質(zhì)量下降或延長酒體的后熟期,增加生產(chǎn)成本。

為了提高清香型白酒產(chǎn)質(zhì)量，改善二米查酒體口感單薄、苦澀和降低乳酸乙酯等，我們設(shè)計(jì)在酒醅發(fā)酵中加入酒用復(fù)合酶。白酒復(fù)合酶含有纖維素酶、半纖維素酶、β-葡聚糖酶、淀粉酶、蛋白酶等一系列酶，這些酶互相協(xié)同作用，能夠水解酒醅中的纖維素、直（支）鏈淀粉和β-葡聚糖等營養(yǎng)物質(zhì)，增加白酒的出酒率，并且能充分釋放香類物質(zhì)，提高酒品質(zhì)量。

1　材料與方法

1.1　材料、試劑及儀器

實(shí)驗(yàn)材料：為河套酒業(yè)五原分廠清香型制酒車間二米查、三米查酒醅；隨機(jī)選取發(fā)酵前淀粉值幾乎相等的二米查酒醅，以便查看發(fā)酵后淀粉的消耗情況。選取二米查3個(gè)槽車作為添加酶制劑對象，標(biāo)號(hào)為二米查1#、二米查2#、二米查3#，其他工藝按照清香型機(jī)械化生產(chǎn)工藝執(zhí)行，同時(shí)隨機(jī)選取二米查2個(gè)槽車作為對照樣，嚴(yán)格按照清香型機(jī)械化生產(chǎn)工藝執(zhí)行；三米查選取標(biāo)準(zhǔn)同二米查。

檢測儀器及試劑：安捷倫7890A-5975C氣質(zhì)聯(lián)用儀；日本島津GC-2014色譜儀；上海博弈數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱，pH酸度計(jì)等；斐林試劑，氫氧化鈉、磷酸緩沖溶液等。

1.2　實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1　檢測方法

清香型酒體檢測方法按照河套酒業(yè)白酒原酒質(zhì)量分析方法第二法氣相色譜分析法檢測；糟醅理化檢測按照河套酒業(yè)固體酒醅理化分析標(biāo)準(zhǔn)檢測；氣質(zhì)聯(lián)用定性分析酒體微量成分。

1.2.2　酶制劑活化及用量

酒用復(fù)合酶，在使用前有特殊要求，酒用復(fù)合酶加入到40倍的40～45℃溫水中，活化1 h備用。二米查加入白酒復(fù)合酶時(shí)首先將白酒復(fù)合酶和大曲粉按照100∶0.8～100∶1的比例拌勻，利用自動(dòng)加曲機(jī)均勻添加到二米查酒醅中即可。三米查加入白酒復(fù)合酶時(shí)先將白酒復(fù)合酶按照投糧的0.1%比例加入溫水活化，要求將提前活化好的酵母菌液和復(fù)合酶液混合利用自動(dòng)噴淋機(jī)均勻加入酒醅中。

1.2.3　工藝流程（圖1）

圖1　清香型機(jī)械化生產(chǎn)工藝流程圖

1.2.4　復(fù)合酶應(yīng)用環(huán)節(jié)

在二米查（酒醅第一次餾酒后糟醅）和三米查（酒醅第二次餾酒后糟醅）酒醅入槽車發(fā)酵前，酒醅攤晾后加入白酒復(fù)合酶和大曲粉的混合物。其他工藝操作和參數(shù)均按照清香型白酒釀造生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

1.3　實(shí)驗(yàn)方案

選定的二米查和三米查酒醅，在既定的工藝環(huán)節(jié)做添加酒用復(fù)合酶實(shí)驗(yàn)。以酒用復(fù)合酶的推薦使用量為基準(zhǔn)，結(jié)合我們現(xiàn)有的實(shí)際生產(chǎn)情況，對每種發(fā)酵酒醅做不同添加量實(shí)驗(yàn)，具體的添加方案見表1。

表1　酒用復(fù)合酶不同添加量實(shí)驗(yàn)方案

在加入酒用復(fù)合酶后，將酒醅裝入不銹鋼槽車密封發(fā)酵。經(jīng)過一個(gè)周期的發(fā)酵后，將發(fā)酵好的酒醅在自動(dòng)翻轉(zhuǎn)甑桶蒸餾，按照不同等級(jí)分段摘酒。通過分析二米查和三米查的發(fā)酵酒醅添加酒用復(fù)合酶（試驗(yàn)樣）和不添加酒用復(fù)合酶（對照樣）生產(chǎn)的原酒的理化指標(biāo)和酒體口感、產(chǎn)量及對酒體的色譜分析指標(biāo)，來衡量加入復(fù)合酶對清香型白酒釀造所起到的作用和確定酒用復(fù)合酶的最適宜添加量。

2　結(jié)果與分析

2.1　酒醅的理化檢測

嚴(yán)格按照分公司清香型原酒機(jī)械化生產(chǎn)工藝操作規(guī)程，二米查酒醅理化指標(biāo)水分57%～63%，酸度0.5～1.0，淀粉17%～22%的規(guī)定進(jìn)行操作。在加入酒用復(fù)合酶后，將酒醅裝入不銹鋼槽車密封發(fā)酵，經(jīng)過一個(gè)周期的發(fā)酵后，將發(fā)酵好的酒醅蒸餾摘酒。同時(shí)取發(fā)酵前的酒醅和發(fā)酵后的酒醅做理化指標(biāo)分析，檢測結(jié)果見表2、表3。

由表2可知，二米查酒醅發(fā)酵前各項(xiàng)理化指標(biāo)控制在操作規(guī)程要求范圍之內(nèi)。經(jīng)過一定周期的發(fā)酵，酒醅均可正常發(fā)酵，通過對發(fā)酵前后酒醅淀粉的比對，對照酒醅淀粉利用率2.5%～4.05%，而加入酒用復(fù)合酶酒醅的試驗(yàn)樣淀粉利用率4.45%～5.85%，試驗(yàn)樣淀粉利用率大于對照樣，說明加入酒用復(fù)合酶酒醅淀粉利用充分，發(fā)酵更加徹底。另外二米查的3個(gè)試驗(yàn)樣，2#消耗淀粉幅度最大，淀粉消耗規(guī)律2#＞3#＞1#，說明對于二米查的發(fā)酵酒醅，在發(fā)酵過程中添加酒用復(fù)合酶0.1%比其他添加量，更有利于淀粉進(jìn)一步消耗。

表2　二米查發(fā)酵槽車酒糟的理化指標(biāo)

表3　三米查發(fā)酵槽車酒糟的理化指標(biāo)

由表3可知，三米查酒醅發(fā)酵前后水分、酸度和糖分理化指標(biāo)控制在操作規(guī)程要求范圍之內(nèi)。對發(fā)酵前后酒醅淀粉指標(biāo)來說，對照酒醅淀粉利用率5.15%～5.25%，而加入酒用復(fù)合酶酒醅的試驗(yàn)樣淀粉利用率5.75%～5.85%，試驗(yàn)樣淀粉利用率大于對照樣，說明三米查的發(fā)酵前糟醅加入酒用復(fù)合酶，可提高淀粉消耗量，發(fā)酵徹底。同時(shí)三米查的3個(gè)試驗(yàn)方案，2#和3#消耗淀粉幅度最大，試驗(yàn)樣淀粉利用率也是大于對照樣，說明對于三米查的發(fā)酵酒醅，在發(fā)酵過程中添加酒用復(fù)合酶0.1%～0.15%的量，糟醅在發(fā)酵時(shí)更能提高淀粉的利用率。

2.2　酒體的各項(xiàng)參數(shù)

2.2.1　二米查、三米查的甲級(jí)酒產(chǎn)量

發(fā)酵周期到時(shí)，要蒸餾餾酒。按照分公司清香型原酒機(jī)械化生產(chǎn)工藝操作規(guī)程三米查蒸餾時(shí)采取酒尾串蒸，二米查正常蒸餾；摘酒方式采用掐頭去尾，分段分級(jí)摘酒。取樣通過品評(píng)結(jié)果和理化檢測結(jié)果對原酒判定等級(jí)，按入庫標(biāo)準(zhǔn)要求入庫。根據(jù)感官指標(biāo)和理化指標(biāo)，統(tǒng)計(jì)甲級(jí)酒、總產(chǎn)量等，結(jié)果見表4、表5。

表4　三米查酒產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表

表5　二米查酒產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表

由表4、表5可知，在三米查原酒產(chǎn)量中3#總產(chǎn)量和優(yōu)質(zhì)酒率最高，說明3個(gè)不同添加量方案中3#酒用復(fù)合酶添加適量，方案最佳；二米查原酒產(chǎn)質(zhì)量中2#，這3項(xiàng)指標(biāo)最高，說明二米查發(fā)酵，3個(gè)試驗(yàn)方案，2#為最佳方案。并且甲級(jí)酒產(chǎn)量、總產(chǎn)量和優(yōu)質(zhì)酒率這3項(xiàng)指標(biāo)，二米查和三米查的實(shí)驗(yàn)樣均高于對照。

總體來看，甲級(jí)酒率三米查試驗(yàn)樣比對照平均提高1.01%，二米查平均提高1.82%；甲級(jí)酒產(chǎn)量三米查試驗(yàn)樣比對照平均提高7.50 kg，二米查平均提高11.66 kg；總產(chǎn)量三米查試驗(yàn)樣比對照平均提高13.16，二米查平均提高22.84 kg。所以根據(jù)原酒產(chǎn)質(zhì)量的參數(shù)來看，酒用復(fù)合酶確實(shí)促進(jìn)了二米查和三米查糟醅的發(fā)酵，從而提高了清香型原酒的產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)在二米查發(fā)酵過程中添加酒用復(fù)合酶，原酒的產(chǎn)質(zhì)量提升幅度較大。

2.2.2　二米查、三米查、酒體感官質(zhì)量

蒸餾餾酒時(shí)，在量質(zhì)摘酒過程中，取二米查酒甲級(jí)酒混合樣、三米查酒甲級(jí)酒混合樣，留樣編號(hào)品評(píng)。酒體質(zhì)量由自組品評(píng)團(tuán)隊(duì)（國家級(jí)評(píng)酒員6人、自治區(qū)級(jí)6人、自由人士6人）對所取樣品進(jìn)行暗評(píng)，品評(píng)采取打分和寫評(píng)語形式，繼而對18位專業(yè)和非專業(yè)人士的品評(píng)結(jié)果匯總。結(jié)果見表6、表7。

根據(jù)三米查的品評(píng)匯總結(jié)果來看：三米查3個(gè)試驗(yàn)樣2#、3#從打分和評(píng)語來看均好于試驗(yàn)樣1#。2#、3#發(fā)酵后酒體感官質(zhì)量較好。說明在三米查糟醅發(fā)酵過程中，添加酒用復(fù)合酶的量為0.1%～0.15%時(shí)能改善酒體感官質(zhì)量，使所產(chǎn)酒的香氣更好，酒體更綿柔豐滿。同時(shí)3個(gè)試驗(yàn)樣酒體感官質(zhì)量也均優(yōu)于2個(gè)對照，并且試驗(yàn)樣酒體口感打分要比對照樣品平均高1.10分左右，說明在三米查材料發(fā)酵過程中添加白酒復(fù)合酶能對發(fā)酵起到促進(jìn)作用，有效改善了酒體的質(zhì)量。

根據(jù)二米查的品評(píng)匯總結(jié)果來看：二米查3個(gè)試驗(yàn)樣酒體口感打分要比對照樣平均高1.02分左右；試驗(yàn)樣酒體評(píng)語明顯優(yōu)于對照；并且在3個(gè)試驗(yàn)樣中2#從打分和評(píng)語來看均高于1#、3#，說明在二米查糟醅發(fā)酵過程中添加白酒復(fù)合酶的量為0.1%時(shí)，生產(chǎn)的原酒酒體感官質(zhì)量更好。試驗(yàn)樣明顯好于對照樣，說明二米查材料發(fā)酵過程中添加白酒復(fù)合酶能對發(fā)酵起到促進(jìn)作用，有效改善了酒體的質(zhì)量。

2.3　酒體香氣指標(biāo)

2.3.1　骨架成分

蒸餾后所取二米查、三米查試驗(yàn)、對照酒樣利用氣相色譜儀分析酒體中骨架成分，對各樣品的香氣成分平均值統(tǒng)計(jì)匯總，匯總結(jié)果見圖2、圖3。

由圖2、圖3可知，乙酸乙酯、乙醛和乙縮醛這3項(xiàng)指標(biāo)，二米查、三米查試驗(yàn)樣均高于對照樣；乳酸乙酯和甲醇、正丙醇等雜醇油試驗(yàn)樣均低于對照樣。說明在發(fā)酵過程中添加白酒復(fù)合酶生產(chǎn)的清香型原酒有效提高了清香型的特征成分，同時(shí)有效降低了乳酸乙酯和高級(jí)醇類物質(zhì)。

清香型白酒乙醛和乙縮醛的主要作用是對香氣有較強(qiáng)的協(xié)調(diào)功能，但必須要有協(xié)調(diào)的比例，根據(jù)化學(xué)工程平衡原理，tgα=乙縮醛/乙醛=1[1]時(shí)即乙縮醛和乙醛之比為1∶1時(shí)，為最佳的比例。按照這一原理計(jì)算二米查和三米查的試驗(yàn)樣和對照樣的兩者的比例，通過計(jì)算我們試驗(yàn)樣乙縮醛和乙醛幾乎接近1∶1，而對照樣比例偏差較試驗(yàn)樣大。

表6　二米查酒口感品評(píng)匯總表

表7　三米查酒口感品評(píng)匯總表

酯類是白酒香氣的重要組分，這些酯類雖然其結(jié)合酸不同，但幾乎都是乙酯，一般發(fā)酵期短的普通白酒在酯類中乙酸乙酯含量最多，并且乙酸乙酯≥乳酸乙酯[2]，但含量不能過多。對于本實(shí)驗(yàn)中試驗(yàn)樣和對照樣的乙酸乙酯和乳酸乙酯均符合這一規(guī)律。

圖2　二米查酒理化指標(biāo)

圖3　三米查酒香氣指標(biāo)

白酒中的高級(jí)醇即雜醇油是在酒精發(fā)酵過程中，蛋白質(zhì)分解成氨基酸再進(jìn)一步水解放出氨、脫羧基，生成醇。它們有強(qiáng)烈的氣味，是白酒芳香成分之一，但雜醇油對人體神經(jīng)系統(tǒng)的麻醉和毒害作用比乙醇強(qiáng)，它在人體內(nèi)的氧化速度[3]卻比乙醇慢，在機(jī)體內(nèi)停留的時(shí)間也較長。所以在白酒生產(chǎn)工藝中有效降低高級(jí)醇也是應(yīng)考慮的問題之一。通過對本實(shí)驗(yàn)酒體微量成分的分析，發(fā)現(xiàn)無論二米查或三米查在發(fā)酵過程中加入酒用復(fù)合酶，試驗(yàn)樣酒體的雜醇油均低于對照樣，說明在發(fā)酵過程中加入酒用復(fù)合酶均能有效抑制雜醇油的產(chǎn)生。

2.3.2　復(fù)雜成分

對蒸餾后所取的二米查、三米查酒樣通過萃取、富集等樣品前處理后，利用頂空固相微萃取-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(HS-SPME-GC/MS)分析酒體中微量成分。經(jīng)過分析三米查酒體沒有明顯的特殊組分，但二米查酒體在出峰時(shí)間為13.30 s時(shí)，試驗(yàn)酒樣比對照酒樣多出一峰，經(jīng)過和NIST08.L標(biāo)準(zhǔn)譜庫對比，得出此峰為編號(hào)CAS2785-89-9,化學(xué)名稱為Phenol,4-ethyl-2-methoxy-（4-乙基-2-甲氧基苯酚），俗名4-乙基愈創(chuàng)木酚，見圖4。

圖4　二米查酒體氣相色譜-質(zhì)譜圖

由圖4可知，二米查酒體中試驗(yàn)樣均檢測出4-乙基愈創(chuàng)木酚，而對照均未檢測出。并且4-乙基愈創(chuàng)木酚的峰值規(guī)律為試驗(yàn)樣2#＞3#＞1#。說明在發(fā)酵過程中加入酒用復(fù)合酶能促進(jìn)4-乙基愈創(chuàng)木酚的產(chǎn)生，而在發(fā)酵過程中不同加入的酶量促使產(chǎn)生的4-乙基愈創(chuàng)木酚含量不同。

4-乙基愈創(chuàng)木酚呈發(fā)酵香氣,略帶甜味,量少時(shí)還有緩和咸味、協(xié)調(diào)香味成分的作用，是決定白酒品位及質(zhì)量的一個(gè)主要香味成分。同時(shí)4-乙基愈創(chuàng)木酚等酚類具有預(yù)防疾病、抗衰老、促進(jìn)人體健康的作用[4]。所以4-乙基愈創(chuàng)木酚在白酒中是一類很重要而且對人體有益的微量成分，一般清香型白酒中幾乎不含愈創(chuàng)木酚。本課題在試驗(yàn)中清香型白酒檢出愈創(chuàng)木酚實(shí)屬偶然，在不影響香型風(fēng)格的前提下，多出了對酒體口感綿柔和豐滿起到一定作用，同時(shí)對人體有益的香味成分，是值得研究的。

3　結(jié)果與討論

通過實(shí)驗(yàn)得到：二米查試驗(yàn)樣2#酒體產(chǎn)質(zhì)量較好，即二米查糟醅在其他工藝條件不變的前提下，加入0.1%的白酒復(fù)合酶，效果最佳；三米查試驗(yàn)樣2#和3#酒體產(chǎn)質(zhì)量較好，即三米查糟醅在其他工藝條件不變的前提下，加入0.1%或0.15%的白酒復(fù)合酶，效果最佳，但考慮到成本問題，建議選擇添加0.1%的這一方案。

本課題研究了白酒復(fù)合酶在清香型機(jī)械化釀酒生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用，結(jié)合二米查三米查糟醅在發(fā)酵過程中理化的分析、原酒的產(chǎn)質(zhì)量的分析等得出了在白酒發(fā)酵過程中加入白酒復(fù)合酶能促進(jìn)酒醅徹底發(fā)酵，提高原酒產(chǎn)量。并且白酒復(fù)合酶中含有大量的酶類有效分解物料中的一些營養(yǎng)，產(chǎn)生大量以及豐富的香味成分使得酒體香氣較好，口感綿柔。同時(shí)不同添加量的酶促進(jìn)發(fā)酵的程度各異，產(chǎn)生香氣成分也各有不同。

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