甜米酒發(fā)酵工藝條件研究

李華敏，王藝欣，李 林，黃萍萍*

（1.魯東大學 食品工程學院，山東 煙臺 264025；2.煙臺市糧油質(zhì)量檢測中心，山東 煙臺 265301）

甜米酒又稱酒釀，是我國的傳統(tǒng)發(fā)酵米制食品，其風味獨特、口感醇厚，具有養(yǎng)胃、補血、舒筋活血等保健功能，還可作為中草藥的材料來源[1-2]。甜米酒營養(yǎng)價值很高，除含有20種氨基酸外，還含有豐富的生物短肽和維生素[3-4]。甜米酒對血管緊張素轉(zhuǎn)化酶的活性具有很強的抑制作用，并且具有一定的抗疲勞和提高免疫力的能力[5-6]。

甜米酒的獨特風味主要來源于糯米自身分解以及微生物代謝產(chǎn)生的揮發(fā)性風味物質(zhì)，如醇類、醛類、酸類、酯類等化合物，這些風味物質(zhì)發(fā)生協(xié)同和拮抗效應(yīng)產(chǎn)生新的風味，賦予甜米酒特有的風格[7-10]。甜米酒中的滋味物質(zhì)大多數(shù)來自于原料中的糖類和蛋白質(zhì)在微生物酶的作用下分解成的葡萄糖、果糖等低聚糖和氨基酸以及各種有機酸，這些滋味物質(zhì)賦予成品酸甜可口的醇厚感[11-14]。

本研究以糯米為原料，對甜米酒生產(chǎn)過程中影響甜米酒風味的幾個關(guān)鍵因素進行研究，重點探討了甜米酒的發(fā)酵時間、料水比和接種量對甜米酒風味所產(chǎn)生的影響，以期進一步提高甜米酒的品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

圓糯米（水分含量＜15%，淀粉含量＞69%）：購于煙臺樂美超市；安琪甜酒曲：安琪酵母股份有限公司；純凈水：實驗室自制。

1.2 儀器與設(shè)備

Q/OANN 10-2008電子天平：奧豪斯儀器（上海）有限公司；ZHWY型恒溫培養(yǎng)振蕩器：上海智城分析儀器制造有限公司；SPX型智能恒溫生化培養(yǎng)箱：寧波江南儀器廠；PAL-1型數(shù)顯糖度計：廣州愛拓科學儀器有限公司；DKE200-829A電磁爐：美的股份有限公司；UPR-II-10T純水超純水一體機：四川優(yōu)普超純科技。

1.3 方法

1.3.1 甜米酒加工工藝流程及操作要點[15]

操作要點：

（1）選米

原料糯米必須完整、精白、飽滿、無雜質(zhì)、無雜米，以當年生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)糯米為原料，水分含量＜15%，淀粉含量＞69%。

（2）洗米、浸米

原料糯米放入不銹鋼盆中不斷清洗，直到淘米水不再混濁為止。用清水浸沒淘洗干凈的糯米，米和水的比例為1.0∶2.5（g∶mL），將糯米放在30 ℃的恒溫生化培養(yǎng)箱中，浸米24 h，然后用自來水洗米兩次并瀝干。浸泡程度以糯米手捏即碎，內(nèi)無白心為原則。

（3）蒸煮

將浸泡好的糯米瀝干水后，放入蒸鍋內(nèi)蒸煮40 min，蒸煮后的糯米需內(nèi)無白心、疏松不糊、均勻一致。

（4）淋飯攤涼

將蒸煮過的糯米攤放到無菌的不銹鋼托盤上使其冷卻，可適當?shù)奶砑由僭S冷開水加速其冷卻，使其降溫到30℃左右。

（5）下曲培菌

將一定量的酒曲加入到冷卻的糯米原料中，原料與菌種充分混合，在拌曲的過程中加入適量的冷開水，將糯米充分拌勻。

（6）落罐、搭窩

將已經(jīng)拌曲的糯米搭成有利于通氣均勻和糖化菌生長，更有利于觀察甜米酒生產(chǎn)狀況的“倒喇叭”形凹圓窩，用保鮮膜密封。

（7）保溫發(fā)酵

根據(jù)不同的實驗條件，在30℃恒溫箱中保溫發(fā)酵。經(jīng)發(fā)酵后可觀察到表面出現(xiàn)白色菌絲，產(chǎn)生糖液。經(jīng)過24～72 h，發(fā)酵成熟。

1.3.2 甜米酒感官評定

表1 甜米酒感官評定標準Table 1 Sensory evaluation standards of sweet rice wine

參考相關(guān)米酒評定方法[16]及米酒評定標準制定感官評分標準[5，17]（見表1），并隨機挑選至少20名人員組成測評小組，通過色澤、風味、口感和組織狀態(tài)四項指標對甜米酒進行感官評定，最終成品感官評分取平均分，滿分100分。

1.3.3 甜米酒發(fā)酵工藝優(yōu)化單因素試驗

（1）發(fā)酵時間對甜米酒品質(zhì)的影響

發(fā)酵時間分別為24 h、36 h、48 h、60 h和72 h，甜酒曲接種量為0.4%，料水比為1.0∶0.8（g∶mL），在30 ℃條件下進行發(fā)酵，考察發(fā)酵時間對甜米酒品質(zhì)的影響。

（2）發(fā)酵料水比對甜米酒品質(zhì)的影響

分別以料水比為1.0∶0.4、1.0∶0.6、1.0∶0.8、1.0∶1.0（g∶mL），甜酒曲接種量為0.4%，發(fā)酵時間為36 h，在30℃條件下進行發(fā)酵，考察料水比對甜米酒品質(zhì)的影響。

（3）接種量對甜米酒品質(zhì)的影響

分別以甜酒曲接種量為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，料水比為1.0∶0.8（g∶mL），發(fā)酵時間為36 h，在30 ℃條件下進行發(fā)酵，考察接種量對甜米酒品質(zhì)的影響。

1.3.4 甜米酒發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗

在單因素試驗結(jié)果基礎(chǔ)上，以甜米酒的綜合評分為評價指標，以發(fā)酵時間（A）、料水比（B）和接種量（C）為3個影響因素，利用正交試驗設(shè)計L9（33）確定最佳發(fā)酵條件，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

1.3.5 分析測定

（1）酒精度測定

參照國標GB 5009.225—2016《食品安全國家標準酒中乙醇濃度的測定》中的密度瓶法，最后換算成20℃時酒精度[18]。

（2）糖度測定

采用手持折光儀法測定。將發(fā)酵醪液取出混勻，將醪液滴在折光儀上，記錄數(shù)值。

（3）微生物指標

根據(jù)農(nóng)業(yè)行業(yè)標準NY/T 1885—2017《綠色食品米酒》中大腸桿菌（Escherichiacoli）限量指標[16]，參照GB4789.3—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸菌群計數(shù)》對甜米酒中大腸菌群進行檢測[19]。

（4）綜合評價

綜合評價按百分制計算。由于構(gòu)成甜米酒風味的主要是醇類、醛類、酸類和酯類等化合物，而醇類、醛類、酸類和酯類物質(zhì)主要表現(xiàn)在甜米酒的香味和口感上，因此在甜米酒的3個評價指標中，感官評價所占的分值最大，考慮到甜米酒中酒精含量與糖度的協(xié)調(diào)性，故在本研究中，將酒精度、糖度和感官指標的總分值分別按30分、20分、50分進行評價[5，20]。根據(jù)綜合評分的結(jié)果（滿分100分）來確定發(fā)酵工藝的最優(yōu)參數(shù)。綜合評分的計算公式如下：

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵時間對甜米酒風味的影響

表3 發(fā)酵時間對甜米酒品質(zhì)的影響Table 3 Effect of fermentation time on the quality of sweet rice wine

由表3可知，當發(fā)酵時間為24 h時，甜米酒香味較淡、酒味較淡薄；當發(fā)酵時間為36 h時，甜米酒的口感醇厚、風味最佳，綜合評分最高（90.8分），可能是在此階段根霉和酵母菌在適宜的條件下生長，菌種中的酶活性強，在酵母菌的作用下使糖酵解為乙醇，并伴隨著芳香族化合物、醛類物質(zhì)和酯類物質(zhì)的生成，使得甜米酒的口感醇厚、風味最佳；當發(fā)酵時間為48～60h時，甜米酒的香氣較濃，酒味濃郁，但開始出現(xiàn)酸味；當發(fā)酵時間為72 h時，甜米酒的口感最差，可能是因為在此階段菌種產(chǎn)生大量的次級代謝產(chǎn)物，故甜米酒出現(xiàn)酸味和苦澀味。因此，最適發(fā)酵時間為36 h。

2.2 料水比對甜米酒風味的影響

表4 料水比對甜米酒品質(zhì)的影響Table 4 Effect of material to water ratio on the quality of sweet rice wine

由表4可知，隨著加水量的不斷增加，甜米酒的感官評定分數(shù)也不斷增加，當料水比為1.0∶0.4～1.0∶0.8（g∶mL）時，甜米酒口感淡薄、酒味較淡。加水量過少會使酒曲在糯米中分布不均勻，導致發(fā)酵不均，而且加水量過少不利于甜米酒釀造過程中各反應(yīng)的進行。當料水比為1.0∶0.8（g∶mL）時，綜合評分最高（98.5分）；這可能是因為加入的水充足，有利于菌種的生長繁殖，使得菌種生長代謝旺盛，酵母和根霉產(chǎn)酶旺盛，同時酶的活力強，有利于淀粉的水解和糖化，從而使得發(fā)酵產(chǎn)的甜米酒中的乙醇、糖類、醛類及芳香族化合物含量多，從而甜米酒的口感和風味最佳[12]。當料水比＞1.0∶0.8（g∶mL）時，甜米酒口感淡薄、香味較淡。加水過多時，會使總糖濃度相對減小，不利于發(fā)酵，造成甜米酒口感淡薄[21]。因此，最適料水比為1.0∶0.8（g∶mL）。

2.3 接種量對甜米酒風味的影響

由表5可知，當接種量為0.2%時，酒曲量少，不足以發(fā)酵糯米生成甜米酒，故甜米酒口感較差、酒味和香氣較淡；當接種量為0.4%綜合評分最高（96.3分），口感細膩、味道柔和、醇香濃郁；當接種量＞0.4%之后，甜米酒的口感較差、醇香不明顯。這可能是因為加入的酒曲多，菌種生長過快，造成甜米酒口感酸苦。當接種量為0.4%時，甜米酒的口感和風味最佳。糖化菌及酵母的接種量少時，導致淀粉分解不完全，甜米酒的口感就會過于粗糙淡薄。因此，最佳接種量為0.4%。

表5 接種量對甜米酒品質(zhì)的影響Table 5 Effect of inoculum on the quality of sweet rice wine

2.4 甜米酒發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗

對影響甜米酒發(fā)酵的3個因素即發(fā)酵時間（A）、接種量（B）和料水比（C）進行正交試驗，以米酒的綜合評分為判斷依據(jù)，確定甜米酒發(fā)酵的最佳工藝條件，正交試驗的結(jié)果與分析見表6，方差分析見表7。

表6 發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗結(jié)果與分析Table 6 Results and analysis of orthogonal experiments for fermentation technology optimization

由表6可知，對結(jié)果影響由大到小順序為接種量＞發(fā)酵時間＞料液比，確定的米酒發(fā)酵的最佳發(fā)酵條件組合為A3B2C3，即發(fā)酵時間42h，接種量0.4%，料水比1.0∶0.9（g∶mL）。在此優(yōu)化條件下，發(fā)酵制作米酒的酒精度是6.8%vol，糖度是27.4%，產(chǎn)品甜度適口，色澤透亮，醇香和米香濃郁芬芳，綜合評分達到98分，試驗結(jié)果較理想。

表7 正交試驗結(jié)果方差分析Table 7 Variance analysis of orthogonal experiments results

由表7可知，接種量和發(fā)酵時間對米酒品質(zhì)影響有顯著影響（P＜0.05），意味著在實際生產(chǎn)中應(yīng)該特別重視對這兩個發(fā)酵關(guān)鍵因素進行精準控制，才能保證生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定且品質(zhì)俱佳的米酒產(chǎn)品，料水比相較于其他兩個因素而言，對米酒的品質(zhì)影響相對較小，只要保證水分充足，水質(zhì)潔凈衛(wèi)生，未污染雜菌等，即可保證米酒產(chǎn)品的穩(wěn)定性和品質(zhì)。

3 結(jié)論

在甜米酒的制作過程中影響甜米酒風味的主要工藝環(huán)節(jié)有蒸煮、發(fā)酵和下曲培菌。蒸煮過程中的料水比、發(fā)酵過程中的時間和下曲培菌過程中的接種量都對甜米酒的風味有很大的影響。結(jié)果表明，在甜米酒發(fā)酵時間為42 h、料水比為1.0∶0.9（g∶mL）、接種量為0.4%時，甜米酒成品在色澤、風味、口感和組織狀態(tài)方面最佳，綜合評分為98分。