不同種類大米黃酒釀造的差異性分析

油卉丹 ， 毛 健 ， 周志磊

（1.糧食發(fā)酵工藝與技術(shù)國家工程實驗室，江南大學，江蘇無錫214122；2.江南大學食品學院，江蘇無錫214122；3.江南大學 食品安全與營養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 無錫214122；4.國家黃酒工程技術(shù)研究中心，浙江 紹興312000；5.江南大學（如皋）食品生物技術(shù)研究所，江蘇 如皋 226500）

中國黃酒釀造的主要原料為大米、小麥和水。在浙江紹興酒的釀制中，形象地把米比喻為“酒之肉”，可見米對釀造黃酒的重要性。南方釀制黃酒所用的大米主要有糯米、粳米和秈米等，不同特性的稻米釀造的黃酒品質(zhì)也有很大差異[2]。

黃桂東等基于DR-FTIR和SIMCA法建立了不同原料米釀造黃酒的模式識別模型，該模型對預測集樣本的識別率和拒絕率均達到了100%，表明黃酒的品質(zhì)與原料米的種類之間存在一定的聯(lián)系[3]。對不同浸米時間釀造的黃酒樣品進行感官評定，證明糯米是釀造優(yōu)質(zhì)黃酒的最佳原料[4]。蔣世云[5]對不同淀粉質(zhì)大米發(fā)酵釀制米甜酒進行了研究，發(fā)現(xiàn)淀粉支/直鏈之比越大，米甜酒的感官品質(zhì)越好。不同原料對機械化釀制而成的香雪酒也有很大影響，以糯米為原料采用機械化釀制的香雪酒為最佳，其中以粳糯米為最佳[6]。在清酒釀造試驗中也發(fā)現(xiàn)，低直鏈淀粉大米的發(fā)酵風格比較好，而且發(fā)酵后期酒糟的量少[7]。

不同大米的釀酒相關(guān)性能如吸水速率、酶解特性等雖有報道[8]，但原料大米對黃酒發(fā)酵的影響還沒有詳細的研究，只有一些經(jīng)驗性的簡單描述。為此，作者以4種大米為原料采用相同工藝進行釀酒實驗，探究不同種類大米的發(fā)酵性能及發(fā)酵結(jié)束時酒液的揮發(fā)性風味物質(zhì)，尋求不同種類大米黃酒釀造的差異性以及粳糯米的釀酒優(yōu)勢，為黃酒生產(chǎn)中原料的選擇及生產(chǎn)工藝的優(yōu)化提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 原料 粳糯米：購自無為縣永盛米業(yè)有限公司，產(chǎn)地安徽蕪湖；秈糯米：購于京山金泉溪米廠；粳米為鑫裕禾東北珍珠米：購于方正縣利海米業(yè)有限公司，產(chǎn)地哈爾濱市方正縣；秈米為淮南王泰味金絲米：購于淮南市潘玉糧油加工有限公司，產(chǎn)地安徽淮南；生麥曲：取自浙江古越龍山紹興酒股份有限公司；安琪釀酒高活性干酵母（黃酒專用，產(chǎn)品批號SY0050 13：47）：安琪酵母股份有限公司。

1.1.2 主要試劑 硫酸銅、次甲基藍、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、硫酸鋅、亞鐵氰化鉀、無水葡萄糖、鹽酸、甲醛溶液、二硝基水楊酸、甲基紅、氯化鈉、亞硫酸鈉、三氯乙酸、正己烷：均為分析純，甲醇、乙腈：色譜純，國藥集團化學試劑有限公司；2，3-丁二醇、棕櫚酸乙酯、十五酸乙酯、苯甲酸乙酯、2，4-二叔丁基苯酚、辛酸乙酯、癸酸乙酯、苯乙醛、月桂酸乙酯、乙醛、愈創(chuàng)木酚、4-乙烯基愈創(chuàng)木酚、庚酸、月桂酸、異戊醛、異丁醛、γ-壬內(nèi)酯等：色譜純，購自上海安譜實驗科技股份有限公司；異戊醇、β-苯乙醇 、異丁醇、正丁醇、正庚醇、正己醇、1-辛醇、丁酸乙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、正己酸乙酯、苯乙酸乙酯、苯甲醛、己酸、辛酸、壬酸、癸酸：色譜純，購于國藥集團化學試劑有限公司；2-辛醇（內(nèi)標）、乙酸等：色譜純，購于Sigma公司。

1.1.3 主要儀器 Waters e2695高效液相色譜系統(tǒng)：美國Waters公司；Thermo Fisher Trace氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國 Thermo公司；50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭：美國Supelco公司；HH-S2系列恒溫水浴鍋：江蘇金壇市環(huán)宇科學儀器廠；FE20k pH計：梅特勒-托利多儀器有限公司；5804R高速離心機：艾本德中國有限公司；DGG-9240B鼓風干燥箱：上海森信實驗儀器有限公司；EL3002電子天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；85-2型磁力攪拌器：上海司樂儀器有限公司；UV-2100紫外分光光度計：尤尼科（上海）儀器有限公司；紅外加熱爐：河南重量科學儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 黃酒釀造工藝流程

1.2.2 發(fā)酵過程中基本理化指標測定方法 黃酒發(fā)酵醪經(jīng)10 000 r/min離心10 min后，取上清液留樣；還原糖、總糖、酒精度、總酸、氨基酸態(tài)氮、pH按《GB／T 13662-2008 黃酒》進行測定。

1.2.3 發(fā)酵液中游離氨基酸的測定方法 發(fā)酵液中游離氨基酸的測定按照 《QB/4356-2012黃酒中游離氨基酸的測定 高效液相色譜法》進行。

1.2.4 發(fā)酵液中風味物質(zhì)的測定方法 發(fā)酵液的主要揮發(fā)性風味物質(zhì)采用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用測定，具體方法參照文獻[9]，并略有改動。

2 結(jié)果與討論

2.1 黃酒發(fā)酵過程中基本理化指標變化

2.1.1 不同品種大米釀造黃酒發(fā)酵過程中乙醇體積分數(shù)、還原糖分析 由圖1（a）可知，不同大米原料釀造黃酒的醪液乙醇體積分數(shù)的變化趨勢整體一致。前酵期間（0～5 d）溫度控制在28℃左右，乙醇體積分數(shù)迅速增至13.1%～15.7%；轉(zhuǎn)入后酵后由于發(fā)酵溫度的降低，乙醇體積分數(shù)升高的趨勢減緩，發(fā)酵結(jié)束時4種大米發(fā)酵液乙醇體積分數(shù)存在顯著性差異（p＜0.01）。較其它品種大米，采用粳糯米釀造黃酒前酵的發(fā)酵速率較快，后酵結(jié)束時乙醇體積分數(shù)最高達到18%，其次是粳米、秈米和秈糯米。

圖1（b）中還原糖質(zhì)量濃度在發(fā)酵中的變化趨勢與乙醇體積分數(shù)相反，整體呈下降趨勢，至發(fā)酵結(jié)束時質(zhì)量濃度為3.0～5.5 g/L。粳糯米和秈糯米發(fā)酵醪液中還原糖處于較高水平，尤其粳糯米為最高，原因是所含淀粉中98%以上都是支鏈淀粉，易糊化[10]及被麥曲中的液化酶、糖化酶等酶解[11]。粳米發(fā)酵醪的還原糖含量相對較低，可能原因是發(fā)酵醪液由于淀粉粒原因而成糨糊狀態(tài)[12]，醪液的粘度太大導致液化不徹底，妨礙糖化酶對淀粉鏈進一步作用，進而影響了淀粉的利用率[13]。而秈米蒸飯后回生老化現(xiàn)象嚴重，影響糖化發(fā)酵作用[14]。醪液中還原糖的質(zhì)量濃度直接影響酵母的酒精發(fā)酵速率。

圖1 不同大米原料釀造黃酒發(fā)酵過程中乙醇體積分數(shù)和還原糖質(zhì)量濃度的變化Fig.1 Changes of alcohol and reducing sugar during fermentation of different rice varieties

2.2.2 不同品種大米釀造黃酒發(fā)酵過程中總酸、pH分析 由圖2可知，4種大米釀造的黃酒發(fā)酵醪液的總酸及pH均隨著發(fā)酵的進行逐漸增加，后酵結(jié)束時雖有波動但基本趨于平穩(wěn)。粳糯米的總酸質(zhì)量濃度在整個發(fā)酵階段一直處于最低水平，總酸質(zhì)量濃度從4.07 g/L上升到6.16 g/L，這和傅金泉[15]等報道的采用粳糯米釀酒具有產(chǎn)酸少的特性是一致的。蔣世云[4]在采用不同淀粉質(zhì)大米進行釀酒的研究中，將秈米、糯米復配成不同淀粉含量的發(fā)酵原料，隨著淀粉支/直比的增大，相應酒液的總酸質(zhì)量濃度會有所降低。而秈糯米總酸質(zhì)量濃度則處于較高水平，發(fā)酵結(jié)束時總酸質(zhì)量濃度達7.43 g/L；酸度偏高可能會引起酵母的酒精發(fā)酵受到抑制，雖然其發(fā)酵醪的還原糖質(zhì)量濃度處于較高水平，但其乙醇體積分數(shù)卻是最低的。從圖2（b）可以看出，發(fā)酵起始pH為3.88～4.05，這為發(fā)酵提供酸性環(huán)境從而抑制雜菌的生長，保證有益菌的大量繁殖[16]。不同大米原料的發(fā)酵醪液pH值雖略有差異，但整體變化趨勢一致。

圖2 黃酒發(fā)酵過程中總酸、pH的變化Fig.2 Changes of total acids and pH during fermentation of different rice varieties

2.2.3 不同品種大米釀造黃酒發(fā)酵過程中氨基酸態(tài)氮分析 氨基酸態(tài)氮是用來反映氨基酸及小肽總體水平的重要指標，其質(zhì)量濃度的高低直接影響黃酒的質(zhì)量等級和整體風格[17]。從圖3可以看出，不同大米原料的發(fā)酵醪液中氨基酸態(tài)氮質(zhì)量濃度前酵期間增長較快，到后酵階段則逐漸趨于平穩(wěn)，且其相對含量與總酸質(zhì)量濃度的變化有很大一致性。秈糯米釀造原酒的氨基酸態(tài)氮質(zhì)量濃度最高，發(fā)酵結(jié)束時達1.27 g/L，而其它3種發(fā)酵液中的質(zhì)量濃度為0.82～0.97 g/L，且粳糯米釀酒醪液的氨基酸態(tài)氮質(zhì)量濃度并未表現(xiàn)出差異性。發(fā)酵后期氨基酸態(tài)氮質(zhì)量濃度均呈現(xiàn)小幅的升高，趙梅等[18]認為可能是發(fā)酵后期出現(xiàn)大量的菌體自溶，游離于發(fā)酵醪液中的菌體蛋白質(zhì)受蛋白酶的作用，分解成肽和氨基酸，故氨基酸態(tài)氮質(zhì)量濃度逐漸升高。

2.3 不同品種大米釀造黃酒發(fā)酵液中的游離氨基酸分析

不同品種大米釀造黃酒發(fā)酵液中常見游離氨基酸和γ-氨基丁酸的質(zhì)量濃度測定結(jié)果見表1。

表1 不同品種大米釀造發(fā)酵液的氨基酸質(zhì)量濃度Table 1 Content of amino acid in fermented broth of different rice varieties mg/L

氨基酸具有鮮、甜、苦、澀等多種味感，賦予了黃酒豐富的味覺層次，使黃酒具有鮮美、多滋多味的口感特征[19]。對4種大米的黃酒發(fā)酵液中甜、苦、鮮、澀氨基酸的總質(zhì)量濃度進行顯著性分析發(fā)現(xiàn)，4類氨基酸總質(zhì)量濃度均存在顯著性差異 （p＜0.01）。從表2可以看出，秈米發(fā)酵液的氨基酸總質(zhì)量濃度最高，達3 946 mg/L，且其甜味氨基酸和苦味氨基酸也居于最高水平?？赡茉蚴遣煌瑏碓吹拇竺椎矸劢Y(jié)合蛋白質(zhì)的含量相差很大，而秈米淀粉結(jié)合蛋白質(zhì)的含量要比粳米和糯米淀粉大得多[20]。粳糯米發(fā)酵液中的氨基酸總質(zhì)量濃度次之，鮮味氨基酸和澀味氨基酸分別達到304.687 mg/L和233.547 mg/L，遠高于粳米和秈米釀造原酒中的質(zhì)量濃度。王樹英等人[20]比較了中國黃酒與日本清酒中的氨基酸，分析氨基酸主要來自于原料及輔料中蛋白酶、肽酶的分解，其次是發(fā)酵后期酵母自溶后內(nèi)容物析出使得氨基酸質(zhì)量濃度增加。γ-氨基丁酸（GABA）作為一種非蛋白質(zhì)氨基酸，是黃酒中的重要的生物活性成分，具有良好的抗氧化活性。粳糯米釀造原酒中GABA的質(zhì)量濃度為188.160 mg/L，遠高于其它3種釀造原酒。需要指出的是，雖然發(fā)酵過程中秈糯米發(fā)酵醪液的氨基酸態(tài)氮質(zhì)量濃度最高，但其氨基酸總量卻是最低的。原因可能是不同氨基酸的相對分子質(zhì)量有很大差異[22]，不同黃酒的氨基酸含氮量占氨基酸態(tài)氮的比例也不同。氨基酸含氮量占氨基酸態(tài)氮比例越高，反映出蛋白質(zhì)的降解程度越大[17]。

2.4 不同品種大米釀造黃酒中的揮發(fā)性風味物質(zhì)分析

黃酒中的揮發(fā)性風味物質(zhì)主要包括醇類、酯類、醛酮類以及酸類物質(zhì)，其中醇類、酯類、醛類是黃酒香氣的骨架成分，酸類是黃酒中的重要呈味物質(zhì)[23]。因此，作者對不同品種大米釀造原酒中的這幾類揮發(fā)性物質(zhì)進行測定分析，具體見表2。

表2 不同品種大米釀造發(fā)酵液的揮發(fā)性風味物質(zhì)質(zhì)量濃度Table 2 Contentofvolatile flavor compounds in fermented broth of different rice varieties mg/L

續(xù)表2

對4種黃酒發(fā)酵液中的41種揮發(fā)性香氣化合物進行了定量分析，其中包括7種醇類化合物、19種酯類化合物、5種酸類化合物、5種酚類化合物和5種醛酮類化合物。由表2可以看出，除γ-癸內(nèi)酯外，不同香氣物質(zhì)在4種大米原料的釀造原酒中均有檢出，但質(zhì)量濃度上卻有很大差別。粳糯米釀造原酒的揮發(fā)性風味物質(zhì)的質(zhì)量濃度最高，其次是秈糯米和粳米。

從定量分析的不同種類化合物質(zhì)量濃度上看，醇類化合物和酯類化合物在4種黃酒發(fā)酵液中質(zhì)量濃度較為豐富。醇類化合物中異戊醇、異丁醇和β-苯乙醇3種高級醇的總質(zhì)量濃度均占到醇類化合物的98%以上。β-苯乙醇（玫瑰花香、蜂蜜香）是黃酒中最重要的高級醇，其在黃酒中質(zhì)量濃度為40～180 mg/L，是黃酒國標規(guī)定的黃酒品質(zhì)鑒定指標之一。粳糯米的黃酒發(fā)酵液中β-苯乙醇的質(zhì)量濃度最高（達56.310 mg/L），這與陳雙等[24]的報道一致，可能原因是釀酒原料中的L-苯丙氨酸 （L-phe）是Ehrlich途徑中-苯乙醇生成的前體物質(zhì)，而粳糯米原料中L-phe質(zhì)量濃度較高，這也說明可以通過原料選擇來調(diào)控高級醇的含量。

酯類化合物是發(fā)酵液中種類最多的一類揮發(fā)性風味組分，主要有乙酸乙酯、乳酸乙酯、γ-丁內(nèi)酯和丁二酸二乙酯，賦予黃酒濃郁的水果香和花香[25]。酚類化合物中苯酚和4-乙烯基愈創(chuàng)木酚的質(zhì)量濃度較高，它們是黃酒中重要的抗氧化活性成分；和其他化合物相比，雖然質(zhì)量濃度比較低，但因其較低的香氣閾值而成為黃酒中重要的呈香物質(zhì)，賦予黃酒典型的煙氣香、草藥香及丁香的氣味。原酒中的揮發(fā)性風味物質(zhì)主要來自發(fā)酵，但釀造原料中含有一些以前體形式存在的結(jié)合態(tài)香氣物質(zhì)可能會在發(fā)酵過程中釋放出來，成為釀造產(chǎn)品風味的組成部分[26]，從而引起酒品質(zhì)的差異性。

3 結(jié)語

1）黃酒發(fā)酵過程中4種大米發(fā)酵醪液的基本理化指標變化趨勢一致。采用粳糯米進行釀酒時易糖化，發(fā)酵速度較快，產(chǎn)乙醇速率高，后酵結(jié)束時醪液乙醇體積分數(shù)達到18%，且殘?zhí)琴|(zhì)量濃度相對較高。秈糯米發(fā)酵醪液的總酸、氨基酸態(tài)氮和pH在整個發(fā)酵過程中一直處于較高水平。

2）發(fā)酵結(jié)束時不同品種大米原料黃酒發(fā)酵液中的氨基酸主要是甜味氨基酸和苦味氨基酸，甜、苦、鮮、澀氨基酸質(zhì)量濃度均存在顯著性差異（p＜0.01）。秈米發(fā)酵液中的氨基酸質(zhì)量濃度最高，其次是粳糯米。4種大米黃酒發(fā)酵液中定量分析的揮發(fā)性香氣化合物在種類上相同，但質(zhì)量濃度上也有很大差異。粳糯米的黃酒發(fā)酵液的揮發(fā)性風味物質(zhì)的總質(zhì)量濃度及醇類化合物質(zhì)量濃度上有明顯優(yōu)勢，而秈糯米釀造原酒的酯類化合物質(zhì)量濃度最高。