米酒釀造用大米和酒曲的篩選

楊 輝， 趙 敏， 王婷婷， 蘇 文， 董騰達(dá)， 黃莎莎

(陜西科技大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院， 陜西 西安 710021)

0 引言

米酒，又稱甜酒釀、醪糟等，是我國(guó)的一種傳統(tǒng)的低度發(fā)酵酒，風(fēng)味獨(dú)特.米酒的風(fēng)味主要來(lái)源于酒曲微生物分解大米產(chǎn)生的多種低聚糖、有機(jī)酸等滋味物質(zhì)和醇類、醛類、酯類等香味物質(zhì)[1].大米和酒曲作為米酒釀造的主要原料，是釀造香醇米酒的關(guān)鍵.

米酒釀造用米，應(yīng)選擇淀粉含量高且支鏈淀粉含量高的大米.首先，淀粉含量越高，蛋白質(zhì)、脂肪含量越低，米酒雜味越少.其次，淀粉由直鏈淀粉和支鏈淀粉構(gòu)成，直鏈淀粉是D-葡萄糖以α-1,4糖苷鍵連接而成的線性鏈狀分子[2]，分子間結(jié)合力較強(qiáng)，水分子無(wú)法輕易地通過排列有序的大分子鏈滲入顆粒內(nèi)部，而支鏈淀粉的分子間作用力小于直鏈淀粉，水分子更容易進(jìn)入其中形成黏度較大的膠體[3].故支鏈淀粉含量高的大米故更容易糊化，糊化后的淀粉內(nèi)部結(jié)構(gòu)逐漸被解體，更容易被糖化酶利用，發(fā)酵速度更快，出酒率更高[4-6].

另外，酒曲作為釀酒發(fā)酵的動(dòng)力源泉，含有霉菌、酵母菌、乳酸菌等多種微生物，提供了α-淀粉酶、β-淀粉酶、淀粉-1,4-葡萄糖苷酶、淀粉-1,6-葡萄糖苷酶、蛋白酶、酒化酶、酯化酶等多種酶，共同作用將大米中的淀粉糖化發(fā)酵成風(fēng)味獨(dú)特的米酒[7].酒曲活力越高，糖化發(fā)酵越快，釀酒品質(zhì)更好.

目前，大米類型多，支鏈淀粉含量各異，而酒曲產(chǎn)地多，類目繁雜，產(chǎn)品風(fēng)格各異，多用于小規(guī)模釀造，而適于較大規(guī)模生產(chǎn)的大米和酒曲的研究鮮為報(bào)道，本研究依據(jù)淀粉糖化機(jī)理和酒曲發(fā)酵原理，以淀粉含量和直鏈淀粉含量作為大米品質(zhì)考量標(biāo)準(zhǔn)，以液化、糖化、發(fā)酵酒度、發(fā)酵酸度的能力、殘?zhí)橇亢涂扇苄怨绦挝锖康茸鳛榫魄焚|(zhì)的考量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)大米和酒曲品種進(jìn)行篩選，為較大規(guī)模的米酒釀造和進(jìn)一步提高米酒的品質(zhì)提供技術(shù)支撐.

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

純凈水,西安本地市售；糯米,淶水縣金谷糧油食品有限公司；粳米，陜西華潤(rùn)五豐營(yíng)銷有限公司；秈米，湖北楚農(nóng)家糧油產(chǎn)業(yè)股份有限公司；廣西酒曲，廣西平樂縣唐風(fēng)酒餅小作坊；漢中方曲、漢中圓曲，漢中市售；安琪風(fēng)味曲、安琪甜味曲，安琪酵母股份有限公司.

1.1.2 試劑

馬鈴薯直鏈淀粉、馬鈴薯支鏈淀粉，分析純，上海源葉生物科技有限公司；石油醚、無(wú)水乙醇、鹽酸、甲基紅指示劑、乙酸鉛、硫酸鈉、硫酸銅、氫氧化鈉、甲醇、可溶性淀粉、次甲基藍(lán)指示劑、碘化鉀、碘單質(zhì)、酚酞指示劑，分析純，天津天力化學(xué)試劑有限公司；葡萄糖、酒石酸鉀鈉，分析純，天津科密歐化學(xué)試劑有限公司.

1.2 主要儀器

SP-756P紫外可見光分光光度計(jì)，上海光譜儀器有限公司；DSX-280B型手提式壓力蒸汽滅菌器，上海申安醫(yī)療器械廠；MJ-160B霉菌培養(yǎng)箱，上海佳勝實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；附溫比重瓶，上海信誼儀器廠；電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司；手持糖度計(jì)，成都光學(xué)儀器廠；FW100粉碎機(jī)，天津市泰斯特儀器有限公司；通風(fēng)柜，上海軼達(dá)實(shí)業(yè)有限公司；超凈工作臺(tái)，蘇州凈化設(shè)備工作廠.

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 大米淀粉及直鏈淀粉含量的測(cè)定

(1)大米淀粉含量的測(cè)定

試樣經(jīng)除去脂肪及可溶性糖后，淀粉用淀粉酶水解成小分子糖，再用鹽酸水解成單糖，最后按還原糖測(cè)定，并折算成淀粉含量，參考GB 5009.9-2016《食品中淀粉的測(cè)定》中的酸水解法[8].

(2)大米直鏈淀粉含量的測(cè)定

將試樣脫脂后分散在氫氧化鈉溶液中，向一定量的試樣分散液中加入碘試劑，用分光光度計(jì)于720 nm處測(cè)定顯色復(fù)合物的吸光度.考慮到支鏈淀粉對(duì)試樣中碘-直鏈淀粉復(fù)合物的影響，利用馬鈴薯直鏈淀粉和支鏈淀粉的混合標(biāo)樣制作校正曲線，從校正曲線中讀出樣品的直鏈淀粉含量[9].

1.3.2 酒曲糖化能力的測(cè)定

按照淀粉在一定條件下(淀粉濃度、溫度、時(shí)間、酶量等)，受糖化酶的作用，生成葡萄糖量來(lái)計(jì)算糖化力的大小.

1.3.3 酒曲液化能力的測(cè)定

淀粉1,4-糊精酶能將淀粉水解產(chǎn)生大量糊精及少量麥芽糖和葡萄糖，使淀粉濃度下降，粘度降低.由于碘液對(duì)不同分子量的糊精呈現(xiàn)不同顏色，因此淀粉在水解過程中對(duì)碘液的呈色反應(yīng)依次為藍(lán)色→紫色→紅色→無(wú)色，常以藍(lán)色消失所需時(shí)間作為反應(yīng)終點(diǎn).

吸取一定量的酒曲活化液于30 ℃保溫淀粉溶液中，立刻計(jì)時(shí)，并定時(shí)取出一滴于預(yù)先充滿稀碘液的白瓷板空穴內(nèi)，觀察其顏色變化，當(dāng)藍(lán)色逐漸變?yōu)榧t棕色時(shí)即為反應(yīng)終點(diǎn)，記錄所需時(shí)間.液化力以每克絕干曲在30℃作用1 h能液化淀粉的克數(shù)表示[10].

1.3.4 酒曲發(fā)酵酒度的測(cè)定

酒精度的檢測(cè)采用密度瓶法，米酒經(jīng)過蒸餾以后，用密度瓶來(lái)測(cè)定餾出液的酒精度[11].

1.3.5 酒曲發(fā)酵酸度的測(cè)定

用酸堿中和法對(duì)總酸含量進(jìn)行測(cè)定，以酚酞作為指示劑，用堿標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)堿的用量計(jì)算總酸含量[11].

1.3.6 發(fā)酵酒還原糖含量的測(cè)定

利用費(fèi)林溶液與還原糖共沸生成氧化亞銅的沉淀反應(yīng)，以次甲基藍(lán)為指示液，以樣品滴定煮沸的費(fèi)林溶液，到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，稍微過量的還原糖將藍(lán)色的次甲基藍(lán)還原為無(wú)色，以示終點(diǎn).根據(jù)樣品消耗量求還原糖的含量[12].

1.3.7 發(fā)酵酒可溶性固形物含量的測(cè)定

可溶固形物的測(cè)定方法按照折光計(jì)法進(jìn)行測(cè)定[12].

2 結(jié)果與討論

2.1 不同品種大米的淀粉及直鏈淀粉含量分析

采用酸水解法對(duì)不同品種大米的淀粉含量進(jìn)行測(cè)量[13]，結(jié)果見表1所示.由表可知，大米淀粉含量的測(cè)定結(jié)果平行性良好，糯米樣品、粳米樣品、秈米樣品的淀粉含量均在75%左右，品種之間的差異不明顯，為篩選米酒優(yōu)質(zhì)大米，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法對(duì)3種大米的直鏈淀粉含量進(jìn)行測(cè)定[14,15].直鏈淀粉含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1所示，不同品種的大米的直鏈淀粉含量測(cè)定結(jié)果見表2所示.

結(jié)果表明糯米、粳米、秈米樣品中的直鏈淀粉含量存在明顯差異，其中，糯米樣品中的直鏈淀粉含量最低，為2.17±0.29%，支鏈淀粉含量最高，且支鏈淀粉與直鏈淀粉含量之比達(dá)到45.08；粳米樣品中的直鏈淀粉含量為17.80±0.15%，支鏈淀粉與直鏈淀粉含量之比為4.62；秈米樣品中的直鏈淀粉含量最高，為29.64±0.13%，支鏈淀粉與直鏈淀粉含量之比為2.37.有研究表明，支鏈淀粉與直鏈淀粉含量之比越大，米酒的感官品質(zhì)越好；支鏈淀粉與直鏈淀粉的含量之比達(dá)10.44以上時(shí)，可用作米酒釀造[16].綜上，糯米的釀酒品質(zhì)最好，最適宜于米酒釀造，將作為接下來(lái)酒曲篩選研究的原料.

表1 不同品種大米的淀粉分析結(jié)果

表2 三種大米的直鏈淀粉含量測(cè)定結(jié)果

圖1 直鏈淀粉含量標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2 不同酒曲的糖化能力比較

酒曲的糖化力是指酒曲中糖化酶(β-淀粉酶、淀粉-1,4葡萄糖苷酶、淀粉-1,6葡萄糖苷酶、麥芽糖酶)將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖的能力，是評(píng)價(jià)酒曲質(zhì)量的重要指標(biāo)[17].β-淀粉酶能將直鏈淀粉全部分解，并將短鏈糊精分解成麥芽糖和少量葡萄糖；淀粉-1,4葡萄糖苷酶能從淀粉鏈的非還原性末端將α-1,4糖苷鍵一個(gè)一個(gè)切下，得到葡萄糖分子[18]；淀粉-1,6葡萄糖苷酶是專一作用于支鏈淀粉分支點(diǎn)的α-1,6糖苷鍵，最終產(chǎn)物是葡萄糖；麥芽糖酶是將雙鏈的麥芽糖分解成葡萄糖[19].通常用一定條件下，淀粉糖化酶作用淀粉生成的葡萄糖量來(lái)判斷糖化力的的強(qiáng)弱，糖化力強(qiáng)的酒曲活力高，質(zhì)量好.對(duì)5種酒曲的糖化力進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如圖2所示.

對(duì)廣西酒曲、漢中方曲、漢中圓曲、安琪風(fēng)味曲、安琪甜味曲分別編號(hào)為1、2、3、4、5.由圖2可以看出，廣西酒曲的糖化力最強(qiáng)，為162.67 mg/(g·h)，漢中圓曲、漢中方曲的糖化能力較強(qiáng)，依次為105.67 mg/(g·h)、85.33 mg/(g·h)，另外兩種酒曲的糖化能力較弱，分別為69.67 mg/(g·h)和11.33 mg/(g·h).

圖2 不同酒曲糖化力的比較

2.3 不同酒曲的液化能力比較

酒曲的液化力是指在霉菌釋放的α-淀粉酶的作用下，使淀粉液化的能力.α-淀粉酶對(duì)直鏈淀粉中α-1,4糖苷鍵任意切割，使淀粉從長(zhǎng)鏈變?yōu)槎替?，生成大量的糊精及少量麥芽糖和葡萄?由圖3可以看出，廣西酒曲的液化力最高，為1.07 g/(g·h)，安琪甜味曲的液化力次之，為0.64 g/(g·h)，其次分別為漢中方曲，液化力為0.53 g/(g·h)，漢中圓曲，液化力為0.42 g/(g·h)，安琪風(fēng)味曲，液化力為0.10 g/(g·h).

圖3 不同酒曲液化力的比較

2.4 酒曲對(duì)米酒酒精度的影響

糖變酒反應(yīng)主要是依靠酵母菌細(xì)胞中酒化酶系統(tǒng)的作用，經(jīng)過葡萄糖磷酸激酶、氧化還原酶、脫羧酶、脫氫酶及相關(guān)輔酶聯(lián)合作用，葡萄糖轉(zhuǎn)化成乙醇[20].米酒釀造是邊糖化邊發(fā)酵的過程，在霉菌作用下，將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖與釀酒酵母將葡萄糖轉(zhuǎn)化為酒精的過程幾乎是同步進(jìn)行的.如果霉菌轉(zhuǎn)化葡萄糖的能力不能滿足酵母菌的需求，產(chǎn)酒量就很少.故酒曲的產(chǎn)酒精能力不僅與釀酒酵母的繁殖和發(fā)酵能力有關(guān)，也與霉菌的糖化力、液化力相關(guān)，酒曲活性越高，產(chǎn)酒量越大.

由圖4可知，5種酒曲隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，酒精度均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中漢中方曲和漢中圓曲起酵較快，從第5天開始發(fā)酵酒度趨于平緩甚至略有下降，第7天時(shí)發(fā)酵酒度分別為17.11% vol、14.91% vol.廣西酒曲雖然起酵較慢，但發(fā)酵至第7天酒度仍在上升，發(fā)酵酒度最高，為17.62% vol.安琪風(fēng)味曲和安琪甜味曲的發(fā)酵酒度分別為3.49% vol和12.71% vol.

圖4 酒曲對(duì)米酒酒精度的影響

2.5 酒曲對(duì)米酒酸度的影響

米酒釀造離不開乳酸菌的參與，乳酸菌發(fā)酵主要是同型發(fā)酵和異型發(fā)酵，除了產(chǎn)生乳酸外，還產(chǎn)生少量的乙酸、琥珀酸、富馬酸、丙酮酸等有機(jī)酸及其他微量的醇和醛[21].以乳酸為前體物質(zhì)可生成米酒的多種香味物質(zhì)，提高米酒風(fēng)味的復(fù)雜性.故米酒發(fā)酵酸度的測(cè)定常以乳酸含量計(jì)算，乳酸含量高的酒曲品質(zhì)好.

由圖5可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，5種酒曲的發(fā)酵酸度均呈現(xiàn)上升至平穩(wěn)的趨勢(shì).其中廣西酒曲的發(fā)酵酸度最高，發(fā)酵至第7天時(shí)達(dá)到16.79 g/L，而漢中方曲、漢中圓曲、安琪風(fēng)味曲、安琪甜味曲的發(fā)酵酸度分別為10.78 g/L、12.56 g/L、3.68 g/L、9.44 g/L.

圖5 酒曲對(duì)米酒酸度的影響

2.6 酒曲對(duì)米酒還原糖含量的影響

在相同發(fā)酵條件下，米酒中的還原糖含量可綜合判斷酒曲的液化、糖化和酒精發(fā)酵能力大小，上述研究表明廣西酒曲糖化、液化、酒化、產(chǎn)酸能最強(qiáng)，對(duì)于原料的利用率高，因此可以推斷其釀造的米酒中還原糖含量最低.不同酒曲對(duì)發(fā)酵酒還原糖含量的影響如圖6所示.

結(jié)果表明，除安琪風(fēng)味曲外，另外4種酒曲發(fā)酵米酒的還原糖含量均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)且趨于平穩(wěn).發(fā)酵至第7天時(shí)，廣西酒曲、漢中方曲、漢中圓曲、安琪甜味曲的還原糖含量分別為3.69 g/L、6.46 g/L、6.44 g/L、68.2 g/L，其中還原糖最低的是廣西酒曲，而安琪風(fēng)味曲的糖化力、液化力和發(fā)酵酒度能力都比較弱，酒曲活性差，還原糖含量較高，與上述分析一致.

圖6 酒曲對(duì)米酒還原糖含量的影響

2.7 酒曲對(duì)米酒可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物含量的測(cè)定體現(xiàn)了米酒中溶于水的化合物的含量，主要包括糖、酸、維生素、礦物質(zhì)等，體現(xiàn)了酒的口感復(fù)雜性和酒體特征.

圖7給出了不同酒曲發(fā)酵過程中可溶性固形物的變化.結(jié)果表明，隨著發(fā)酵過程的進(jìn)行，糖類等物質(zhì)被酒曲中的微生物大量消耗，轉(zhuǎn)化為乙醇、二氧化碳等非可溶性的固形物，可溶性固形物含量呈現(xiàn)逐步下降趨勢(shì).其中廣西酒曲的可溶性固形物含量下降趨勢(shì)最明顯，下降幅度最大，是因?yàn)閺V西酒曲的糖化力、液化力、產(chǎn)酒能力都較強(qiáng)，先將淀粉分解成了大量的糖類物質(zhì)又快速消耗掉生成了乙醇，酒曲活力旺盛.而漢中方曲、漢中圓曲、安琪甜味曲的可溶性固形物含量下降速度較慢，下降幅度較小，安琪風(fēng)味曲的可溶性固形物含量變化不明顯，酒曲活力較弱.

圖7 酒曲對(duì)米酒可溶性固形物含量的影響

3 結(jié)論

為了選擇優(yōu)質(zhì)米酒原料和曲種，本文對(duì)市售3種大米的淀粉含量、支鏈淀粉與直鏈淀粉的含量比進(jìn)行了測(cè)定，對(duì)市售5種酒曲的液化力、糖化力、發(fā)酵力等進(jìn)行了測(cè)定，得到以下結(jié)論：

(1)在3種大米中，糯米的支鏈淀粉含量最多，且支鏈淀粉與直鏈淀粉的含量之比最高，其比值為45.08，遠(yuǎn)高于米酒大米的判斷標(biāo)準(zhǔn)以上，更適合用于米酒釀造.

(2)廣西酒曲是米酒釀造的理想酒曲，其糖化力為162.67 mg/(g·h)，液化力為1.07 g/(g·h)，發(fā)酵7天后酒度達(dá)到17.62% vol，發(fā)酵酸度為16.79 g/L，并且對(duì)還原糖等可溶性固形物的利用較為徹底.