糯米的不同干燥方式對(duì)米酒釀造的影響

肖鈞文，王家勝，殷想想，周海波，程應(yīng)春，楊 倩，方尚玲，陳茂彬*

（1.湖北工業(yè)大學(xué) 生物工程與食品學(xué)院，湖北 武漢 430068；2.孝感親親生物科技有限公司，湖北 孝感 432100）

米酒又稱江米酒、醪糟、甜酒，是谷物原料經(jīng)過蒸料、拌入甜酒曲糖化發(fā)酵釀造而成[1]，其富含多肽、氨基酸、維生素B1（vitamin B1，VB1）、VB2、VB6以及礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分，具有較高的營養(yǎng)與保健價(jià)值[2]。在米酒的釀制中，形象地把米比喻為“酒之肉”，可見米對(duì)米酒釀造的重要性[3]。

釀造用米品種繁多，有糯米、粳米、秈米等，即使同一品種也會(huì)因生長環(huán)境條件以及儲(chǔ)藏運(yùn)輸條件的不同使米質(zhì)產(chǎn)生差異。汪建國等[4]的研究表明，糯米相較于粳米、秈米具有直鏈淀粉含量低、易糊化、酒味醇厚、雜味少等優(yōu)點(diǎn)。原料米是影響酒品質(zhì)的最重要的指標(biāo)，而糯米是最常用的米酒釀造原料[5]。

過高的含水量不利于米的儲(chǔ)藏和運(yùn)輸。楊玎玲等[6]的研究表明，熱風(fēng)、微波、近紅外以及真空-微波四種不同干燥方法會(huì)影響大米微觀孔徑、結(jié)構(gòu)，宏觀影響復(fù)水率。而熱風(fēng)烘干對(duì)比其他干燥方法具有設(shè)備要求低、適合工業(yè)生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)。研究表明，為了使水分含量低于14.5%[7]，生產(chǎn)企業(yè)對(duì)收購的水分不達(dá)標(biāo)的米進(jìn)行烘干。陰干米和烘干米在標(biāo)準(zhǔn)上沒有區(qū)分，而不同處理的原料會(huì)造成米酒產(chǎn)品的不穩(wěn)定。本研究以糯米為原料制備米酒，考察烘干、陰干兩種不同的干燥方式對(duì)糯米的基本理化特性、糊化特性和發(fā)酵特性的影響。旨在探究糯米不同的干燥方式對(duì)米酒品質(zhì)的影響，為提高米酒品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

優(yōu)質(zhì)陰干糯米（干燥處自然通風(fēng)）、優(yōu)質(zhì)烘干糯米（采用糧食作物烘干設(shè)備）、活性酒曲：孝感親親生物科技有限公司；馬鈴薯直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)液體、馬鈴薯支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)液體：北京萬佳首化生物科技；碘化鉀、碘（均為分析純）：麥克林生化科技公司；甲醇、無水乙醇、乙酸、鹽酸、氫氧化鈉、氯化鈣、硫酸鋅、亞鐵氰化鉀、硫酸銅、酒石酸鈉、酚酞、次甲基藍(lán)、甲基紅、葡萄糖（均為分析純）：上海滬試實(shí)驗(yàn)室器材股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

1600PC紫外分光光度計(jì)：美國VWR公司；SGW-1自動(dòng)旋光儀：上海佳航儀器儀表有限公司；P-DSL32體視顯微鏡：日本Nikon公司；RVA4500快速黏度分析儀：上海瑞玢國際貿(mào)易有限公司；DHG-9030A全自動(dòng)恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；ZWY-2102C恒溫培養(yǎng)器：上海智城分析儀器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 米酒釀制工藝流程及操作要點(diǎn)

原料→浸米→蒸煮→冷卻→拌曲→發(fā)酵→酒糟分離→成品

操作要點(diǎn)：取700 g原料用純水清洗至洗米水上方無漂浮物。按照米∶水=1∶2（g∶mL）浸泡24 h至水面出現(xiàn)白膜。用無菌紗布瀝干米漿水，電磁爐2 200 W進(jìn)行蒸飯，上汽40 min后停止。蒸米要求：米飯熟而不糊，米粒完整，外硬內(nèi)軟，無生心，口感柔軟。蒸熟米飯稱質(zhì)量計(jì)算出飯率（蒸熟米飯質(zhì)量/干米質(zhì)量×100%）。將蒸熟后米飯迅速用冷水降溫至中心溫度30～32 ℃后進(jìn)行拌曲，摻曲量為5‰。拌曲后放至發(fā)酵罐中，封口，30 ℃恒溫發(fā)酵。分別取發(fā)酵2 d、3 d、4 d、6 d、7 d米酒經(jīng)過四層紗布過濾150 mL，4 ℃冷藏備用。

1.3.2 糯米原料基本成分的測(cè)定

含水量：采用常壓105 ℃烘箱干燥法[8]測(cè)定。

粗淀粉含量：按照NY/T 11—1985《谷物籽粒粗淀粉測(cè)定法》[9]。

直鏈淀粉含量：按照GB/T 15683—2008《大米直鏈淀粉含量測(cè)定》[10]改良后方法進(jìn)行。

1.3.3 體視顯微觀察

分別選取顆粒完整的陰干糯米和烘干糯米顆粒放于顯微鏡載物臺(tái)上，設(shè)置放大倍數(shù)（200%），移動(dòng)載物臺(tái)，調(diào)整調(diào)焦手輪和燈光，直至觀察清晰圖像為止。觀察顆粒截面時(shí)將糯米切割厚度均等。

1.3.4 糊化特性的測(cè)定

糯米的糊化特性參照GB/T 24852—2010《大米及米粉糊化特性測(cè)定快速黏度儀法》[11]進(jìn)行測(cè)定，測(cè)試參數(shù)見表1。快速黏度分析（rapid visco analysis，RVA）譜特征值包括：峰值黏度（peak viscosity，PV）、熱漿黏度（hot through viscosity，HV）、衰減值（breakdown viscosity，BD）=PV-HV、最終黏度（final viscosity，F(xiàn)V）、回生值（setback viscosity，SB）=PV-FV、糊化溫度（pasting temperature，Pa T）。整個(gè)測(cè)試時(shí)間為750 s。

表1 糯米糊化特性測(cè)試程序參數(shù)Table 1 Testing procedure parameters of glutinous rice gelatinization characteristics

1.3.5 米酒基本理化指標(biāo)測(cè)定

總糖、總酸：按照GB/T 13662—2018《黃酒》[12]的方法測(cè)定。

酒精度：按照GB/T 5009.225—2016《酒中乙醇濃度的測(cè)定》[13]的方法測(cè)定。

1.3.6 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS19.0和Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，用Origin8.6進(jìn)行制圖。所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)均平行測(cè)定3次，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥方式糯米成分特性比較和截面體視顯微鏡觀察

由表2可知，與陰干米相比，烘干米含水量較低，出飯率、粗淀粉含量較高。烘干米的直鏈淀粉比例更高，可能是由于直鏈淀粉受烘干處理后，分子重新排列導(dǎo)致[14]。

表2 不同干燥方式對(duì)糯米基本成分含量及淀粉性質(zhì)的影響Table 2 Effects of different drying methods on basic components contents and starch properties of glutinous rice

由圖1A可知，在米粒兩端陰干米透光程度高于烘干米，烘干米整體偏白，而陰干米整體色澤偏暗。推測(cè)在烘干處理過程中，含水量降低，同時(shí)米粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞，更加松散，導(dǎo)致烘干米透光程度低于陰干米。由圖1B可知，兩者橫截面對(duì)比，陰干米截面整體通透，烘干米截面則粉質(zhì)明顯。

圖1 不同干燥方式糯米的表面和截面體視顯微結(jié)構(gòu)Fig.1 Microstructure of surface and cross section of glutinous rice by different drying methods

2.2 不同干燥方式對(duì)糯米糊化特性的影響

米粒研磨成粉，在水中持續(xù)升溫并且旋轉(zhuǎn)攪拌，此時(shí)直鏈淀粉瀝濾，支鏈淀粉溶解，因此淀粉黏度與淀粉含量和直鏈淀粉含量有關(guān)。一般認(rèn)為，峰值黏度表示淀粉顆粒的溶脹程度和水結(jié)合能力[15]。

由圖2可知，陰干米的峰值黏度（2 353 cp）、熱漿黏度（1 419 cp）和最終黏度（1 600 cp）明顯高于烘干米的峰值黏度（2 155 cp）、熱漿黏度（1 101 cp）和最終黏度（1 265 cp），并且烘干米的整體體系黏度低于陰干米；張曉紅等[16]認(rèn)為，溫度升高會(huì)加速內(nèi)部淀粉-米谷蛋白絡(luò)合物與內(nèi)部含氮化合物的絡(luò)合，提高大顆粒淀粉的穩(wěn)定性。低峰值黏度意味著更耐蒸煮，具有更高的食用品質(zhì)。在95 ℃的恒溫階段，兩類糯米的黏度逐漸降低。溫度降低后，支鏈和直鏈淀粉分子重新有序排列，導(dǎo)致黏度回升。降溫階段結(jié)束后的最終黏度則表示淀粉糊冷卻交聯(lián)形成凝膠能力的強(qiáng)弱。烘干米的衰減值（1 054 cp）高于陰干米（934 cp），這可能是由于在高溫烘干過程，糯米的淀粉結(jié)構(gòu)已經(jīng)被破壞，水分的減少使得結(jié)構(gòu)更加松散。衰減值越大說明淀粉內(nèi)部顆粒被釋放的越多，一方面說明烘干米更利于后續(xù)的糖化液化過程，另一方面表明烘干米具有更高的食用價(jià)值。回生值是最終黏度與峰值黏度的差，回生值的大小與淀粉糊在冷卻過程中直鏈淀粉分子的重排有關(guān)[17]，回生值越高，越易老化。烘干米的回生值（890 cp）高于陰干米（753 cp），表明原料糯米在蒸煮過后的冷卻階段更容易老化。糊化溫度是淀粉顆粒在蒸煮過程中發(fā)生不可逆膨脹的溫度，糊化溫度高意味這糊化過程中需要吸收更多水分[18]。其烘干米的糊化溫度（72.95 ℃）低于陰干米（74.45 ℃），這可能是由于烘干處理改變了淀粉結(jié)構(gòu)，使得糊化時(shí)需要提供的能量更低。

圖2 不同干燥方式糯米的糊化曲線Fig.2 Gelatinization curves of glutinous rice by different drying methods

研究表明，熱處理可改變支鏈淀粉的微晶結(jié)構(gòu)，促進(jìn)淀粉老化，增大淀粉顆粒的溶脹程度，促進(jìn)小支鏈淀粉顆粒游離，增加米飯的食用品質(zhì)[19]。提高原料糯米的發(fā)酵能力。

2.3 不同干燥方式對(duì)米酒理化指標(biāo)的影響

乙醇是酒中除水以外含量最多的物質(zhì)，很大程度上影響風(fēng)味物質(zhì)的變化[20]。過高的酒精度一方面會(huì)影響酒體的口感，另一方面還會(huì)影響總體感官，造成健康方面的負(fù)面影響，對(duì)米酒而言，酒精度一般在3%vol～14%vol[21-22]。由圖3A可以看出，陰干米釀造的米酒酒精度在整個(gè)釀造周期中高于烘干米，陰干米和烘干米酒精度在第6天到達(dá)頂峰（陰干米14%vol，烘干米11%vol）。較高的酒精度會(huì)抑制酵母菌的代謝活動(dòng)，導(dǎo)致還原糖的分解轉(zhuǎn)化效率降低，糖分積累，乙醇也可通過酯化反應(yīng)與酸類物質(zhì)生成酯類成分[23]。

圖3 不同干燥方式對(duì)米酒酒精度（A）、總糖（B）、總酸（C）的影響Fig.3 Effect of different drying methods on alcohol contents (A),total sugar (B) and total acid (C) content of rice wine

總糖和酒精度反映出糯米的糖化程度和液化程度，在使用同一種曲的情況下，體現(xiàn)出曲對(duì)原料的發(fā)酵能力。由圖3B可以看出，烘干米釀造的米酒總糖含量高于陰干米，并且兩種糯米釀造的米酒總糖含量均隨著發(fā)酵的進(jìn)行先降低后增加，這是因?yàn)檫@是在米酒發(fā)酵過程中發(fā)酵醪中的糖類物質(zhì)在酵母菌的作用下，通過糖酵解途徑生成乙醇，因此總糖與酒精度呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)性[24]，這也與圖3A中酒精度含量相互印證。有機(jī)酸作為米酒產(chǎn)香的前體物質(zhì)，它還具有增強(qiáng)風(fēng)味、降低甜度、調(diào)節(jié)香味等作用[25]。

米酒中的一部分有機(jī)酸由原料、酵母和酒曲帶入，還有70%左右的有機(jī)酸是在發(fā)酵前期產(chǎn)生[26]。由圖3C可以看出，兩種干燥方法釀造的米酒總酸的含量（陰干米6.0 g/L，烘干米7.0 g/L）均滿足NY/T 1885—2017《綠色食品米酒》[27]中對(duì)總酸（0.2～10.0 g/L）的要求。烘干米總酸含量雖有波動(dòng)，但一直維持在6.60～7.15 g/L的較高水平，這可能是烘干處理提高了直鏈淀粉的含量，蔣世云[28]的研究表明，淀粉的支/直比越大，米酒的酸度越低，該研究結(jié)果符合這一結(jié)論。

3 結(jié)論

本研究通過兩種干燥方式處理原料的發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，明確了不同干燥方法處理的差異以及烘干的原料變化。結(jié)果表明，烘干處理后糯米的結(jié)構(gòu)變化大于陰干處理，結(jié)構(gòu)更加疏松，有利于后續(xù)發(fā)酵，同時(shí)吸水性明顯出飯率大。兩者發(fā)酵過程中酒精度、總糖、總酸含量存在明顯差異，其中烘干米的總糖、總酸含量呈較高水平，有助于發(fā)酵后期風(fēng)味物質(zhì)的形成。米酒發(fā)酵應(yīng)選用發(fā)酵性能高的原料，原料的直鏈支鏈淀粉含量，糊化溫度和糊化程度，以及所釀制米酒的含糖量等指標(biāo)可以評(píng)價(jià)原料米的發(fā)酵性能[29]。

目前孝感的糯米廠只有成規(guī)模的廠家才會(huì)選擇機(jī)械烘干糯米控制水分，并未普遍使用。烘干米的加工成本略高于陰干米（陰干米5.2元/kg、烘干米5.5元/kg），但陰干米受氣候影響大，水分含量難控，而烘干米的優(yōu)勢(shì)是可以實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化控制水分含量，并降低原料在釀造后的酒精度，提高總糖，影響總酸水平，因此烘干糯米的優(yōu)勢(shì)在米酒釀造中具有廣闊前景。