酶制劑對醪糟品質改良效果研究

陳書明（三門峽職業技術學院，河南三門峽472000）

酶制劑對醪糟品質改良效果研究

陳書明
（三門峽職業技術學院，河南三門峽472000）

以糯米為原料，研究了單一酶制劑和多種酶制劑復合后對醪糟感官品質的影響。結果表明：使用單一酶制劑時，單一酶制劑最佳添加量分別為：糖化酶0.4 g/kg，α-淀粉酶為1.5 g/kg，酸性蛋白酶為0.8 g/kg，異淀粉酶為1.2 g/kg；在最佳單一酶制劑使用量的基礎上，通過正交試驗，進一步研究出多種酶共同使用時的最佳配比：糖化酶添加量為0.3 g/kg、α-淀粉酶為1.0 g/kg、酸性蛋白酶添加量為0.6 g/kg、異淀粉酶添加量為0.6 g/kg。該配比下生產的醪糟質地均一、白色、有光澤，具有醪糟特有的醇香，風味復雜，口感柔和。

醪糟；酶制劑；模糊數學

醪糟俗稱米酒、伏汁酒、酒釀兒等，以大米（糯米）為主要原料，經蒸煮、加曲、糖化、發酵而成，是中國的一種傳統發酵食品。醪糟以其特殊的口感、豐富的營養成分以及良好的保健效果而廣泛流傳，深受我國國民的喜愛[1]。但至今，醪糟仍以自然發酵、作坊式生產為主，生產周期長，熱能損耗大。酶制劑是生物制劑，對人體不具有任何毒害作用，同時還具有作用專一、高效的特點，被廣泛應用于釀酒工業，但目前在醪糟生產上還沒有得到應用。本文主要研究在縮短發酵時長的情況下不同酶制劑對醪糟感官品質的影響，以探求適合其生產的酶制劑，為指導企業生產提供一定的

參考。

1　材料與方法

1.1試驗材料

糯米：市售；甜酒曲：安琪酵母股份有限公司；糖化酶（130 000 U/g）：四川新華揚山野生物有限公司；α-淀粉酶（2 000 U/g）：邢臺萬達生物工程有限公司；蛋白酶（50 000 U/g）：張家港金源生物化工有限公司；異淀粉酶（2 000 U/g）：武漢遠城科技發展有限公司。

1.2試驗儀器

JY601電子稱：上海滬粵明科學儀器有限公司；MC-EP201電磁爐：廣東美的生活電器電磁爐制造有限公司；YX280B高溫滅菌鍋：上海隆拓儀器設備有限公司；LRH-150B恒溫箱：青島揚中儀器有限公司。

1.3方法

1.3.1工藝流程

1）洗米蒸飯：將糯米淘洗干凈，用水浸泡至米無硬心，撈起放于置有濾布的鋼絲碗內，于高壓鍋內蒸熟（約0.1 MPa，15 min）。

2）淋水降溫：先用少量涼開水淋洗蒸熟的糯米飯，使其降溫至60℃左右，然后加入配置好的酶液，溫度應控制在（34±2）℃。

3）落缸搭窩：將酒曲粉按0.4%用量均勻拌入飯內（留少許灑入不銹鋼口盅內），然后將飯松散放入不銹鋼口盅中，（30±2）℃培養24 h，為使酶與底物充分接觸，轉速15 r/min。

4）滅菌：發酵后的產品在蓋上蓋子煮沸，即為成品。1.3.2單因素試驗設計

α-淀粉酶（2 000 U/g）的用量分別設定為1.0、1.5、2.0、2.5 g/kg，糖化酶（130 000 U/g）、蛋白酶（50 000 U/g）、異淀粉酶（谷氨酰胺轉氨酶谷氨酰胺轉氨酶2 000 U/g）用量分別設為0.4、0.8、1.2 g/kg，試驗中將各種酶制劑配制成一定濃度的酶溶液，然后按梯度要求添加澆淋到糯米飯中，對照組內不加酶制劑。

1.3.3正交試驗設計

按照1.3.1的工藝，在單因素試驗結果的基礎上各取3個水平進行L9（34）正交設計試驗，正交設計因素和水平見表1。

表1　正交設計因素和水平Table 1　Factors and levels oforthogonaldesign

1.3.4醪糟感官評價方法

以感覺、嗅覺正常的4位食品專業老師和6位學生為參評員對醪糟進行品質感官評定，每組取3瓶醪糟的平均值。感官評定的評分標準見表2。

要求評定前12 h不吸煙、不飲酒、不食辛辣等刺激性食物；每個人的評定過程單獨完成，每評完一個樣品以清水漱口，間隔5 min后再評定下一個樣品。

采用調查發確定醪糟各感官指標的權重為組織狀態0.3、色澤0.2、氣味0.2、口感0.3，總和為1。權重集X={X1，X2，X3，X4}={0.3，0.2，0.2，0.3}，且總和為1。

表2　感官評定標準Table 2　Standards of sensory evaluation

醪糟感官指標綜合評判集Y=XR，式中：X為權重集；R為模糊矩陣。

2　結果與分析

2.1糖化酶添加量對醪糟品質的影響

葡萄糖淀粉酶簡稱糖化酶，可以迅速的從淀粉的非還原性末端將淀粉水解，釋放出葡萄糖，并能使水解下來的葡萄糖發生構型變化，形成β-D-葡萄糖，它也可以微弱的水解α-1，6糖苷鍵和α-1，3連接的碳鏈。因其一般都能將淀粉百分之百地水解生成葡萄糖，因此被廣泛地應用于酒精、白酒、抗生素、氨基酸、有機酸、甘油、淀粉糖等工業中，是我國產量最大的酶制劑產品[2]。糖化酶添加量對醪糟品質的影響見表3。

表3　糖化酶添加量對醪糟品質的影響Table 3　Effect ofdifferentglucoamylase additives on the quality of fermented glutinous rice

試驗過程中發現，糖化酶添加量為0.4 g/kg時，醪糟品質最好，糖化酶添加量為0.8 g/kg時酒味過重，1.2 g/kg時甜味重、酒味淡、酸味輕。這可能是糖化酶添加量為0.8 g/kg時發酵過度，1.2 g/kg時發酵不足導致。添加量為1.2 g/kg時糖化速度過快，導致醪糟樣品內滲透壓迅速增加，使得酵母菌活力不足，發酵不旺，酒精度表現為降低；另一方面，汁液的通氣性變差，發酵主要以酒精發酵為主，不利于好氣的乙酸、乳酸等的發酵，酸味表現為輕。

由表3可見，10名評價人員的評檢結果存在差異，據此可建立模糊矩陣。模糊評定矩陣根據評定人員的評定結果（見表3）確定，即將表3中的數字除以評定人總數（10人），就可以得到模糊矩陣R，R1表示當糖化酶添加量為0.4 g/kg的模糊評定矩陣，R2為0.8 g/kg時的模糊評定矩陣，R3為1.2 g/kg時的模糊評定矩陣。

醪糟感官特性的綜合評定結果是指標權重集X與模糊矩陣R的合成，即根據模糊變換原理，用矩陣乘法計算3組醪糟樣品對各因素的綜合評判結果Y=XR。

歸一化后得：Y1=（0.494，0.484，0.022）。

同理得：Y2=（0.29，0.42，0.29），Y3=（0.26，0.37，0.37）。這說明添加糖化酶0.4 g/kg時有49.4%的人認為品質為優等，48.4%的認為中等；添加量為0.8 g/kg時有29%的人認為品質為優等，42%的人認為為中等；為1.2 g/kg時時，26%的人認為為優等，37%的人認為為中等，因此認為糖化酶的最佳添加糖化酶為0.4 g/kg。

2.2α-淀粉酶添加量對醪糟品質的影響

α-淀粉酶也叫液化酶，是內切型糖苷酶，能隨機水解直鏈淀粉和支鏈淀粉內部的α-1，4鍵，對外側α-1，4鍵不易切割，對α-1，6鍵及與α-1，6鍵緊靠的α-1，4鍵不能切割，能把淀粉快速將淀粉分解為大、小糊精，專起液化作用[3]。試驗過程中發現，隨α-淀粉酶的增加，醪糟出水速度增加，發酵結束，添加量為1.0 g/kg的出汁量最少，另外3個沒區別。當添加量為2.5 g/kg時糟液變得混濁，這說明α-淀粉酶迅速將支鏈淀粉分解，但很不徹底，其殘留物中帶有α-1，6分枝的小分子糊精，這種糊精不能被酵母發酵成酒精，成為醪液中的殘余淀粉。不同α-淀粉酶添加量對醪糟品質影響結果按2.1計算，歸一化后得：Y1= （0.27，0.55，0.18），Y2=（0.55，0.40，0.05），Y3=（0.402，0.413，0.185），Y4=（0.26，0.48，0.26）。由計算結果可知，α-淀粉酶添加量為1.5 g/kg時，有55%的人認為醪糟品質優等，其它添加量時認為優等的人數均少于該數值，因此認為α-淀粉酶的最佳添加量為1.5 g/kg。

2.3酸性蛋白酶添加量對醪糟品質的影響

在釀酒業中應用酒用酸性蛋白酶，可在白酒釀造的發酵過程中起協同作用，具有溶解發酵原料的顆粒、促進微生物的生長、繁殖及酶的形成、強化酵母菌等的酒精代謝、分解蛋白質生成香味物質、降解酵母菌體蛋白等多種功能[4-5]。研究過程中發現，隨著酸性蛋白酶添加量的增加，醪糟酒味增大、酸味下降、風味變復雜、顏色由白變淺黃。說明酸性蛋白酶在釀酒的酸性環境中，將原料蛋白質水解成氨基酸，氨基酸是生成白酒香味成分的前體物質，經過不同微生物及酶的代謝，生成多種香味物質。當添加量為1.2 g/kg時，醪糟甜味與0.8相比略低，有焦苦味、米粒空，口感無彈性。酸性蛋白酶后醪糟的感官品質評價結果按2.1對進行計算，歸一化后得：Y1=（0.22，0.50，0.28），Y2= （0.48，0.49，0.03），Y3=（0.22，0.37，0.41）。由計算結果可知，酸性蛋白酶添加量為0.8 g/kg時，有48%的人認為醪糟品質優等，為最佳添加量。

2.4異淀粉酶添加量對醪糟品質的影響

在糯米中，支鏈淀粉占98%，支鏈淀粉是由α-1，4-葡萄糖鏈通過α-1，6-糖苷鍵產生側枝而形成高度分支的多糖，由于每隔20～25個葡萄糖單位就有一個支鏈點，支鏈淀粉含4%～5%的α-1，6-糖苷鍵。異淀粉酶是一類能夠專一地切開支鏈淀粉分支點中的α-1，6糖苷鍵，將最小單位的支鏈分解，從而剪下整個側枝，最大限度地利用淀粉原料，形成直鏈淀粉的酶類[6]。在淀粉加工中，異淀粉酶和糖化酶協同作用時，可以加速糖化過程，提高糖化率；和β-淀粉酶聯合作用時則可以大大提高麥芽糖得率[7]。試驗時發現，添加異淀粉酶與對照相比，醪糟感官品質改變不明顯。結果按2.1計算，歸一化后得：Y1=（0.0，0.47，0.53），Y2= （0.0，0.64，0.36），Y3=（0.0，0.74，0.26）。由計算結果可知，在該給定酒曲添加量和發酵時長下，單一的添加異淀粉酶醪糟感官品質達不到優等；當異淀粉酶添加量為1.2 g/kg時，有74%的人認為醪糟品質中等，為該試驗的最佳添加量。

2.5正交試驗結果

在單因素試驗結果基礎上，進行正交試驗。為降低生產成本，對各因素進行水平選擇時，除異淀粉酶外，其它酶最大水平為單因素試驗時最佳添加量；異淀粉酶價格較高，其在淀粉水解成葡萄糖的過程中起協同作用，因此，最大水品設定為0.8 g/kg。試驗組感官評分結果和數據處理方法也與單因素相同。正交試驗設計及評價結果見表4。

結論推算：將模糊綜合評價結果的各個量分別乘以其對應的分值，并進行加和得到各試驗組的模糊處理評價分數。如：Y1=0.52×90+0.42×80+0.06×70= 84.6。對感官評價結果進行模糊數學計算后得知，9組樣品每組都有50%以上的人認為產品感官品質為優等，其中2號樣品認可人數最多，為84%，其次是5號為73%。

表4　正交試驗設計及綜合評價結果Table 4　Effectof differentα-amylase additives on the quality offermented glutinous rice

由表4可知，各因素對醪糟的綜合感官評定得分影響大小順序為：B＞D＞A＞C，即α-淀粉酶影響最大，其次為支鏈淀粉酶，然后糖化酶，酸性蛋白酶影響最小，最優水平的組合為A2B2C2D2，即糖化酶添加量為0.3 g/kg，α-淀粉酶為1.0 g/kg，酸性蛋白酶添加量為0.6 g/kg，異淀粉酶添加量為 0.6 g/kg。按照組合A2B2C2D2進行驗證試驗，綜合感官評定得分為Y= （0.90，0.07，0），說明有90%的人認為醪糟品質優等，高于正交試驗84%；綜合評分89，高于正交試驗的最高值88.4，說明配方可行。

3　結論

通過正交試驗與模糊數學綜合評價相結合的方法研究醪糟酶生產時制劑對其品質的改良效果，當糖化酶添加量為0.3 g/kg、α-淀粉酶為1.0 g/kg、酸性蛋白酶添加量為0.6 g/kg、異淀粉酶添加量為0.6 g/kg時發酵24 h，就能生產出質地均一、白色、有光澤，具有醪糟特有的醇香，風味復雜，口感柔和的醪糟產品。

[1]胡代欣.醪糟的營養[J].營養健康新觀察,2006(2):53-55

[2]武金霞,王沛,李晚明.糖化酶研究進展及趨勢[J].自然雜志,2003, 25(3):161-163

[3]張中義,暢曉霞,鐘其頂.等.酒曲酶系、菌系特征及釀造過程中微生物動態變化[J].釀酒,2008,35(5):24-29

[4]唐勝球,董小英,許梓榮.酒用酸性蛋白酶的研究進展[J].釀酒科技,2005,26(1):41-44

[5] 閻致遠,張益慶,廖德勝,等.酸性蛋白酶生產酒的代謝研究[J].糧食與飼料工業,1995(8):24-25

[6]袁勤生.應用酶學[M].上海:華東理工大學出版社,1994

[7]李勃,王弋博,張雙強,等.異淀粉酶性質研究[J].北民族大學學報(自然科學版),2004,25(1):32-34

Study of Enzyme Preparation on Improvement of Quality of Fermented Glutinous Rice

CHEN Shu-ming
（Sanmenxia Polytechnic，Sanmenxia 472000，Henan，China）

The effects ofa single enzyme and compound enzyme preparations for the sensory quailty offermented glutinous rice have been studied by taking the glutinous rice as raw material.The results indicated thatsingle enzyme used，optimum amountofeach enzyme were saccharifying enzyme 0.4 g/kg，α-amylase 1.5 g/kg，acid proteinase 0.8 g/kg，isoamylase 1.2 g/kg.Based on the usage ofthe optimalsingle enzyme preparations，the optimal proportion of compound enzyme had been carried out by orthogonal test：saccharifying enzyme 0.3 g/kg，α-amylase 1.0 g/kg，acid proteinase 0.6 g/kg，isoamylase 0.6 g/kg.Under these conditions，the production of fermented glutinous rice was uniform texture，white，shiny，with a unique aroma of fermented glutinous rice，complex flavor，softtexture.

fermented glutinous rice；enzyme preparation；fuzzy mathematics

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.12.025

陳書明（1980—），女（漢），講師，碩士，主要研究方向：食品生物技術。

2016-01-31