薏米糯米黃酒釀造工藝條件的研究

楊祖滔，吳天祥*，朱思潔，黃　忠

（貴州大學釀酒與食品工程學院，貴州貴陽550025）

薏米糯米黃酒釀造工藝條件的研究

楊祖滔，吳天祥*，朱思潔，黃忠

（貴州大學釀酒與食品工程學院，貴州貴陽550025）

以薏米、糯米為主要原料進行液態發酵薏米糯米黃酒的研制，采用總糖、總酸含量與酒精度為考察指標，結合感官評價，通過單因素及正交試驗，確定了薏米黃酒釀造的最佳發酵條件：料水比1∶2.5（g∶m L）、耐高溫α-淀粉酶添加量0.4%、糖化酶添加量1.00%、活性干酵母添加量0.15%、主發酵溫度29℃、主發酵時間7 d。在該工藝條件下，研制得到薏米糯米黃酒香味清幽、口感醇和、色澤橙黃帶有琥珀色，感官評分為77.8分。

薏米；糯米；黃酒；釀造工藝

薏米又稱薏仁、苡米等，俗稱“藥王米”、“回回米”、“六谷米”等［1］。薏米的蛋白質含量達到18%～21%、脂肪4%～6%、碳水化合物79.2%，含有多種維生素（尤其是B族維生素）和人體所需的氨基酸及礦物質等，營養非常豐富［2］。薏米中的薏苡素、薏苡酯、薏苡內酯及其特有的三萜類化合物等保健因子，具有利尿、消食、鎮痛、降血糖、美容、潤膚、消腫、防止高血壓、抗疲勞等功效。在我國用薏米驅溫治病已有4 000多年的歷史，是老少皆益的保健食品［3］。科研人員對薏米黃酒進行了相關研究，李珊等［4］通過小鼠實驗得出薏米黃酒對機體免疫和腸道功能有一定得調節作用。吳海等［5］通過小鼠實驗對薏米黃酒進行了急性毒性研究，評價薏米酒的食用安全性，實驗檢測結果表明，薏米黃酒無毒，為薏米黃酒的應用提供了毒理學依據。

目前研究薏米酒的相關資料尚少，主要采用傳統的蒸餾工藝，其對薏米的營養及藥用價值破壞極大。郭克娜等［6］對薏米酒發酵前淀粉的液化和糖化條件、薏米酒發酵菌種及發酵條件等進行了優化。吳素萍［7］以糯米和薏米為主料，白糖和甜酒曲為輔料，運用半固態發酵工藝釀制的薏米醪糟酒酒香濃郁，且呈白色有光澤。祝冬青等［8］以葛根、玉米、糯米為主要原料，得到風味獨特、具有一定保健作用的葛根保健黃酒。梁香等［9］從黃酒曲中篩選出高活性酵母菌株M-16，縮短了黃酒的發酵周期。趙春燕等［10］以玉米碴為原料，分別選用UV-48黑曲霉和啤酒酵母為發酵菌種，得到色澤金黃、清澈透明、口感醇和、香氣濃郁的黃酒。張敏等［11］采用多酶法釀造黃酒減少了麥曲用量、縮短了發酵時間、提高了酒精度、保證了黃酒的營養價值。

本研究充分利用貴州的薏米資源，采用單因素及正交試驗對薏米糯米黃酒釀造工藝參數進行優化，原料不經蒸煮，既節約了能源，又充分保留和利用了薏米的營養成分。旨在探討影響薏米糯米黃酒發酵的諸因素，為薏米糯米黃酒的工業化生產提供依據。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

薏米：貴州省興仁縣；糯米：貴州省花溪區星力超市；黃酒活性干酵母：湖北安琪酵母股份有限公司；黃酒曲：湖南省永州市雅大科技實業有限公司。

蔗糖（分析純）：上海藍季科技發展有限公司；葡萄糖（分析純）：天津大茂化學試劑廠；耐高溫α-淀粉酶（4000 U/g）、糖化酶（10 000 U/g）：北京索萊寶科技有限公司；濃硫酸（分析純）重慶江川化學試劑廠；氫氧化鈉（分析純）：天津大茂化學試劑廠；磷酸氫二銨（分析純）：成都金山化學試劑有限公司。

1.2儀器與設備

HH-6數顯恒溫水浴鍋、Jan-78磁力加熱攪拌器：江蘇省金壇榮華儀器有限公司；LS-B75L-I立式壓力蒸汽滅菌器：江陰賓江醫療設備有限公司；GZX-9070 MBE數顯鼓風干燥箱：上海博訊實業有限公司醫療設備廠；pHS-3C數顯PH計：成都世紀方舟科技有限公司；MG酒度計：河北省河間市宏利儀表廠；T6新世紀紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責任公司。

1.3實驗方法

1.3.1薏米糯米黃酒加工工藝流程及操作要點

薏米、糯米的處理：選用顆粒飽滿，無發黃、無霉變、無蟲害的薏米和糯米，用清水清洗薏米和糯米，除去其中的雜質，以免影響發酵液的風味。

液化：將除雜后的薏米和糯米在60℃溫度條件下烘干30 min，冷卻后粉碎并過80目篩。將薏米和糯米以質量比1∶8混合，按照料水比1∶2.5（g∶m L），加入原料量的0.4%添加耐高溫α-淀粉酶，在（95±1）℃溫度條件下液化30 min，直至碘反應藍色消失，液化結束。

糖化：薏米糯米經液化后，按照原料量的1%和4%分別添加糖化酶和黃酒曲，60℃條件下糖化12 h。

酵母活化：活性干酵母/蔗糖/蒸餾水按照質量比1∶2∶5，先將蔗糖溶解到35℃的蒸餾水中，緩慢加入活性干酵母，并攪拌均勻，放入35℃培養箱中活化40 m in。

發酵：添加干酵母0.2%到糖化處理后的薏米糯米料液中，檸檬酸調pH 4.2～4.5，用8層紗布密封瓶口，放入29℃恒溫培養箱中培養7 d。主發酵結束后，將恒溫培養箱溫度調至18℃繼續培養16 d。

過濾：發酵結束后，先用4層紗布進行粗濾，再將酒糟壓榨，然后所得濾液進行抽濾。

澄清：將過濾所得酒液靜止放置，使未被過濾的雜質沉淀到壇底，4～6d后向酒液中添加殼聚糖和明膠，殼聚糖、明膠的添加量分別為0.01%，0.15%，再靜置10 h后過濾。

陳釀：將澄清后的酒液密封裝壇，室溫條件下陳釀3～6個月。

煎酒：煎酒的目的是為了滅菌，巴氏殺菌條件為60℃/ 30 min。

1.3.2單因素試驗

按照上述工藝流程研制薏米糯米黃酒，分別在不同料水比（1∶1.5、1∶2.0、1∶2.5、1∶3.0、1∶3.5、1∶4.0（g∶m L）），不同耐高溫α-淀粉酶添加量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%），不同糖化酶添加量（0.25%、0.50%、0.75%、1.00%、1.25%、1.50%），不同酵母添加量（0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%），不同主發酵溫度（24℃、26℃、28℃、30℃、32℃、34℃），不同主發酵時間（3 d、5 d、7 d、9 d、11 d、13 d）等條件下，考察料水比、耐高溫α-淀粉酶添加量、糖化酶添加量、酵母添加量、主發酵溫度及時間對發酵酒液中的酒精度、總糖、總酸含量的影響。

1.3.3發酵工藝優化正交試驗

在單因素試驗結果的基礎上，以感官評分為評價指標，進行L9（34）正交試驗，進一步優化發酵工藝，正交試驗因素與水平見表1。

表1　發酵工藝優化正交試驗因素與水平Table 1 Fac tors and levels of orthogonal experim ents for fermentation technology optim ization

1.3.4感官評定

表2　薏米糯米黃酒感官評分標準Table 2 Sensory evaluation standards of adlay and glutinous rice Chinese rice w ine

按照國標GB/T 13662—2008《黃酒》中感官指標要求，對薏米糯米黃酒進行感官評價。

由經過訓練的10個人組成產品感官評定小組，按感官評定標準（見表2）對酒的色、香、味、形分別進行綜合評審，分別打分，滿分100分，取平均分作為感官評分。

1.3.5分析檢測

pH的測定：用精密酸度計測定；酒精度的測定：酒精計比重法；總糖的測定：采用苯酚-硫酸法［12］；還原糖的測定：采用3，5-二硝基水楊酸（dinitrosalicylic acid，DNS）法［12］；總酸、氨基酸態氮以及非糖固形物的測定均按照國標GB/T 13662—2008《黃酒》中的理化指標要求進行測定。微生物指標檢測：按照國標GB 2758—2012《發酵酒及其配制酒》中衛生指標要求測定。

1.3.6數據處理

運用Origin 9.0和SPSS軟件對數據進行處理。

2　結果與分析

2.1料水比的確定

圖1　不同料水比對發酵結果的影響Fig.1 Effect of different solid-liquid ratio on fermentation results

由圖1可知，酒精度隨著料水比的增大呈現先上升后下降的趨勢，當料水比為1∶2.5（g∶m L）時，酒精度最高達到13.1%vol，這是因為水添加量過少，料液過于黏稠，不利于糖化液的發酵，而水添加量太多，稀釋了發酵液，固形物含量不足，導致發酵后酒精度過低。總糖和總酸含量則是隨著料水比的增大而降低，這是由于糖發酵轉化為酒精，水的稀釋作用而導致的。因此，最佳料水比為1∶2.5（g∶m L）。

2.2耐高溫α-淀粉酶添加量的確定

由圖2可知，隨著耐高溫α-淀粉酶添加量的增加，醪液中還原糖含量隨之增加，當酶添加量＞0.5%時，還原糖的增加量不明顯；酶添加量由0.3%增加至0.4%時，還原糖含量的增幅為15.44%，而添加量由0.4%增至0.5%時，還原糖含量的增幅僅為8.42%，且添加量超過0.4%后液化液的總糖含量增幅不顯著。這是由于耐高溫α-淀粉酶只能水解淀粉分子內部α-1，4糖苷鍵，但無法水解淀粉分子中的α-1，6糖苷鍵，因此，淀粉水解不徹底，且隨著液化時間的延續，水解速度逐漸變緩［11］。因此，耐高溫α-淀粉酶的最佳添加量為0.4%。

圖2　耐高溫α-淀粉酶添加量對醪液中糖含量的影響Fig.2 Effec t of high temperature resisting α-am ylase addition on the sugar content in fermentation liquor

2.3糖化酶添加量的確定

相關研究表明，糖化酶的添加量對酒精產量、酒精得率和比酒精生成速率均有顯著的影響［13］。由圖3可知，隨著糖化酶添加量的增加，酒樣的殘還原糖和殘總糖含量均呈現下降趨勢；不添加糖化酶時，發酵得到的酒精度最低，僅為7.42%vol，隨著酶添加量由0增加至1.00%時，酒精度也隨之增加，繼續增加酶量，酒精度不再繼續增加。因此，糖化酶的最佳添加量為1.00%。

圖3　不同的糖化酶添加量對發酵結果的影響Fig.3 Effect of different glucoamylase addition on fermentation results

2.4活性干酵母添加量的確定

由圖4可知，隨著活性干酵母添加量的增多，酒精度先上升后下降，當酵母添加量為0.20%時，酒精度最高為13.7%vol，且酸度適宜。總糖隨著酵母量的增加不斷降低。這是因為酵母添加量過少，醪液中酵母數量不夠，發酵能力弱，使糖轉化為乙醇的能力較低；而醪液中酵母數量過多，酵母迅速繁殖，呼吸旺盛，醪液中過多的糖分被酵母吸收消化，不利于乙醇的積累［14］。因此，最佳干酵母添加量為0.20%。

圖4　不同干酵母添加量對發酵結果的影響Fig.4 Effect of different d ry yeast addition on fermentation results

2.5主發酵溫度的確定

作為酵母生長繁殖重要條件的前發酵溫度直接影響酒精的生成量和黃酒的質量。由圖5可知，隨著前酵溫度的升高，酒精度先升高后下降，溫度為30℃時，酒精度最高；總糖則呈現先下降后上升的趨勢，總酸則呈不斷上升的趨勢。這是因為溫度較低時，酵母繁殖代謝緩慢，糖轉換成乙醇的速度緩慢；當溫度過高，酵母容易衰老和死亡，其繁殖和代謝能力下降，從而喪失對雜菌的抑制優勢，容易導致乙醇產生的能力下降以致酒液品質的下降［15-16］。因此，最佳主發酵溫度為30℃。

圖5　不同主發酵溫度對發酵結果的影響Fig.5 Effect of different main fermentation temperature on fe rm enta tion results

2.6主發酵時間的確定

由圖6可知，在主發酵期間酵母菌大量繁殖，利用可發酵性糖產生酒精，總糖含量逐漸降低，至8.63 g/L時趨于穩定。由于總糖含量＜15 g/L，故此發酵黃酒屬于干型黃酒；酒精度隨著主發酵時間的延長不斷上升，前7 d內上升趨勢較大，7 d后上升趨勢趨于平緩；總酸含量在主發酵期間不斷上升，在總酸含量達到4.75 g/L時，隨著酸度和酒精度的升高抑制了產酸菌的活性，酸度逐漸趨于平穩［17］。因此，最佳的主發酵時間為7 d。

圖6　不同主發酵時間對發酵結果的影響Fig.6 Effect of different main fermentation time on fermentation results

2.7發酵工藝優化正交試驗結果

在單因素試驗基礎上，固定耐高溫α-淀粉酶和糖化酶的添加量分別為0.4%和1.00%，以感官評分為評價指標，選取料水比、主發酵溫度、主發酵時間、酵母添加量4個因素作進一步優化，正交試驗結果與分析見表3，方差分析結果見表4。

表3　發酵工藝優化正交試驗結果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments for fermentation technology optimization

由表3可知，4個因素對薏米糯米黃酒感官品質的影響的強弱順序依次為A＞B＞C＞D，即料水比＞主發酵溫度＞主發酵時間＞酵母添加量，薏米糯米黃酒發酵條件的最優方案為A2B1C2D1，即料水比1∶2.5（g∶m L），主發酵溫度29℃，主發酵時間7 d，酵母添加量0.15%。在此最佳條件下進行驗證試驗，薏米糯米黃酒感官評分為77.8分，酒精度為13.2%vol，總糖含量為3.87 g/L，總酸含量為4.80 g/L。

表4　正交試驗結果方差分析Table 4 Variance analysis o f orthogonal experiments resu lts

由表4可知，料水比對結果影響顯著（P＜0.05），其余因素對結果影響不顯著（P＞0.05）。

2.8薏米糯米黃酒質量分析

2.8.1感官指標

色澤：橙黃帶有琥珀色，清亮透明，有光澤；香氣優雅；口感純正、柔和、爽口。

2.8.2理化指標

酒精度（20℃）：13.2%vol；pH值：4.3；總糖（以葡萄糖計）：3.87 g/L；總酸：4.80 g/L；氨基酸態氮：0.348 g/L；非糖固形物：34.30 g/L。

2.8.3衛生指標

致病菌：未檢出。

3　結論

通過單因素與正交試驗確定了薏米糯米黃酒的最佳工藝條件，即料水比為1∶2.5（g∶m L），液化工藝條件中耐高溫α-淀粉酶的添加量為0.4%、最佳糖化條件為糖化酶的添加量為1.00%、最佳活性干酵母添加量為0.15%，最佳主發酵工藝條件為主發酵溫度29℃、主發酵時間7 d。在此條件下，18℃穩定16 d后得到薏米糯米黃酒。薏米糯米黃酒的感官指標、理化指標及衛生指標檢測結果均符合國家相關標準。本研究及結果可為薏米糯米黃酒工業化生產提供理論依據，市場前景廣闊。

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Brew ing process conditions of adlay and glutinous rice Chinese rice w ine

YANG Zutao，WU Tiangxiang*，ZHU Sijie，HUANG Zhong
（School of Liquor and Food Engineering，Guizhou University，Guiyang 550025，China）

Using adlay and glutinous rice as the main raw materials，Chinese rice w ine was prepared by liquid state fermentation.W ith total sugar，total acid content and alcohol content as investigation indexes，combining w ith sensory evaluation，by single factors and orthogonal experiments，the optimum brew ing conditions of adlay and glutinous rice Chinese rice w ine were determined as solid-liquid ratio 1∶2.5（g∶m l），heat-resistant α-amylase 0.4%，glucoam ylase 1.00%，active dry yeast 0.15%，main fermentation tem perature 29℃and time 7 d.Under the conditions，the adlay and glutinous rice Chinese rice wine produced had fine sensory quality of delicate fragrance，mellow tastes and orange w ith amber color，and the sensory evaluation score was 77.8.

adlay；glutinous rice；Chinese rice w ine；brewing process

TS262．4

0254-5071（2016）05-0102-05

10．11882/j．issn．0254-5071．2016．05．021

2016-03-21

貴州省農業攻關項目（黔科合農G字［2012］4001號）

楊祖滔（1988-），男，碩士研究生，研究方向為食品發酵。

吳天祥（1965-），男，教授，博士，研究方向為發酵工程。