酶制劑法解決紅茅燒酒沉淀問題的研究

謝軍，羅惠波，*，黃治國，衛春會，宗緒巖，葉慧敏

（1.四川理工學院生物工程學院，四川自貢643000；2.釀酒生物技術及應用四川省重點實驗室，四川自貢643000）

酶制劑法解決紅茅燒酒沉淀問題的研究

謝軍1，2，羅惠波1，2，*，黃治國1，2，衛春會1，2，宗緒巖1，2，葉慧敏1

（1.四川理工學院生物工程學院，四川自貢643000；2.釀酒生物技術及應用四川省重點實驗室，四川自貢643000）

針對紅茅燒酒渾濁、沉淀的問題，采用酶制劑澄清法，通過單因素試驗、正交試驗及驗證試驗進行探究，結果表明：以支鏈淀粉酶0.0065%、中性蛋白酶0.0055%、單寧酶0.0055%組合使用澄清效果最好，是解決紅茅燒酒沉淀問題的一種有效方法。

紅茅燒酒；沉淀；酶制劑；澄清

紅茅燒酒源自古時名酒“鵝黃名釀”，是一種獨特工藝釀造的小曲酒，其基于清香純正的小曲高粱基酒，通過浸泡糖化后的本地糯紅高粱吸收了高粱的色澤、淀粉、氨基酸等物質，酒體呈現出高粱的本色，金紅透亮，正如宋代詩人陸游酒詩所說“鵝黃名釀何由得，且醉杯中琥珀紅”［1］。國家著名釀酒專家胡永松教授也曾對紅茅燒坊給予了高度評價“紅茅燒坊既具有原來蒸餾酒的特點，又將糖化發酵酒的香味成份通過蒸餾透析出來，應該說很有特色。它的出世對川酒乃至中國白酒的多樣化發展都有一定的影響，它增加了川酒的多樣性”［2］，堪稱小曲酒當中的典范。

同當前小曲酒普遍存在著由于降度、光照及溫度變化而產生沉淀的問題［3］一樣，紅茅燒酒由于其獨特的生產工藝特點，產品在貨架期也出現了嚴重的沉淀現象，嚴重影響了產品的感官和口感，這是一個亟待解決的問題，而該問題的研究在整個行業內還是一片空白。本文在前期分析研究［4-13］的基礎上從釀造工藝入手以期探究出一種能徹底解決紅茅燒酒沉淀問題的方案。紅茅燒酒不同于一般的中國白酒，它是中國白酒當中的唯一一款“紅酒”，深入研究它將有助于補充小曲酒的種類，豐富中國白酒的種類使中國白酒更早一步進入世界酒市場。

1　材料與方法

1.1材料

本地糯紅高粱、優質小曲白酒：取自自貢市紅茅燒酒業有限公司。

1.2主要試劑及設備

1.2.1主要試劑

糖化酶（50 000 U/g）、單寧酶（500 U/g）：食品級，仰韶生物化工有限公司；支鏈淀粉酶（200 000 U/g）、中性蛋白酶（80 000 U/g）：食品級，北京金路鴻生物技術有限公司。

1.2.2主要儀器及設備

BSM電子分析天平：北京賽多利斯天平有限公司；HH-8數顯恒溫水浴鍋：國華電器有限公司；5424R高速離心機：德國Eppendorf公司。

1.3方法

1.3.1工藝流程

紅茅燒酒主要工藝流程見圖1［14］。

圖1　紅茅燒酒主要工藝流程圖Fig.1The main technological process of Hongmaoshao liquor

紅茅燒酒釀造過程中，糖化后的糯紅高粱中豐富的淀粉、單寧、蛋白質等大分子物質通過浸泡工藝融入到酒中，這些大分子物質在儲存期及貨架期中受到外界環境（溫度、光照等）的影響不斷的聚集然后形成大片沉淀［15］，因此從釀造工藝入手，分別以支鏈淀粉酶、中性蛋白酶、單寧酶與蒸煮后的糯紅高粱在適宜溫度下拌合，用優質小曲基酒浸泡4個月后過濾，靜置一年后觀察沉淀量。

1.3.2支鏈淀粉酶最佳用量的確定

取未粉碎的高粱720 g，將水燒至沸騰倒入高粱中至高過糧面10 cm，控制水溫在70℃左右，維持7 h，泡至高粱易掐碎、無生芯，過濾；開始蒸糧，初蒸圓汽后，維持22 min后加沸水至沒過糧面繼續蒸至圓汽關火悶糧，至90%以上高粱破裂后濾去多余水分，復蒸1 h，至高粱糊而不爛，內無生芯，表皮吸汗，黏度正常即可［16］。冷卻至40℃左右，先按高粱干重的0.005 0%加入糖化酶、單寧酶、中性蛋白酶，再按高粱干重的0.004 0%、0.004 5%、0.005 0%、0.005 5%、0.006 0%、0.006 5%、0.007 0%加入支鏈淀粉酶，拌勻。在壇底撒上一層蒸過的糠殼，將拌勻的高粱倒入其中，在表面撒一層蒸過的糠殼，插入溫度計，封好保鮮膜，糖化22 h，糖化后優質小曲基酒與高粱按質量比20∶7的比例浸泡4個月，過濾、靜置陳放一年后離心、烘干沉淀，測定沉淀量，每組3個平行。

1.3.3中性蛋白酶最佳用量的確定

按上述泡糧和蒸糧工藝，出鍋后冷卻至40℃左右，先按高粱干重的0.005 0%加入糖化酶、單寧酶、支鏈淀粉酶，再按高粱干重的0.004 0%、0.004 5%、 0.005 0%、0.005 5%、0.006 0%、0.006 5%、0.007 0%加入中性蛋白酶，后續工藝同1.3.2，每組3個平行。

1.3.4單寧酶最佳用量的測定

按上述泡糧和蒸糧工藝，出鍋后冷卻至40℃，先按高粱干重的0.005 0%的比例加入支鏈淀粉酶、糖化酶、中性蛋白酶，再按高粱干重的0.004 0%、0.004 5%、0.005 0%、0.005 5%、0.006 0%、0.006 5%、0.007 0%加入單寧酶，后續工藝同1.3.2，每組3個平行。

1.3.5確定3種酶最優組合比例的正交試驗

根據單因素試驗結果，按上述試驗方法采用L9（34）正交表對支鏈淀粉酶、中性蛋白酶和單寧酶的組合比例進行優化，正交試驗因素水平見表1。

表1　正交試驗因素水平Table 1The factors and levels in the orthogonal experiment

1.3.6驗證試驗

為了驗證正交試驗的結果是否為最優，以不加酶處理的樣品作為對照組、以3種酶的最適用量、正交試驗中結果最好的條件、正交試驗得出的最優條件作為試驗組，比較它們對紅茅燒酒沉淀量的影響，以確定解決紅茅燒酒沉淀問題的最優條件。

2　結果與分析

2.1支鏈淀粉酶最佳用量的確定

支鏈淀粉酶用量與紅茅燒酒沉淀之間的關系見圖2。

圖2　支鏈淀粉酶用量與紅茅燒酒沉淀之間的關系Fig.2The relationship between pullulanase dosage and the precipitation of Hongmaoshao liquor

本試驗研究了支鏈淀粉酶的用量對紅茅燒酒沉淀量的影響，結果表明：隨著支鏈淀粉酶用量的增加，沉淀量隨之減少，當支鏈淀粉酶用量≥0.006 0%時沉淀量趨于穩定，且相互之間不具有顯著差異，結合經濟原則最終確定支鏈淀粉酶的最佳用量為0.006 0%。

2.2中性蛋白酶最佳用量的確定

中性蛋白酶用量與紅茅燒酒沉淀之間的關系見圖3。

圖3　中性蛋白酶用量與紅茅燒酒沉淀之間的關系Fig.3The relationship between neutral protease dosage and the precipitation of Hongmaoshao liquor

本試驗研究了中性蛋白酶的用量對紅茅燒酒沉淀量的影響，結果表明：隨著中性蛋白酶用量的增加，沉淀量隨之減少，當中性蛋白酶用量≥0.005 0%時沉淀量趨于穩定，且相互之間不具有顯著差異，結合經濟原則最終確定中性蛋白酶的最佳用量為0.005 0%。

2.3單寧酶最佳用量的測定

單寧酶用量與紅茅燒酒沉淀之間的關系見圖4。

圖4　單寧酶用量與紅茅燒酒沉淀之間的關系Fig.4The relationship between Tannase dosage and the precipitation of Hongmaoshao liquor

本試驗研究了單寧酶的用量對紅茅燒酒沉淀量的影響，結果表明：隨著單寧酶用量的增加，沉淀量隨之減少，當單寧酶用量≥0.006 0%時沉淀量趨于穩定，且相互之間不具有顯著差異，結合經濟原則最終確定單寧酶的最佳用量為0.006 0%。

2.4正交試驗結果

根據單因素試驗結果，進行正交試驗，正交試驗結果見表2、表3。

表2　正交試驗結果Table 2Results of the orthogonal experiment

表3　方差分析結果Table 3The results of variance analysis

試驗結果表明：各因素對紅茅燒酒沉淀量的影響程度依次為A3＞B3＞C1，即支鏈淀粉酶＞中性蛋白酶＞單寧酶；3種酶用量的最優組合比例為：支鏈淀粉酶0.006 5%、中性蛋白酶0.005 5%、單寧酶0.005 5%，對紅茅燒酒沉淀問題的解決效果最好；方差分析表明：支鏈淀粉酶對紅茅燒酒沉淀量具有極顯著影響（P＜0.01），而中性蛋白酶和單寧酶對紅茅燒酒的沉淀量不具有顯著影響（P＞0.05），這可能是因為高粱中淀粉的含量遠高于蛋白質和單寧，融入到酒中的淀粉含量也更高，對紅茅燒酒的沉淀影響也最大。

2.5驗證試驗

以正交試驗中結果最好的組合：支鏈淀粉酶0.006 5%、中性蛋白酶0.005 5%、單寧酶0.006 0%和正交試驗分析得到的最優組合：支鏈淀粉酶0.006 5%、中性蛋白酶0.005 5%、單寧酶0.005 5%，分別記為組合1和組合2，以及3種酶的最適用量作為試驗組、不加酶處理的作為對照組，以確定解決紅茅燒酒沉淀問題的最優條件，驗證試驗結果見圖5。

圖5　驗證試驗結果Fig.5The results of validation experiment

試驗結果表明：試驗組與對照組之間均具有顯著差異，表明酶制劑澄清法能夠在一定程度上解決紅茅燒酒的沉淀問題；3種酶組合使用與3種酶單獨使用的結果之間具有顯著差異，表明將3種酶組合使用更有利于解決紅茅燒酒的沉淀問題；正交試驗的最優組合和正交試驗結果最好組合之間沉淀量不具有顯著差異，即兩種組合對紅茅燒酒沉淀問題的解決效果不具有顯著差異，綜合經濟原則考慮，最終確定酶制劑澄清法解決紅茅燒酒沉淀問題的最優組合為：支鏈淀粉酶0.006 5%、中性蛋白酶0.005 5%、單寧酶0.005 5%，沉淀干重最低能達到3.29 mg/L。

3　結論

針對紅茅燒酒渾濁、沉淀的問題，在前期研究的基礎上采用酶制劑澄清法從釀造工藝入手，分別以支鏈淀粉酶、中性蛋白酶、單寧酶與蒸煮后的糯紅高粱在適宜溫度下拌合，用優質小曲基酒浸泡4個月后過濾，靜置一年后觀察沉淀量，通過單因素試驗、正交試驗及驗證試驗進行探究，結果表明：以支鏈淀粉酶0.006 5%、中性蛋白酶0.005 5%、單寧酶0.005 5%組合使用澄清效果最好，沉淀干重最低能達到3.29 mg/L，由此可知利用酶制劑來解決紅茅燒酒沉淀問題具有很好的效果。

4　討論與展望

紅茅燒酒在貨架期出現渾濁和沉淀是一個非常棘手的問題，至今尚未得到很好的解決。本試驗在前期分析的基礎上從釀造工藝入手，利用酶制劑澄清法來解決紅茅燒酒的沉淀問題，取得了一定的研究成果，對解決紅茅燒酒的沉淀問題以及指導實際生產具有一定的指導意義。同時酶將高粱中的大分子物質分解成小分子物質，更多的營養物質融入到了酒中，增加了酒中的營養成分，在一定程度上提高了酒質。當然也存在許多不足之處，如企業在生產原料，生產工藝流程，浸泡與勾兌，儲存方法等關鍵環節缺少大量細致的研究和基礎數據，生產中的很多環節都是生產工人憑經驗來進行操作，缺少科學的數據來進行生產指導，而且生產中關鍵的操作和流程并未得到嚴格地監控，每批酒的產量和質量都參差不齊，影響因素眾多。因此，要徹底解決紅茅燒酒的沉淀問題，必須先建立一套科學完善的生產工藝，對每一步生產都嚴格把控，在此基礎上對紅茅燒酒沉淀問題進行研究才更準確，更科學，更具針對性。我們期待更多的專家和學者研究紅茅燒酒，發現其他的影響因素和解決方法，更好地解決紅茅燒酒的沉淀問題，為豐富白酒品類做出貢獻。

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Research on Enzyme Preparation to Solve the Precipitation Problems of Hongmaoshao Liquor

XIE Jun1，2，LUO Hui-bo1，2，*，HUANG Zhi-guo1，2，WEI Chun-hui1，2，ZONG Xu-yan1，2，YE Hui-min1
（1.School of Biotechnology Engineering，Sichuan University of Science&Engineering，Zigong 643000，Sichuan，China；2.Liquor Making Bio-technology&Application of Key Laboratory of Sichuan Province，Zigong 643000，Sichuan，China）

The methods of enzyme preparation clarification were used to research on the turbidity and precipitation problems of Hongmaoshao liquor through single-factor experiment，orthogonal experiment and verification experiment.The results showed that，the composite enzymes with the proportion of 0.006 5%pullulanase，0.005 5%neutral protease and 0.005 5%tannase had the best clarifying effect，which was an effective material to solve the precipitation problems of Hongmaoshao liquor.

Hongmaoshao liquor；precipitation；enzyme preparation；clarification

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.20.028

大學生創新創業訓練計劃項目（201410622009）

謝軍（1990—），男（漢），碩士，主要從事釀酒生物技術方面的研究。

羅惠波（1969—），男（漢），教授，碩士，主要從事酒類發酵方面的研究。

2015-11-30