復(fù)合酶法生產(chǎn)燕麥酒的工藝研究

關(guān)正維，楊志科

(昆明雪蕎食品有限公司，云南昆明650000)

燕麥?zhǔn)且活惪购怠⒖购⒛婉ぁ⑾碴帥龅拈L日照、一年生作物，屬禾本科早熟禾亞科燕麥屬[1]。燕麥起源于我國[2]，其種植面積僅次于小麥、水稻、玉米而居于糧食作物的第4位[3]。昭通市昭陽區(qū)是云南省燕麥的主產(chǎn)區(qū)。

現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)和醫(yī)學(xué)研究表明，燕麥含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、鈣、磷、鐵、維生素B1、維生素B2、尼克酸、β-葡聚糖等營養(yǎng)成分，具有抗氧化、降膽固醇、治療心血管疾病和減少低密度脂蛋白氧化等多種功能[4]。我國已研制的燕麥制品主要包括燕麥片、燕麥粉、燕麥面包、燕麥米、燕麥餅干、燕麥掛面、燕麥飲料、燕麥火腿、燕麥精和燕麥功能制品(如燕麥葡聚糖)等[5]。

以燕麥為原料釀酒，研究主要以燕麥發(fā)酵酒居多，主要包括燕麥啤酒、燕麥黃酒、燕麥保健酒及燕麥發(fā)酵飲料[6-13]。釀造工藝與傳統(tǒng)工藝相差不大，在釀造過程中用到的酶制劑主要有起液化作用的高溫α-淀粉酶、起糖化作用的糖化酶，降解蛋白質(zhì)和葡聚糖的蛋白酶和β-葡聚糖酶。

對燕麥蒸餾酒的研究較少，查到的文獻(xiàn)僅有1篇[14]。其生產(chǎn)工藝為川法小曲白酒生產(chǎn)工藝，釀造中用到的糖化發(fā)酵劑為小曲，發(fā)酵過程加配糟，發(fā)酵時(shí)間較短,僅有9 d。其生產(chǎn)工藝與云南小曲白酒生產(chǎn)工藝有所不同，本論文的主要目的在于研究確定復(fù)合酶法釀造云南小曲清香型燕麥酒的生產(chǎn)工藝。本研究不僅有助于解決昭陽區(qū)當(dāng)?shù)匮帑湝N、賤賣的問題，而且可為燕麥的深加工探尋新的出路。

1 材料與方法

1.1 材料及試劑

燕麥：購自昭通市昭陽區(qū)大山包種植農(nóng)戶，要求無蟲蛀、無霉變、顆粒均勻飽滿、雜質(zhì)少、干凈、水分含量在14%以下。

復(fù)合酶：實(shí)驗(yàn)室自配，主要含糖化酶、淀粉酶、木聚糖酶等。

釀酒高活性干酵母，安琪酵母有限公司；其余試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 燕麥小曲酒生產(chǎn)工藝流程

燕麥?浸泡?初蒸?燜水?復(fù)蒸?攤晾?第一次、第二次下曲糖化?出箱?第三次下曲?發(fā)酵?蒸餾?貯存

1.2.2 操作要點(diǎn)

泡糧：在泡糧桶里加入適量的水，用蒸汽加熱至70℃以上，稱取50 kg燕麥，淘洗兩次后置于泡糧桶，反復(fù)攪拌均勻，攪拌均勻后水溫保持在65～70℃，攪拌均勻靜置后，水面超出糧面約20 cm，泡糧時(shí)間20～22 h。經(jīng)浸泡后的燕麥要求：充分吸水膨脹，用手輕捻即開，捻開后內(nèi)無生心。

蒸糧（初蒸）：將泡好的燕麥倒入蒸煮鍋，開始蒸糧，圓汽后開始計(jì)時(shí)，蒸糧30 min，蒸糧過程中蒸汽壓力保持穩(wěn)定；蒸好的糧食要求燕麥基本都已蒸熟，用手捻開后，內(nèi)無生心。

燜糧（煮糧）：蒸糧結(jié)束后，順著煮糧鍋內(nèi)壁慢慢將冷水注入，直到水面超出糧面約10 cm，此時(shí)保持鍋內(nèi)微沸即可；燜水約1 h左右；燜糧要求燕麥裂口率達(dá)到90%以上。

二次蒸糧（復(fù)蒸）：放掉燜糧水，復(fù)蒸30 min；二次蒸糧要求糧表面水分合適，不黏著在一起，呈流沙狀。同時(shí)將后續(xù)用到的器具放入蒸煮鍋內(nèi)一并蒸煮殺菌。

攤晾下曲：快速將蒸好的糧食攤晾到晾床上，快速冷卻到35℃左右，攤平第一次下曲；待糧醅溫度下降至30℃左右進(jìn)行第二次下曲；下曲完畢后，糧醅品溫控制在28℃以下（夏季在25℃以下）。攤晾下曲降溫時(shí)間控制在1 h內(nèi)完成，減少感染雜菌的機(jī)會。本輪下曲量為全部用曲量的80%。

糖化：將拌好曲的燕麥糧醅裝入糖化箱進(jìn)行糖化；糖化箱內(nèi)糧醅厚度不超過30 cm，四周稍厚，中間較薄；糧醅表面加蓋棉布，控制糖化箱溫度在30℃，糖化20～24 h，糖化后溫度在35℃左右即可出箱；糖化的效果直接影響到發(fā)酵的好壞，進(jìn)而影響到酒質(zhì)的優(yōu)劣和出酒率的高低，因此糖化過程一定要控制好溫度，精細(xì)操作。糖化好的酒醅，有淡淡的酒味和清香味，無雜味，嘗之微甜。

出箱發(fā)酵：將剩余20%的酒曲均勻鋪撒于糖化后的糧醅上，拌勻。反復(fù)攪拌待溫度降至28℃（夏季在25℃以下），裝桶發(fā)酵；裝桶時(shí)糧醅要輕撒于桶內(nèi)，裝到離桶口10 cm處即可。將裝好糧醅的發(fā)酵桶移到發(fā)酵室進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵室溫度控制在15℃左右，發(fā)酵桶上貼好標(biāo)簽，標(biāo)簽上須注明發(fā)酵時(shí)間，每批次發(fā)酵桶集中放在一起。

蒸餾：將發(fā)酵好的酒醅輕撒勻鋪倒入蒸煮鍋；探汽上甑，邊裝甑邊上汽，看到有汽冒出及時(shí)，用酒醅蓋住；裝好甑后，連接好導(dǎo)氣管，裝好密封環(huán)，緩火蒸餾，蒸餾過程中要注意壓力穩(wěn)定，氣壓不能忽大忽小。

陳釀貯存：入庫酒度55%vol以上；陳釀容器為陶土壇；陳釀環(huán)境恒溫恒濕，擾動(dòng)較少。陳釀時(shí)間3個(gè)月以上。

1.3 理化指標(biāo)的測定

1.3.1 燕麥成分測定

1.3.1.1 燕麥水分、灰分、粗淀粉、粗蛋白、粗脂肪的測定

水分含量的測定：GB/T 5009.3—2003；灰分含量的測定：GB/T 5009.3—2003；粗脂肪含量的測定：GB/T 14489.2—2008(索氏抽提法)；粗蛋白質(zhì)含量測定：GB 2905—1982；粗淀粉含量的測定：GB 5006—1985(旋光法)。

1.3.1.2 燕麥中不同種類脂肪酸的測定

脂肪酸的測定：采用甲酯化反應(yīng)法測定，稱取0.50 g燕麥樣品于5 mL離心管中，加入2 mL正己烷，振搖0.5 min，室溫下放置過夜后，吸取1 mL上清液放入另一個(gè)5 mL離心管中，加入1 mL甲醇-BF3進(jìn)行甲酯化反應(yīng)，在室溫下反應(yīng)1 h，取上清液分析。色譜條件：HP-1毛細(xì)柱(30m×320μm×0.25μm)，柱溫220℃，F(xiàn)ID檢測器溫度280℃，進(jìn)樣溫度250 ℃，分流比1∶50，空氣流速 450 mL/min，氫氣流速 40 mL/min，氮?dú)鈮毫?.5 MPa，進(jìn)樣1μL。

1.3.1.3 燕麥中氨基酸含量測定

氨基酸組成的測定：樣品酸解后，采用臨苯二甲醛(OPA)柱前衍生高效液相色譜分析，采用L-8800氨基酸自動(dòng)分析儀測定氨基酸的種類和含量。

1.3.2 酒醅中還原糖含量的測定

參照《白酒生產(chǎn)技術(shù)全書》中固體發(fā)酵酒醅分析之還原糖的測定進(jìn)行測定。

1.3.3 燕麥酒酒精度、總酸、總酯、甲醇的測定

酒精度的測定方法為：GB 5009.225—2016[16]食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)酒中乙醇濃度的測定中的酒精計(jì)法。

總酸、總酯、甲醇的測定方法為：GB/T 10345—2007[17]白酒分析方法。

1.3.4 原料出酒率的計(jì)算

2 結(jié)果與分析

2.1 燕麥成分分析結(jié)果

2.1.1 燕麥水分、灰分、粗淀粉、粗蛋白、粗脂肪的測定結(jié)果與分析

根據(jù)“實(shí)驗(yàn)方法1.3.1.1”對燕麥原料進(jìn)行成分測定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

2.1.2 燕麥中不同種類脂肪酸的含量分析

表1 燕麥組成成分表 (%)

根據(jù)“實(shí)驗(yàn)方法1.3.1.2”對燕麥原料進(jìn)行脂肪酸測定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 燕麥不同種類脂肪酸含量表 (%)

燕麥中脂肪酸含量和種類豐富，其中棕櫚酸、油酸、亞油酸含量較多。

2.1.3 燕麥中氨基酸含量測定

根據(jù)“實(shí)驗(yàn)方法1.3.1.3”對燕麥原料進(jìn)行氨基酸含量測定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 燕麥中氨基酸含量表 (mg/g)

燕麥中8種必需的氨基酸含量均比較豐富，此外，谷氨酸和天冬氨酸含量也較高。

2.2 復(fù)合酶添加量對燕麥醅糖化效果的影響

在投糧量、泡糧水溫、泡糧時(shí)間與蒸糧時(shí)間相同的條件下，復(fù)合酶添加量按投糧量的0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%比例進(jìn)行糖化，糖化時(shí)間為14 h、16 h、18 h、20 h、22 h、24 h，分別取樣測酒醅中還原糖的平均含量，同時(shí)記錄該糖化時(shí)間點(diǎn)的糧醅平均溫度，結(jié)果見表4。

從表4可以看出，復(fù)合酶添加量為0.2%時(shí)，由于添加量太少，酶解效力較低，放熱少，導(dǎo)致糧醅溫度幾乎與同期室溫相同，無變化。當(dāng)復(fù)合酶添加量大于0.2%時(shí)，隨著復(fù)合酶添加量的增加和糖化時(shí)間的延長，糧醅中還原糖含量逐漸增加，糧醅溫度逐漸上升。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，糖化后出嫩箱和老箱均對后期的發(fā)酵有不利影響，嫩箱和老箱的重要判斷指標(biāo)即為糖化出箱時(shí)糧醅中還原糖含量的多少，一般出箱時(shí)還原糖含量在2%左右較好，出箱溫度在35℃時(shí)為宜。用曲量也不能太多，因?yàn)獒劸茦I(yè)有“曲大酒苦”之說。綜上所述，可以初步確定在燕麥糖化階段，復(fù)合酶的添加量為0.8%，糖化時(shí)間為22 h有利于后期的發(fā)酵。

表4 復(fù)合酶添加量對糧醅糖化效果的影響

表5 發(fā)酵時(shí)間對原料出酒率和酒質(zhì)的影響

2.3 發(fā)酵時(shí)間對原料出酒率和酒質(zhì)的影響

在投糧量、泡糧水溫、泡糧時(shí)間與蒸糧時(shí)間相同，復(fù)合酶的添加量為0.8%，糖化時(shí)間為22 h的條件下，分別計(jì)算發(fā)酵15 d、18 d、21 d、24 d、27 d、30 d、33 d、36 d的原料出酒率，并檢測同期總酸、總酯和甲醇的含量。結(jié)果見表5。

從表5可以看出，發(fā)酵時(shí)間在30 d內(nèi)，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，原料出酒率在增加，總酸、總酯的含量也在增加，甲醇含量逐漸降低；在發(fā)酵30 d時(shí)，原料出酒率達(dá)到最大值，以原酒55%vol計(jì)為54.4%。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間超過30 d后，原料出酒率有所下降，總酸、總酯含量雖有增加，但增幅較小。原因可能是原料發(fā)酵30 d后，酒精發(fā)酵基本結(jié)束，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，后期主要以酒精轉(zhuǎn)化為酸酯成分為主，出酒率會有部分下降。因此，從各項(xiàng)指標(biāo)來看，燕麥酒的發(fā)酵時(shí)間以30 d為宜。

3 結(jié)論

本研究以昭通產(chǎn)燕麥為原料，用本實(shí)驗(yàn)室自主研制的復(fù)合酶為糖化發(fā)酵劑，初步確定了復(fù)合酶法生產(chǎn)小曲清香型燕麥酒的生產(chǎn)工藝：泡糧水溫65～70 ℃，泡糧時(shí)間20～22 h，初蒸30 min，燜水60 min，再復(fù)蒸30 min，復(fù)合酶添加量為0.8%的條件下，糖化22 h，出箱溫度控制在35℃，發(fā)酵時(shí)間30 d，燕麥原酒以55%vol計(jì)，出酒率可達(dá)54.4%。

所產(chǎn)小曲清香型燕麥酒酒體清亮透明，無懸浮物，無沉淀，清香純正，具有濃郁的乙酸乙酯香氣和燕麥特殊的糧香，酒體醇和協(xié)調(diào)，爽凈。總酸、總酯含量達(dá)到云南小曲清香型白酒高度酒（酒精度為40%vol～69%vol）的理化指標(biāo)（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：總酸(以乙酸計(jì)，g/L)≥0.4，總酯(以乙酸乙酯計(jì)，g/L)≥0.6）[18]。甲醇含量較低。

采用本工藝生產(chǎn)燕麥酒，成本及利潤核算如下：按市場最高價(jià)計(jì)，1 t燕麥?zhǔn)蹆r(jià)4000元，每噸燕麥酒曲成本200元，每噸燕麥人工成本500元，每噸燕麥能源成本500元，其他成本約500元。按出酒率54%計(jì)，可產(chǎn)55%vol燕麥酒540 L，按燕麥酒市場中間價(jià)50元/L計(jì)，總產(chǎn)值為27000元，除去生產(chǎn)成本5700元，每噸燕麥可增加附加值21300元。由此可見，通過本工藝生產(chǎn)燕麥酒，燕麥附加值提升顯著。這對于當(dāng)?shù)剞r(nóng)民而言不失為一種脫貧致富的好方法。