籼米小曲酒酿造方法研究

籼米小曲酒酿造方法研究

材料与方法

1.材料

籼米:市售。试剂及药品:硫酸铜、酒石酸甲钠、亚铁氰化钾、次甲基蓝、浓盐酸、浓硫酸、氢氧化钠、酚酞、葡萄糖、乙醇、对二甲氨基苯甲醛、异戊醇、异丁醇,均为分析纯。纯种根霉曲、嗜杀酵母(Sa2)曲:均由低碳模式[7]制得。0.1N氢氧化钠溶液:准确称取4g氢氧化钠,用蒸馏水定容到1000mL,同时标定。0.02N氢氧化钠溶液:准确称取0.2g氢氧化钠,用蒸馏水定容到1000mL,同时标定。0.5%酚酞指示剂:准确称取0.5g酚酞,溶于100mL95%乙醇中。0.1N盐酸溶液:准确量取9.4mL浓盐酸,用蒸馏水定容到1000mL,同时标定。标准杂醇油溶液:准确吸取0.099mL异戊醇和0.025mL异丁醇于100mL容量瓶中,加无杂醇油酒精50mL,再加蒸馏水定容100mL。使用时,吸取5.0mL标准杂醇油溶液于50mL容量瓶中,用蒸馏水定容到50mL,此溶液即为0.1mg/mL的杂醇油溶液。0.5%对二甲氨基苯甲醛浓硫酸溶液:准确称取0.5g对二甲氨基苯甲醛,溶于100mL浓硫酸中,本试剂应现配现用。

2.试验方法

(1)工艺路线

酿制小曲酒工艺路线:籼米→洗米→浸米→蒸米→摊凉→拌入纯种根霉曲→培菌糖化→拌入嗜杀酵母曲→加水发酵→蒸馏→小曲酒。

(2)纯种根霉曲加曲量对发酵的影响

取100g籼米洗净,浸泡4h,放入1000mL三角瓶中,加水100mL,105℃蒸10min,冷却后分别加纯种根霉曲0.2g、0.4g、0.6g和0.8g,于30℃恒温糖化24h后,加水120mL同时加入适量嗜杀酵母曲,封口发酵5d,测定醪液酸度、蒸馏出酒液的酒精度、酸度、总酯和杂醇油,综合理化指标较好的确定为纯种根霉曲的加曲量。

(3)糖化温度对发酵的影响

取100g籼米洗净,浸泡4h,放入1000mL三角瓶中,加水100mL,105℃蒸10min,冷却后按上一步确定的纯种根霉曲加曲量加入麸曲,于25℃、30℃、35℃和40℃恒温糖化24h后,加水120mL同时加入适量嗜杀酵母曲,封口发酵5d,测定醪液酸度、蒸馏出酒液的酒精度、酸度、总酯和杂醇油,综合理化指标较好的确定为糖化温度。

(4)糖化时间对发酵的影响

取100g籼米洗净,浸泡4h,放入1000mL三角瓶中,加水100mL,105℃蒸10min,冷却后按前面试验确定的纯种根霉曲加曲量和糖化温度操作后,分别恒温糖化12h、24h、36h和48h后,加水120mL同时加入适量嗜杀酵母曲,封口发酵5d,测定醪液酸度、蒸馏出酒液的酒精度、酸度、总酯、杂醇油,综合理化指标较好的确定为糖化时间。

(5)加水量对发酵的影响

取100g籼米洗净,浸泡4h,放入1000mL三角瓶中,加水100mL,105℃蒸10min,冷却后按前面试验确定的纯种根霉曲加曲量、糖化温度和糖化时间操作后,分别加水100mL、110mL、120mL和130mL同时加入适量嗜杀酵母曲,封口发酵5d,测定醪液酸度、蒸出酒液的酒精度、酸度、总酯和杂醇油,综合理化指标较好的确定为最佳加水量。

(6)嗜杀酵母曲加曲量试验

取100g籼米洗净,浸泡4h,放入1000mL三角瓶中,加水100mL,105℃蒸10min,冷却后按前面试验确定的纯种根霉曲加曲量、糖化温度、糖化时间和加水量操作后,加入嗜杀酵母曲0.4g、0.6g、0.8g和1.0g,封口发酵5d,测定醪液酸度、蒸馏出酒液的酒精度、酸度、总酯和杂醇油,综合理化指标较好的确定为嗜杀酵母曲加曲量。

(7)发酵时间对发酵的影响

取100g籼米洗净,浸泡4h,放入1000mL三角瓶中,加水100mL,105℃蒸10min,冷却后按前面试验确定的纯种根霉曲加曲量、糖化温度、糖化时间、加水量和嗜杀酵母曲加曲量操作后,封口发酵3d、4d、5d和6d,测定醪液酸度、蒸馏出酒液的酒精度、酸度、总酯和杂醇油,综合理化指标较好的确定为发酵时间。

(8)小曲酒酿造工艺条件正交实验设计

为确定嗜杀酵母曲酿造籼米小曲酒的最佳工艺条件,在单因素试验的基础上,进一步调整各因素水平进行正交试验。本试验以出酒率为指标做了糖化温度、发酵时间和加曲量(含酵母)三因素三水平的正交试验。其中,C(加曲量)中,0.4%为纯种根霉曲加曲量,0.6%、0.8%、1%为嗜杀酵母曲加曲量。

(9)嗜杀酵母曲与市售小曲发酵结果比较

取100g籼米洗净,浸泡4h,放入1000mL三角瓶中,加水100mL,105℃蒸10min,摊晾后按前面试验确定的纯种根霉曲加曲量、糖化温度、糖化时间、加水量、嗜杀酵母曲加曲量和封口发酵时间操作,同时做市售小曲的对照试验。测定醪液酸度、蒸馏出酒液的酒精度、白酒酸度、总酯和杂醇油。

3.分析方法

(1)酒精度的测定

蒸馏后用酒精计测定。1.3.2.2醪液酸度的测定按酸碱中和法进行测定。准确吸取2mL滤液于150mL三角瓶中,加蒸馏水20mL和0.5%的酚酞指示剂2滴,用0.1N氢氧化钠溶液滴定至微红色,10s不退色。计算公式:酸度=C×V/2×10式中:酸度—10mL发酵醪液消耗氢氧化钠的毫摩尔数。C—氢氧化钠浓度,mol/L;V—滴定消耗氢氧化钠的体积,mL;2—吸取的醪液体积,mL。

(2)白酒中总酸的测定

运用酸碱中和法。准确吸取1mL白酒,置入250mL三角瓶中,加100mL水和1%酚酞指示剂2滴,用0.2N氢氧化钠溶液滴定至微红色,10s不退色。计算公式:总酸(g/100mL,以乙酸计)=(NV)×0.06006×1/1×100式中:总酸—100mL蒸馏白酒中乙酸的浓度,g/100mL。N、V—氢氧化钠溶液的当量浓度与消耗体积,mL;0.06006—乙酸的毫克当量,g;1—吸取的酒样体积,mL;100—换算成100mL酒样中的酸量。

(3)白酒中总酯的测定

按皂化法。准确吸取50mL酒样,置入500mL三角瓶中,加1%酚酞指示剂2滴,用0.1N氢氧化钠溶液滴定至微红色。再准确加入25mL0.1N氢氧化钠溶液,按上回流冷凝器,于沸水浴中回流皂化30min,取下冷却,立即用0.1N盐酸溶液滴定至红色刚刚消失。计算公式:总酯(g/100mL,以乙酸乙酯计)=(N1×25-N2V2)×0.08812×100/50式中:N1—氢氧化钠溶液的当量浓度(0.1N);N2、V2—盐酸溶液的当量浓度(0.1N)与消耗体积(mL);0.08812—乙酸乙酯的毫克当量,g;

(4)白酒中杂醇油的测定(比色法)

标准曲线绘制:取10mL刻度试管6支,配制不同的标准杂醇油溶液(杂醇油含量为0、0.02、0.04、0.06、0.08、0.1mg)各2mL加入试管,将试管置入冷水浴中冷却,以较慢的速度,沿倾斜的试管壁准确加入4mL0.5%对二甲氨基苯甲醛浓硫酸溶液,摇匀。将试管置入沸水浴中,加热显色20min,取出迅速冷却,用水定容至10mL,摇匀。在波长485nm下测吸光度,以吸光度OD值为纵坐标,标准杂醇油浓度为横坐标,绘制标准曲线。由曲线求得线性回归方程为:y=6.4071x+0.0398,R2=0.9885。说明该曲线在杂醇油含量介于0~0.1mg范围内有的线性关系。测定步骤:吸取1mL酒样,加水定容至10mL。吸取1mL酒样稀释液,加入10mL刻度试管中,加水至2mL,之后操作同标准曲线中标准系列管的制备。以空白管为对照,在485nm波长下测吸光度,取其平均值。从已绘制的标准曲线求得试样管光密度所对应的标准杂醇油含量(mg)。计算公式:杂醇油(g/100mL)=A×10×100/(V1×V2×1000)式中:A—测定样品稀释液中杂醇油含量,mg;V1—所取酒样体积,mL;V2—所取稀释酒样体积,mL;10—酒样稀释倍数。#p#分页标题#e#

4.结果与分析

1.纯种根霉曲加曲量对发酵的影响

纯种根霉曲在小曲酒酿造过程中主要起糖化作用,在小曲酒的生产使用过程中,根霉边生长,边产生具有糖化作用的酶;且根霉特有的曲香有利于提高改善酒的风味和品质。选取纯种根霉曲加曲量为0.2%、0.4%、0.6%和0.8%四个参数进行试验。,当纯种根霉曲加曲量为0.4%时,所酿造的小曲酒的酒度明显高于其他组且总酯含量最高,醪液酸度也在正常范围,总酸和杂醇油两项理化指标也均达到国家GB2757-81标准[8]。因此选取0.4%作为纯种根霉曲最佳加曲量。

2.糖化温度对发酵的影响

小曲酒的酿造既要考虑根霉菌的适用温度,又要满足酵母进行酒精代谢时对温度的要求。一般情况下将温度控制在20~40℃,温度过高,容易导致细菌污染和酵母菌老化;温度过低,根霉菌和酵母菌生长缓慢,当温度降到10℃以下时,微生物几乎处于休眠状态很难进行糖化和发酵。选取25℃、30℃、35℃和40℃四个参数进行试验。当温度从25℃升到35℃,在相同的培养时间下得到的小曲酒的酒度逐渐升高,说明发酵速度呈上升趋势;当温度继续升高获得的小曲酒的酒度开始降低,说明发酵速度下降。当温度在30℃时,得到的小曲酒的酒度为46.8%vol与35℃时的47.1%vol相差不大,然而温度在30℃时小曲酒的总酯含量最高,各项理化指标也符合国际标准。故选取30℃为糖化温度。

3.糖化时间对发酵的影响

小曲酒酿造过程中的糖化就是把淀粉转化成能够被酵母利用产生酒精的物质。糖化时间不足,造成糖化不完全,不利于提高原料出酒率,造成原料的浪费;糖化时间过长,醪液中还原糖过多,溶液渗透压增高,影响酵母生长,淀粉的利用率反而得不到提高。选取糖化时间18h、24h、30h、36h四个参数进行试验。当糖化时间从18h至24h时,酒度呈现上升趋势,在24h时达到最高值,之后缓慢下降;当糖化时间为24h时,总酯含量达到最高的0.031g/100mL,且总酸和杂醇油含量也符合国际指标。故选取糖化时间为24h。

4.加水量对发酵的影响

小曲白酒的酿造属于液态发酵,加水量多有利于原料的浸润和流动,有利于酒曲与原料充分的接触,有利于代谢产物的渗透与溶解,但是蒸馏时间要长,浪费资源;加水量少,原料的浸润和流动性差,酒曲与物料的接触不够充分,醪液粘稠,不利于代谢产物的渗透和溶解,蒸酒时容易造成淤锅、糊锅或焦锅,但蒸馏时间短。加水量为120mL时得到的小曲酒的总酯含量最高,杂醇油含量、总酸及醪液酸度也符合国际标准,且酒度比加水量为100mL和110mL时要高些,这是因为加水量少时,所产酒醪量较少,酒精浓度高从而抑制了酵母发酵;当加水量为130mL时酒度也低,这是因为加水量过多导致酒醪中酵母浓度小于加水量为120mL时的酵母浓度,发酵能力减弱。故试验采用加水量为120mL。

5.嗜杀酵母曲加曲量对发酵的影响

小曲酒酿造的主发酵阶段是酒精发酵,酵母菌可以将可发酵物质通过体内的酒化酶转换为乙醇和CO2,然后通过细胞膜排出体外,所以酵母菌的酒精发酵作用对小曲酒的生产至关重要。试验选取嗜杀酵母种添加量为0.4%、0.6%、0.8%和1.0%四个参数进行试验。当嗜杀酵母曲加曲量从0.4%增加到0.8%,所得的小曲酒酒度逐渐升高,这是因为随着嗜杀酵母种添加量的增加,发酵速度越快;但是当嗜杀酵母种添加量超过一定量时,速度反而减慢。这是因为随着发酵的进行,所产生的酒精越来越多,多到一定量时会反过来抑制酵母的发酵。综合以上所得选取0.8%的添加量为最适嗜杀酵母曲加曲量。

6.发酵时间对发酵的影响

发酵时间的长短与发酵是否彻底,是否达到最佳发酵结果密切相关。发酵时间过短会导致发酵不完全从而造成原料的浪费而且出酒率低;发酵时间过长,则会使酒精挥发同样导致酒度降低。但是适当的延长一点发酵时间可以提高白酒的品质和档次,因为延长发酵时间可以增加发酵过程中的酯化期。因此选取3d、4d、5d和6d四个参数进行实验。当发酵时间为4d时,小曲酒的酒度最高,总酯含量也最高,发酵时间过长或过短都会影响小曲酒的质量。

7.最佳小曲酒酿造工艺条件的确定

为了确定在多因素条件下小曲酒酿造发酵的最佳条件,在单因素试验的基础上,以酒度为评价指标,对发酵温度、发酵时间及加曲量3个因素做L正交试验。在小曲酒酿造工艺条件中,糖化温度、发酵时间和加曲量对小曲酒出酒率有一定的影响,且三者对小曲酒出酒率影响的主次顺序为加曲量>糖化温度>发酵时间。正交试验A2B1C2为实际最佳组合,A1B1C2为理论最佳组合,所以要进行验证试验,通过对两种组合的验证试验,得出的最佳组合是A1B1C2。即以纯种根霉曲做糖化剂,嗜杀酵母作为发酵剂酿造小曲酒时,其最佳的最佳的酿造工艺条件为:糖化温度30℃,糖化时间1d,纯种根霉曲加曲量0.4%,发酵时间4d,嗜杀酵母曲加曲量0.8%,加水量120%。

8.嗜杀酵母曲与市售小曲的比较嗜杀酵母曲酿造的小曲酒的酒度和总酯含量都较高,杂醇油含量较低。说明笔者选育的嗜杀酵母有较好的发酵特性,且适合小曲酒的酿造。

结论

本研究确定了以籼米为原料,以纯种根霉曲做糖化剂,嗜杀酵母(Sa2)曲作为发酵剂酿造小曲酒时,其最佳的酿造工艺条件为:糖化温度30℃,糖化时间1d,纯种根霉曲加曲量0.4%,发酵时间4d,嗜杀酵母曲加曲量0.8%,加水量120%。嗜杀酵母Sa2适合用于小曲酒的酿造生产。采用嗜杀酵母Sa2生产的低碳模式酒曲发酵籼米的酒度达到47.7%vol,而市售全熟料一般只有45%vol,一方面是由于酒曲生产中添加了部分生料,曲中微生物相对熟料种类增多,生物新陈代谢使曲本身含有更多的酶系,从而提高了原料利用率[7];另一方面是由于制曲所用的酵母为嗜杀酵母,净化了发酵体系,预防了发酵过程中可能出现的杂菌干扰,确保了发酵的高效进行。另外由于整个发酵体系酶系增多,导致代谢产物也会更丰富,所以酒的口感也不比全熟料酒曲差。

本文作者:张涛 张凤英 杨冠 单位:江西农业大学食品科学与工程学院 山东省菏泽市巨野县第一中学