重慶主栽釀酒糯高粱的品質(zhì)特性

張雪梅，張玲，高飛虎，李雪

(重慶市農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所，重慶，401329)

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重慶主栽釀酒糯高粱的品質(zhì)特性

張雪梅，張玲*，高飛虎，李雪

(重慶市農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所，重慶，401329)

摘要以重慶市主栽的6個不同品種糯高粱為材料，對其理化指標、淀粉顆粒形態(tài)和特性進行了檢測。結(jié)果表明：6種糯高粱含水量主要在12%左右，無明顯差異；顏色較深的滬糯8號、3307A/R874，單寧含量較高，而渝梁糯2號和Tx623A/R870由于顏色較淺，其單寧含量最低；蛋白質(zhì)含量為7.35%～9.35%；粗脂肪含量在3.57%～5.24%；6種糯高粱的支鏈淀粉含量都遠高于直鏈淀粉含量，但其比例有較大差異；6種淀粉顆粒形態(tài)相似，為不規(guī)則形和球形；糯高粱淀粉為A-型結(jié)晶淀粉，其相對結(jié)晶度在30%左右，其中滬糯8號與3307A/R874的結(jié)晶度較高，Tx623A/R870最低；糊化性質(zhì)研究顯示，支鏈淀粉含量較高的滬糯8號和3307A/R874的峰值黏度相對較高，回生值相對較小。因此，從淀粉組成和其性質(zhì)來看，滬糯8號及3307A/R874釀酒品質(zhì)較好。

關(guān)鍵詞重慶；糯高粱；品質(zhì)；特性

高粱是釀制白酒的主要原料，根據(jù)高粱籽粒的淀粉結(jié)構(gòu)可以分為糯高粱和粳高粱。相關(guān)研究表明，糯高粱釀制的白酒品質(zhì)更好，但糯高粱由于產(chǎn)量低、病蟲害高等缺點，不適應(yīng)“三高”農(nóng)業(yè)及釀酒業(yè)的發(fā)展需要，目前地方上大多種植一些雜交糯高粱[1]。本研究對重慶地區(qū)主栽的幾種雜交糯高粱理化指標、淀粉顆粒形態(tài)及特性進行了研究，為合理選用釀酒糯高粱品種用于生產(chǎn)提供技術(shù)指導。

1材料與方法

1.1材料與試劑

6個糯高粱品種由重慶市農(nóng)業(yè)科學院特色作物研究所提供，分別是晉渝糯3號，渝梁糯2號，Tx623A/R870，3307A/R874，瀘糯13號，瀘糯8號。

碘化鉀(分析純)、碘(分析純)、石油醚、無水乙醇、氫氧化鉀、單寧酸由成都市科龍化工試劑廠生產(chǎn)，直鏈淀粉、支鏈淀粉標準品從Sigma公司購置。

1.2儀器與設(shè)備

CP224C電子天平，奧豪斯儀器(常州)有限公司；UV-6000PC紫外可見分光光度計，上海元析儀器有限公司；SCX-2010電熱恒溫鼓風干燥箱，上海將任實驗設(shè)備有限公司；Foss Kjeltec-8400凱氏定氮儀，丹麥福斯公司；索氏抽提器，蜀牛玻璃儀器有限公司；掃描電子顯微鏡S4800，日本日立公司；布魯克D8X-衍射儀，德國布魯克公司； TechMaster型快速黏度測定儀、(RVA)，瑞典Perten公司；HR2104型飛利浦攪拌機，飛利浦中國投資有限公司。

1.3方法

1.3.1糯高粱的單寧與水分含量測定

單寧含量按照GB/T 15686—2008進行測定，水分含量的測定方法參照國標GB/T 21305—2007。

1.3.2糯高粱粗蛋白含量測定

采用凱氏定氮法測定。

1.3.3糯高粱的粗脂肪和淀粉含量測定

脂肪含量按照GB/T 5512—1985進行，采用索氏抽提法測定。

采用雙波長法測定糯高粱中直鏈淀粉和支鏈淀粉的含量[2-3]。稱取脫脂糯高粱淀粉樣品0.1 g左右，用少量無水乙醇將樣品進行濕潤，加入1 mol/L KOH 9 mL，在75 ℃處理15 min，定容至50 mL，靜置20 min過濾。吸取樣品液2.5 mL 2份，分別加入20 mL蒸餾水，以0.1 mol/L HCl調(diào)pH 3.5左右，在樣品測定液中加碘試劑1 mL，將樣品測定液和空白液定容至50 mL混勻，靜置20 min，以空白為對照，顯色上機。根據(jù)直、支鏈淀粉的雙波長標準曲線算出樣品的直、支鏈淀粉含量，從而計算樣品總淀粉含量。

1.3.4糯高粱淀粉顆粒形態(tài)的掃描電子顯微鏡(SEM)觀察[4]

采用日本日立公司的掃描電子顯微鏡S4800在不同放大倍數(shù)下觀察糯高粱淀粉的顆粒形態(tài)。

1.3.5糯高粱淀粉顆粒的X射線衍射分析[5]

采用D8 X-衍射儀對不同品種糯高粱淀粉進行衍射圖譜繪制。射線衍射條件為：掃描速率為2°/min；掃描范圍為4～60°；步寬0.02°；掃描方式為連續(xù)。

1.3.6糯高粱淀粉糊化特性分析[6-7]

取不同品種糯高粱淀粉1.5 g，加入23.5 mL蒸餾水，配置濃度為6%的淀粉乳溶液，放入快速黏度儀(RVA)進行測定。測試程序為：從50 ℃開始，在該溫度下保持60 s；再以0.2 ℃/s的速率升溫至95 ℃(225 s)，在該溫度下保溫150 s；再按照0.2 ℃/s的速率降溫至50 ℃(225 s)，保溫120 s。

1.3.7數(shù)據(jù)處理

2結(jié)果與分析

2.1糯高粱的單寧、水分和蛋白質(zhì)含量

高粱水分含量與氣候、土壤等因素有關(guān)[8]。從表1可知，6種糯高粱含水量主要在12%左右，無明顯差異。不同品種的糯高粱其單寧含量存在一定的差別，由于單寧主要集中在種皮上，因此顏色較深的滬糯8號、3307A/R874，單寧含量較高；而渝梁糯2號和Tx623A/R870由于顏色較淺，其單寧含量較低。在發(fā)酵過程中少量單寧對一些有害微生物有一定的抑制作用；同時單寧能產(chǎn)生丁香酸、丁香醛等香味物質(zhì)，賦予白酒芳香風味。因此，含有適量單寧的糯高粱品種是釀制優(yōu)質(zhì)白酒的上等原材料[9]。

表1　6種糯高粱的單寧、水分與蛋白質(zhì)含量

蛋白質(zhì)能夠在發(fā)酵過程中生成氨基酸、酯類等物質(zhì)，增加酒香味[8]。從表1可以看出，6種糯高粱蛋白質(zhì)含量為7.35%～9.35%，其中滬糯8號蛋白含量最高，Tx623A/R870的最低。品種、氣候及施氮水平都可以影響蛋白質(zhì)的含量，并且同一品種種植年份不同，施氮量不同，其蛋白質(zhì)含量也會存在差異。

2.2糯高粱的脂肪與淀粉含量

總淀粉含量=直鏈淀粉+支鏈淀粉[2]。直鏈淀粉及支鏈淀粉標準溶液的掃描圖譜見圖1，6種糯高粱淀粉含量見表2。

選擇26 μg/mL的直鏈淀粉和100 μg/mL的支鏈淀粉標準溶液分別在紫外分光光度計上進行400～1000 nm波段光譜掃描[10]， 通過掃描圖譜得知支鏈淀粉測定波長為λ1(537 nm)，參比波長λ2(750 nm)，直鏈淀粉測定波長為λ3(634 nm)，參比波長λ4(434 nm)。

圖1　直鏈淀粉和支鏈淀粉掃描圖譜Fig.1　Scanning spectra of amylose and amylopectin

表2　6種糯高粱粗脂肪、直鏈淀粉和支鏈淀粉含量

直鏈淀粉含量與支鏈淀粉含量之比是影響淀粉性質(zhì)的最主要因素。由表2可以看出，6種糯高粱的支鏈淀粉含量都遠高于直鏈淀粉含量，其中3307A/R874、滬糯13號和滬糯8號的支鏈淀粉含量在70%以上，滬糯8號最高(78.72 %)，而晉渝糯3號、渝梁糯2號和Tx623A/R870的支鏈淀粉含量在60%左右，Tx623A/R870含量最低(61.19%)?？偟矸酆吭礁?，支鏈淀粉比重越大，越有利于提高出酒率及酒中的香味物質(zhì)含量，從而提高白酒的品質(zhì)[11]。從淀粉含量和組成來看，滬糯8號和3307A/R874釀酒品質(zhì)最好，而Tx623A/R870釀酒品質(zhì)最差。

由表2可看出，滬糯8號粗脂肪含量最高(5.24%)，晉渝糯3號和Tx623A/R870含量較低(3.57%和3.69%)。在固態(tài)發(fā)酵過程中，糯高粱中的脂肪經(jīng)微生物和生物酶的共同作用能夠產(chǎn)生較多的脂肪酸，隨蒸餾帶入酒體中，使得酒中含有較豐富的多種不飽和脂肪酸[8]。但脂肪過多容易生酸較快，使得酒有雜味，且遇冷易顯混濁，因此脂肪含量也不易過高[1]。

2.3糯高粱淀粉顆粒的電鏡形貌

淀粉顆粒形狀有塊狀、球形、棒形、腎形等，其顆粒在2～100 μm[12-14]。本文對重慶地區(qū)主栽的不同品種糯高粱淀粉進行電鏡掃描，結(jié)果如圖2所示。由圖2可以看出，6種糯高粱淀粉的結(jié)構(gòu)相似，淀粉粒徑在5～20 μm。淀粉顆粒中大多數(shù)為不規(guī)則形，顆粒比較大，表面凹陷，少部分顆粒表面呈現(xiàn)類蜂窩狀；同時有少部分球形顆粒，粒徑比較小，表面光滑。渝梁糯2號、3307A/R874、滬糯13號和滬糯8號表面有膜結(jié)構(gòu)，這說明高粱籽粒中，淀粉顆粒和蛋白結(jié)構(gòu)結(jié)合比較緊密，沒有完全分開[15]。

2.4糯高粱淀粉顆粒X射線衍射分析

本文對不同品種糯高粱淀粉晶體結(jié)構(gòu)進行了測定，其結(jié)果如圖3所示。糯高粱淀粉顆粒具有結(jié)晶性結(jié)構(gòu)，6種糯高粱淀粉在15.16 °、17.12 °、17.94 °、23.02 °有衍射峰，可以確定糯高粱淀粉的晶體構(gòu)型為A型。結(jié)晶度的大小能夠影響淀粉產(chǎn)品的應(yīng)用性能，由圖3可知，6種糯高粱淀粉的X-衍射圖譜在強度上有一定的差別，因此取4～30 °值計算幾種糯高粱淀粉的相對結(jié)晶度值，結(jié)果見表3。

天然淀粉的結(jié)晶度最高可達40%，多數(shù)在15%～35%。從表3可以看出幾種糯高粱淀粉的相對結(jié)晶度在30%左右， 其中滬糯8號最高， 為34.86%；3307A/R874次之，為34.79 %；Tx623A/R870最低，為28.29%。支鏈淀粉是結(jié)晶的主要成分，而直鏈淀粉由于線狀鏈較長難于平行取向，因此形成結(jié)晶較難[16]。此結(jié)果與6種糯高粱淀粉含量和組成結(jié)果一致。

圖2　6種糯高粱淀粉的掃描電鏡圖Fig.2　Scanning electron micrographs of six kinds of glutinous sorghum starch

圖3　6種糯高粱淀粉的X衍射圖Fig.3　X-diffraction spectrum of different glutinous sorghum starch

項目晉渝糯3號渝梁糯2號Tx623A/R8703307A/R874瀘糯13號瀘糯8號相對結(jié)晶度/%32.6331.3128.2934.7933.6534.86

2.5糯高粱淀粉的糊化特性

淀粉糊化特性是淀粉的重要性質(zhì)之一，決定了其用途。6種糯高粱淀粉糊化指標結(jié)果見表4。

表4　6種糯高粱淀粉糊化指標

峰值黏度是由于淀粉充分吸水膨脹后，顆粒之間相互摩擦而使糊液黏度增大，反映了淀粉的膨脹能力[17]。由表4可以看出，峰值黏度最大的是滬糯8號(1361.75 cp)，3307A/R874與滬糯8號差異不顯著；最小的是Tx623A/R870(880.67 cp)。由于支鏈淀粉呈分支結(jié)構(gòu)，并且具有較強的吸水膨脹能力，所以支鏈淀粉含量較多的滬糯8號和3307A/R874，其峰值黏度相對較高。

當高粱淀粉達到峰值黏度之后，溫度開始處于保溫階段，此時膨脹的淀粉粒開始破裂而不再相互摩擦，淀粉黏度逐漸下降，最終達到最低黏度。最低黏度反映了淀粉在高溫下的耐剪切能力，能夠影響食品加工操作難易[17]。由表4可以看出，Tx623A/R870的最低黏度最低，而滬糯8號最高。

最終黏度是由于溫度降低之后淀粉顆粒所包圍的水分子運動減弱，淀粉黏度再度升高，其反映了淀粉的回生特性[17]。

回生值是最終黏度與最低黏度的差值，能夠顯示淀粉冷糊的穩(wěn)定性和老化趨勢，其大小與直鏈淀粉和支鏈淀粉含量有關(guān)。淀粉分子隨著溫度的降低，其分子運動減慢，此時直鏈淀粉、支鏈淀粉都趨向于平行排列，黏度會逐漸增加，不過直鏈淀粉分子呈線性結(jié)構(gòu)，在回生過程中有利于平行取向，分子間結(jié)合的氫鍵較多，而支鏈淀粉分子呈現(xiàn)高度支叉結(jié)構(gòu)，導致分子不利于平行取向，氫鍵不易形成，所以較難回生[12]。因此支鏈淀粉含量高的滬糯8號回生值最低，為128.75，支鏈淀粉含量最低的Tx623A/R870回生值最高為370.33。在釀酒過程中，原料需要經(jīng)過蒸煮、攤晾等工序，在攤晾時淀粉容易回生，回生后的淀粉就不易被酶分解，因此回生值較小的滬糯8號和3307A/R874相對于其他品種品質(zhì)更優(yōu)。

3結(jié)論

通過以上研究發(fā)現(xiàn)，6種糯高粱淀粉的水分含量無明顯差異；滬糯8號和3307A/R874的單寧、蛋白質(zhì)和脂肪含量相較于其他品種都較高，同時其支鏈淀粉含量也很高，從淀粉含量和組成來看，滬糯8號和3307A/R874釀酒品質(zhì)最好；電鏡掃描結(jié)果表明6種糯高粱淀粉結(jié)構(gòu)相似；糯高粱淀粉X-衍射圖譜結(jié)果與6種糯高粱淀粉含量和組成結(jié)果一致，支鏈淀粉含量較高的其相對結(jié)晶度值也較高，直鏈淀粉含量最高的其相對結(jié)晶度值最低；通過對6種糯高粱淀粉進行糊化性質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，支鏈淀粉含量高的滬糯8號和3307A/R874回生值較低，支鏈淀粉含量最低的Tx623A/R870回生值最高，對釀酒而言，回生值較小的滬糯8號和3307A/R874相對于其他品種品質(zhì)更優(yōu)。因此，在開展釀酒高粱品種選育時，可以選擇3307A/R874這個與滬糯8號品質(zhì)相近的品種來進行研究。

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Study on the quality characteristics of six kinds of glutinous sorghum in Chongqing

ZHANG Xue-mei，ZHANG Ling*，GAO Fei-hu，LI Xue

(Agro-product Storage and Processing Institute, Chongqing Academy of Agricultural Science, Chongqing 401329, China)

ABSTRACTThe physiochemical indexes，the structure and characteristics of starch from six kinds of glutinous sorghum in Chongqing were investigated. The results showed that the content of moisture in glutinous sorghum from six varieties was about 12%. The contents of tannin in HU Nuo eight and 3307A/R874 were higher than those in Yu Liang two and Tx623A/R870. The content of protein was 7.35%-9.35%. The content of crude fat was 3.57%-5.24%. The content of amylopectin in glutinous sorghum from six varieties was much higher than that of amylose，while their proportion exhibited remarkable difierences. The structures of glutinous sorghum starch from six varieties were similar irregular and spherical shape. Glutinous sorghum starch presented A-type crystalline structure with the relative crystallinity of about 30%, wherein the crystallinity of HU Nuo eight and 3307A/R8 74 were higher, and that of Tx623A/R870 was the lowest. The peak viscosities of HU Nuo eight and 3307A/R874 with higher content of amylopectin were relatively higher，but their regenerative values were relatively smaller. The qualities of wine making with HU Nuo eight and 3307A/R8 74 were better than the other varieties based on the composition and properties of glutinous sorghum starch.

Key wordsChongqing; glutinous sorghum; quality; characteristics

收稿日期：2015-09-17，改回日期：2015-11-26

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201603031

第一作者：碩士，助理研究員(張玲副研究員為通訊作者，E-mail：16244291@qq.com)。