懷山藥黃酒釀造工藝

陸海波，趙華，田梁，龐書彥，趙立庭

(工業(yè)發(fā)酵微生物教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津市科技大學(xué)生物工程學(xué)院，天津，300457)

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懷山藥黃酒釀造工藝

陸海波，趙華*，田梁，龐書彥，趙立庭

(工業(yè)發(fā)酵微生物教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津市科技大學(xué)生物工程學(xué)院，天津，300457)

以懷山藥為主要原料，大米為輔料，用純種米曲，黃酒活性干酵母為糖化發(fā)酵劑，采用半固態(tài)發(fā)酵工藝釀造懷山藥黃酒。其最佳原料配比為：懷山藥51%，大米34%，料水比為1∶1.2；糖化發(fā)酵劑用量為：米曲15%，干酵母0.8‰；發(fā)酵溫度20 ℃，主發(fā)酵時(shí)間7 d，后發(fā)酵時(shí)間15～30 d；懷山藥黃酒活性炭最佳脫色條件為：活性炭用量3‰，溫度為40 ℃，時(shí)間為8 h。最后得到澄清透明，呈微黃色，乙醇體積分?jǐn)?shù)為15.0%的懷山藥黃酒。

懷山藥；懷山藥黃酒；米曲；活性炭

懷山藥原名薯蕷，為薯蕷科多年生宿根蔓草植物薯蕷屬的塊莖[1]。是一種藥食同源的植物，其主要營養(yǎng)保健成分包括懷山藥多糖、薯蕷皂苷元、糖蛋白、黃酮、尿囊素、膽堿[2-3]等。其性味甘平，入脾、肺、腎經(jīng)，有滋腎益精，益肺止咳，增進(jìn)食欲，改善消化，降低血糖，調(diào)節(jié)自主神經(jīng)，增強(qiáng)機(jī)體免疫力等功效[4]。

懷山藥是一種營養(yǎng)豐富的淀粉質(zhì)原料，近年來在發(fā)酵制品上被廣泛開發(fā)，其主要產(chǎn)品有山藥飲料、山藥酸奶、山藥米酒、山藥食醋等[5-9]。本研究是以懷山藥為主要原料，大米為輔料，通過使用純種米曲為糖化劑，黃酒活性干酵母為發(fā)酵劑，融合日本清酒和黃酒工藝釀造[10]，生產(chǎn)懷山藥特型黃酒。

1　材料與方法

1.1材料

懷山藥：河南焦作懷山藥；大米：市售東北盤錦大米；米曲：實(shí)驗(yàn)室自制；黃酒活性干酵母：安琪酵母股份有限公司產(chǎn)；活性炭：重慶飛洋活性炭制造有限公司產(chǎn)。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1工藝流程

1.2.2各項(xiàng)指標(biāo)檢測

酒精度、總酸、氨基酸態(tài)氮、總糖、pH值、非糖固形物的測定：根據(jù)GB/T 13662—2008測定；還原糖的測定：斐林試劑法。

色度測定：在波長420 nm處測定經(jīng)活性炭脫色的懷山藥黃酒的吸光度值，以蒸餾水作空白對照；在680 nm處測定經(jīng)活性炭脫色的懷山藥黃酒的透光度，以蒸餾水作空白對照。

衛(wèi)生指標(biāo)：根據(jù)GB/T 4789—2010標(biāo)準(zhǔn)，按照國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中的方法測定。

1.2.3感官品評法

以懷山藥黃酒的色澤、香味、口感、風(fēng)格為指標(biāo)，對其進(jìn)行感官評分，滿分100分，感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1　懷山藥黃酒感官評分標(biāo)準(zhǔn)

2　結(jié)果與討論

2.1原料配比對懷山藥黃酒酒質(zhì)的影響

2.1.1懷山藥用量對懷山藥黃酒酒質(zhì)的影響

懷山藥黃酒是以懷山藥為主要原料，大米為輔料釀造的一種營養(yǎng)豐富的保健酒，改變懷山藥所占總原料的比例依次為51%、56%、61%、66%，米曲添加量為13%，酵母接種量為1.0‰，料水比例1∶1.2，發(fā)酵溫度20 ℃，發(fā)酵7 d后測定酒精度、氨基酸態(tài)氮、總糖、總酸及感官評分，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2　不同懷山藥用量對懷山藥黃酒酒質(zhì)的影響

由表2可以看出，隨著懷山藥添加比例的增加，氨基酸態(tài)氮只有少量的增加，但酒精度、總糖、總酸都呈明顯下降趨勢。在51%和56%的懷山藥添加量時(shí)，懷山藥黃酒的顏色都呈較淺的微黃色，51%的懷山藥添加量釀制的酒香味協(xié)調(diào)，口味純正，爽口，且總酸、總糖、酒精度都最高；在61%和66%的添加比例時(shí)，酒體顏色較深，酒味變淡，口感變的不協(xié)調(diào)，最主要的是懷山藥的薯類味過于突出，造成了懷山藥黃酒的香氣不足，因此，懷山藥的添加量確定為51%。

2.1.2料水比例對懷山藥黃酒酒質(zhì)的影響

不同的料水比對懷山藥黃酒的酒質(zhì)有著重要的影響，料水比過低時(shí)，發(fā)酵醪糖度高，滲透壓高，會影響酵母的生長和代謝，造成雙邊發(fā)酵失衡。料水比過高時(shí)，發(fā)酵醪糖度過低，會導(dǎo)致發(fā)酵過早結(jié)束，產(chǎn)酒精少，使得酒的口感淡薄。選取料水比(g∶mL)分別為1∶1、1∶1.1、1∶1.2、1∶1.3，在懷山藥添加量為51%，米曲添加量13%，酵母接種量為1.0‰，發(fā)酵溫度20 ℃，發(fā)酵7 d后測定酒精度、氨基酸態(tài)氮、總糖、總酸及感官評分，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3　不同料水比例對懷山藥黃酒酒質(zhì)的影響

由表3可知，總糖，總酸，氨基酸態(tài)氮隨著料水比的增加都是呈下降的趨勢，料水比在1∶1.1時(shí)酒精度最高，繼續(xù)加大料水比時(shí)酒精度開始下降，其原因可能是料水比在1∶1.1～1∶1.2時(shí)發(fā)酵醪的濃度正好適應(yīng)酵母的生長和代謝，雙邊發(fā)酵平衡，使得發(fā)酵較為完全，但是料水比在1∶1.2時(shí)，懷山藥黃酒的香味協(xié)調(diào)，口感綿柔爽口，感官評分最高，酒的品質(zhì)較料水比為1∶1.1時(shí)好，綜上所述，料水比控制在1∶1.2較為合適。

2.2糖化發(fā)酵劑對懷山藥黃酒出酒率的影響

2.2.1米曲添加量對懷山藥黃酒出酒率的影響

米曲在懷山藥黃酒發(fā)酵過程中的糖化階段起著很重要的作用，因此米曲添加量的多少對懷山藥黃酒的出酒率有一定的影響。分別加入11%，13%，15%，17%的米曲，在懷山藥添加量為51%，料水比為1∶1.2，酵母接種量為1.0‰，20 ℃下發(fā)酵7 d，測定乙醇含量，結(jié)果見圖1。

圖1　米曲添加量對懷山藥黃酒出酒率的影響Fig.1　Effect of Aspergillus addition amounts to Yam wine liquor yield

由圖1可知隨著米曲的增加，懷山藥黃酒的酒精度呈先上升后下降的趨勢?？赡茉蚴敲浊砑恿窟^少使得發(fā)酵醪中淀粉糖化率過低，造成發(fā)酵不完全，隨著米曲用量的增加，淀粉糖化率提高，酒精度在米曲添加量為15%時(shí)達(dá)到最高值。再增加米曲量反而造成酒精度的下降，是因?yàn)樘欠诌^多會影響酵母的生長和代謝。因此，米曲的最佳添加15%。

2.2.2酵母添加量對懷山藥黃酒出酒率的影響

懷山藥黃酒發(fā)酵過程采用的是邊糖化邊發(fā)酵的工藝，酵母添加量過多過少都會影響懷山藥黃酒的釀制。分別加入0.06%，0.08%，0.10%，0.12%的活性干酵母，在懷山藥添加量為51%，料水比為1∶1.2，米曲添加量為15%，20 ℃下發(fā)酵7 d，測定酒精度，結(jié)果見圖2。

圖2　酵母添加量對懷山藥黃酒出酒率的影響Fig.2　Effect of yeast addition amounts of Yam wine liquor yield

由圖2可知，酵母添加量在0.06%～0.08%，酒精度隨著酵母添加量的增加而升高，在酵母添加量為0.08%時(shí)，酒精度達(dá)到最大值，酵母用量繼續(xù)增加時(shí)，酒精度反而開始下降，其可能原因是酵母添加量過多時(shí)，使的酵母相互之間競爭營養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致發(fā)酵醪中過多的糖分被吸收和消耗掉，還會抑制各自的生長，不利于酒精的積累。酵母的添加量對出酒率有一定的影響，所以酵母的添加最佳添加量為0.08%。

2.3懷山藥黃酒發(fā)酵溫度與時(shí)間的優(yōu)化

2.3.1發(fā)酵溫度的優(yōu)化

發(fā)酵溫度對懷山藥黃酒的發(fā)酵過程是有顯著的影響的，設(shè)定12，16，20，24 ℃四個溫度梯度，在懷山藥添加量為51%，料水比為1∶1.2，米曲添加量為15%，酵母添加量為0.08%，每天測定酒精度，結(jié)果見圖3。

圖3　溫度對懷山藥黃酒發(fā)酵的影響Fig.3　Effect of temperatureon Yam wine fermentation

由圖3可知，在12～16 ℃時(shí)，溫度過低，影響了糖化酶的活性，糖化速度變慢，而酵母繁殖和代謝也變得緩慢，使得起酵速度過慢，發(fā)酵不完全，導(dǎo)致酒精度過低。在24 ℃較20 ℃時(shí)發(fā)酵過于急緩，對酒質(zhì)影響較大，而且溫度越高，產(chǎn)生的酯香味越濃厚，使得懷山藥黃酒的芳醇香味被掩蓋，從而影響酒的品質(zhì)，因此本實(shí)驗(yàn)發(fā)酵溫度控制在20 ℃。

2.3.2發(fā)酵時(shí)間的優(yōu)化

在發(fā)酵溫度為20 ℃，懷山藥添加量為51%，料水比為1∶1.2，米曲添加量為15%，酵母添加量為0.8‰，每天測定酒精度和還原糖含量，結(jié)果見圖4。

圖4　發(fā)酵時(shí)間對懷山藥黃酒發(fā)酵的影響Fig.4　Effect of timeto Yam wine fermentation

由圖4可知，懷山藥黃酒在前4天酒精度的升高和還原糖的下降的速度都較快，第6天時(shí)酒精度增速放緩，發(fā)酵到第7天時(shí)，酒精度基本不在增加，還原糖也趨向穩(wěn)定，因此主發(fā)酵時(shí)間定為7天，此后經(jīng)過降溫到15 ℃進(jìn)行后發(fā)酵，后發(fā)酵進(jìn)行15～30 d左右。

2.4懷山藥黃酒脫色條件的確定

2.4.1活性炭不同種類脫色效果的比較

活性炭的種類較多，本實(shí)驗(yàn)主要采用的是5種粉末狀的活性炭，在各活性炭用量為0.5%，脫色溫度為40 ℃，時(shí)間6 h下比較不同種類的活性炭的脫色效果。在680 nm處測透光率，420 nm處測吸光度值，并且測定其在活性炭處理后各項(xiàng)理化指標(biāo)，測定不同種類的活性炭脫色效果見表4，測定活性炭處理后各項(xiàng)理化指標(biāo)見表5。

由表4可知，活性炭PAW-40，JT-550和JT-450的脫色效果比較好，但是PAW-40的透光率較差，而JT-450的吸光度值與透光率相比JT-550效果都要好，由表5可知，JT-450處理酒樣后對酒的總糖和總酸損失是最少的，酒精度和氨基酸態(tài)氮損失也較少。而經(jīng)JT-450處理后的酒色澤好，澄清透明度高，酒的口感和香味變得更協(xié)調(diào)，因此，本實(shí)驗(yàn)將選擇JT-450作為懷山藥黃酒脫色的專用活性炭。

表4　活性炭不同種類脫色效果

表5　不同種類活性炭處理對酒的基本指標(biāo)的影響

2.4.2懷山藥黃酒活性炭脫色工藝參數(shù)的確定

選擇脫色時(shí)間、活性炭用量、脫色溫度3個因素，每個因素選取3個水平，以透光率和吸光度值為指標(biāo)，進(jìn)行L9(34)正交實(shí)驗(yàn)，確定工藝參數(shù)?；钚蕴棵撋粚?shí)驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表6，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表7。

表6　活性炭脫色正交試驗(yàn)因素與水平表

表7　活性炭脫色正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表7可知，以吸光度值為指標(biāo)時(shí)，對懷山藥黃酒澄清脫色效果影響程度最大的因素是B，其次為因素A、C，各因素的主次關(guān)系是：B>A>C，溫度是最主要因素，最優(yōu)水平為A2B3C3，以透光度為指標(biāo)時(shí)，對懷山藥黃酒澄清效果影響程度最大的是A,其次是B、C，各因素的主次因素是：A>B>C，活性炭用量是最主要因素，最優(yōu)水平為A2B3C2或者A2B3C3，考慮到經(jīng)濟(jì)成本和結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果等因素，最優(yōu)水平為A2B3C2，即JT-450活性炭用量為0.3%，溫度為40 ℃，時(shí)間為8 h，經(jīng)過此活性炭處理的懷山藥黃酒澄清透明，去除了一些懷山藥的薯蕷味及雜味，酒精度及總糖，總酸有微量的損失，但使得酒的香氣更加協(xié)調(diào)，酒的口感醇和爽口。

2.5懷山藥黃酒的各項(xiàng)指標(biāo)

2.5.1感官指標(biāo)

成品酒呈微黃色，澄清透明，無懸浮物和沉淀物，酒味醇和爽口，酒體協(xié)調(diào)，具有協(xié)調(diào)的酒香和懷山藥混合的香味，無其他異味，風(fēng)味獨(dú)特，典型性突出。

2.5.2理化指標(biāo)

乙醇體積分?jǐn)?shù)：15.0%；總糖(以葡萄糖計(jì))含量為5.80 g/L；pH4.18；總酸(以乳酸計(jì))3.71g/L；氨基酸態(tài)氮：0.49 g/L；非糖固形物：17.50 g/L。符合黃酒國家標(biāo)準(zhǔn)中各項(xiàng)指標(biāo)的要求。

2.5.3微生物指標(biāo)

細(xì)菌總數(shù)<50個/mL；大腸桿菌數(shù)≤3個/100mL；致病菌：未檢出。

3　結(jié)論

試驗(yàn)確定了懷山藥黃酒的最佳原料配比為：懷山藥添加比例51%，大米比例34%，料水比為1∶1.2；確定了懷山藥黃酒的最佳糖化發(fā)酵劑的用量：米曲添加量為15%，酵母添加量為0.08%；確定了懷山藥黃酒的最優(yōu)發(fā)酵主發(fā)酵溫度為20 ℃，主發(fā)酵時(shí)間7 d，后發(fā)酵時(shí)間為15～30 d；確定了以JT-450活性炭為懷山藥黃酒專用活性炭，該活性炭澄清脫色最佳工藝參數(shù)為：活性炭用量為0.3%，澄清脫色溫度為40 ℃，時(shí)間為8 h，采用該工藝生產(chǎn)出來的懷山藥黃酒營養(yǎng)豐富，具有較高的保健功能，顏色呈微黃色，澄清透明，且酒味醇和爽口，具有協(xié)調(diào)的酒香和懷山藥混合的香味，無其他異味。

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Study on the new technology for brewing of Yam wine

LU Hai-bo, ZHAO Hua, TIAN Liang, PANG Shu-yang, ZHAO Li-ting

(Key Lab of Industrial Microbiology, College of Biotechnology,Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457,China)

Using Yam as main raw material, rice as auxiliary material,Aspergillusand active dry yeast as saccharifying ferments, Yam wine was brewed through the semi-solid fermentation. The optimum ratio of raw material scheme was determined as follows: 51% of Yam, 34% of rice, the ratio of rice and water was 1∶1.2. The optimum amount of saccharifying ferments was 15% ofAspergillusand 0.8‰ of active dry yeast. The optimum fermentation temperature was 20°C. The primary fermentation time was 7 d and after fermentation time was 15～30 d. The best bleaching conditions for Yam wine were as follows: the amount of active carbon was 0.3%, the temperature was 40 ℃, time was 8 h. Clear, transparent, and yellowish Yam wine with alcohol content of 15.1%vol was obtained finally.

Yam;Yam wine;Aspergillus; activated carbon

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201601014

碩士研究生(趙華教授為通訊作者)。

2015-07-20，改回日期：2015-09-28