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(wèi)春會，宗緒巖，葉慧敏

（1.四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院，四川自貢643000；2.釀酒生物技術(shù)及應(yīng)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(wèi)春會1，2，宗緒巖1，2，葉慧敏1

（1.四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院，四川自貢643000；2.釀酒生物技術(shù)及應(yīng)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(jìn)行探究，結(jié)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(zhì)，酒體呈現(xiàn)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(fā)酵酒的香味成份通過蒸餾透析出來，應(yīng)該說很有特色。它的出世對川酒乃至中國白酒的多樣化發(fā)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(dāng)中的典范。

同當(dāng)前小曲酒普遍存在著由于降度、光照及溫度變化而產(chǎn)生沉淀的問題［3］一樣，紅茅燒酒由于其獨特的生產(chǎn)工藝特點，產(chǎn)品在貨架期也出現(xiàn)了嚴(yán)重的沉淀現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了產(chǎn)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(yè)內(nèi)還是一片空白。本文在前期分析研究［4-13］的基礎(chǔ)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(dāng)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(jìn)入世界酒市場。

1　材料與方法

1.1材料

本地糯紅高粱、優(yōu)質(zhì)小曲白酒：取自自貢市紅茅燒酒業(yè)有限公司。

1.2主要試劑及設(shè)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(shù)有限公司。

1.2.2主要儀器及設(shè)備

BSM電子分析天平：北京賽多利斯天平有限公司；HH-8數(shù)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(zhì)等大分子物質(zhì)通過浸泡工藝融入到酒中，這些大分子物質(zhì)在儲存期及貨架期中受到外界環(huán)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(yōu)質(zhì)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(xù)蒸至圓汽關(guān)火悶糧，至90%以上高粱破裂后濾去多余水分，復(fù)蒸1 h，至高粱糊而不爛，內(nèi)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(yōu)質(zhì)小曲基酒與高粱按質(zhì)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(xù)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(xù)工藝同1.3.2，每組3個平行。

1.3.5確定3種酶最優(yōu)組合比例的正交試驗

根據(jù)單因素試驗結(jié)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(jìn)行優(yōu)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(jié)果是否為最優(yōu)，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(jié)果最好的條件、正交試驗得出的最優(yōu)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(yōu)條件。

2　結(jié)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(guān)系見圖2。

圖2　支鏈淀粉酶用量與紅茅燒酒沉淀之間的關(guān)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(jié)果表明：隨著支鏈淀粉酶用量的增加，沉淀量隨之減少，當(dāng)支鏈淀粉酶用量≥0.006 0%時沉淀量趨于穩(wěn)定，且相互之間不具有顯著差異，結(jié)合經(jīng)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(guān)系見圖3。

圖3　中性蛋白酶用量與紅茅燒酒沉淀之間的關(guān)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(jié)果表明：隨著中性蛋白酶用量的增加，沉淀量隨之減少，當(dāng)中性蛋白酶用量≥0.005 0%時沉淀量趨于穩(wěn)定，且相互之間不具有顯著差異，結(jié)合經(jīng)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(guān)系見圖4。

圖4　單寧酶用量與紅茅燒酒沉淀之間的關(guān)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(jié)果表明：隨著單寧酶用量的增加，沉淀量隨之減少，當(dāng)單寧酶用量≥0.006 0%時沉淀量趨于穩(wěn)定，且相互之間不具有顯著差異，結(jié)合經(jīng)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(jié)果

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，進(jìn)行正交試驗，正交試驗結(jié)果見表2、表3。

表2　正交試驗結(jié)果Table 2Results of the orthogonal experiment

表3　方差分析結(jié)果Table 3The results of variance analysis

試驗結(jié)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(yōu)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(yuǎn)高于蛋白質(zhì)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(jié)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(yōu)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(yōu)條件，驗證試驗結(jié)果見圖5。

圖5　驗證試驗結(jié)果Fig.5The results of validation experiment

試驗結(jié)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(jié)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(yōu)組合和正交試驗結(jié)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(jīng)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(yōu)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(dá)到3.29 mg/L。

3　結(jié)論

針對紅茅燒酒渾濁、沉淀的問題，在前期研究的基礎(chǔ)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(yōu)質(zhì)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(jìn)行探究，結(jié)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(dá)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(xiàn)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(chǔ)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(dǎo)實際生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。同時酶將高粱中的大分子物質(zhì)分解成小分子物質(zhì)，更多的營養(yǎng)物質(zhì)融入到了酒中，增加了酒中的營養(yǎng)成分，在一定程度上提高了酒質(zhì)。當(dāng)然也存在許多不足之處，如企業(yè)在生產(chǎn)原料，生產(chǎn)工藝流程，浸泡與勾兌，儲存方法等關(guān)鍵環(huán)節(jié)缺少大量細(xì)致的研究和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，生產(chǎn)中的很多環(huán)節(jié)都是生產(chǎn)工人憑經(jīng)驗來進(jìn)行操作，缺少科學(xué)的數(shù)據(jù)來進(jìn)行生產(chǎn)指導(dǎo)，而且生產(chǎn)中關(guān)鍵的操作和流程并未得到嚴(yán)格地監(jiān)控，每批酒的產(chǎn)量和質(zhì)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(xué)完善的生產(chǎn)工藝，對每一步生產(chǎn)都嚴(yán)格把控，在此基礎(chǔ)上對紅茅燒酒沉淀問題進(jìn)行研究才更準(zhǔn)確，更科學(xué)，更具針對性。我們期待更多的專家和學(xué)者研究紅茅燒酒，發(fā)現(xiàn)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(xiàn)。

［1］自貢市食品工業(yè)辦公室.自貢市食品工業(yè)志［M］.成都：四川人民出版社，1994：8

［2］貴州信息網(wǎng).古酒今釀，紅矛燒坊演繹川酒新傳奇［EB/OL］.［2013-6-13］.http：//www.gzxxw.com/com/gzysfjy/news/itemid-32406.html

［3］李大和.低度白酒生產(chǎn)技術(shù)［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，2010：2

［4］Nur’Aliaa A R，Siti Mazlina M K，Taip F S，et al.Response surface optimization for clarification of white pitaya juice using a commercial enzyme［J］.Journal of Food Engineering，2010，33：333-347

［5］Vijayanand P，Kulkarni S G.Effect of pectinase treatment and concentration of litchi juice on quality characteristic of litchi juice［J］. Journal of Food Science Technnology，2010，47（2）：235-239

［6］詹漢林，肖招燕，韓珍，等.黃酒中蛋白質(zhì)沉淀的研究進(jìn)展［J］.食品研究與開發(fā)，2014，35（12）：130-134

［7］陳亮，劉冉，辛秀蘭，等.果膠酶澄清紅樹莓果酒的研究［J］.食品研究與開發(fā)，2014，35（7）：58-61

［8］衛(wèi)春會，羅惠波，黃治國，等.桑葚酒澄清劑的選擇與處理工藝優(yōu)化［J］.現(xiàn)代食品科技，2013，29（4）：812-816

［9］黃治國，衛(wèi)春會，黃小蘭.保健酒除濁工藝研究［J］.四川理工學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，23（6）：689-691

［10］張傳軍.木瓜蛋白酶處理葡萄酒中非穩(wěn)定性蛋白的研究［J］.食品研究與開發(fā)，2010，31（3）：90-93

［11］向先長，周麗娜，李玉，等.硅膠、脯氨酰內(nèi)肽酶處理對啤酒非生物穩(wěn)定性的影響［J］.食品研究與開發(fā)，2008，29（10）：10-13

［12］孔楠，袁唯.酶制劑在啤酒品質(zhì)改良中的應(yīng)用［J］.食品研究與開發(fā)，2006，27（11）：202-204

［13］黃海丹.酶在食品及飲料加工中的應(yīng)用［J］.食品研究與開發(fā)，1996，17（1）：29-31

［14］李大和，李國紅.川法小曲白酒生產(chǎn)技術(shù)（九）［J］.釀酒科技，2006（9）：34-36

［15］林峰，白少勇.黃酒非生物渾濁和沉淀的特點和解決方法［J］.釀酒科技，2005（10）：68-74

［16］賴登燡，余乾偉，陳萬能.白酒生產(chǎn)實用技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012：10

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(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（201410622009）

謝軍（1990—），男（漢），碩士，主要從事釀酒生物技術(shù)方面的研究。

羅惠波（1969—），男（漢），教授，碩士，主要從事酒類發(fā)酵方面的研究。

2015-11-30