不同糠殼用量糟醅的質(zhì)構(gòu)特性與理化指標(biāo)的相關(guān)性研究

唐賢華，張崇軍，隋 明，2，周 文，2

（1.四川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 酒類與食品工程系，四川 都江堰 611830；2.四川大學(xué) 輕紡與食品學(xué)院，四川 成都 610065）

濃香型白酒生產(chǎn)工藝是以傳統(tǒng)發(fā)酵技藝為主流，糟醅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對濃香型白酒的釀造起著至關(guān)重要的作用，直接影響著白酒的質(zhì)量[1]。糟醅發(fā)酵是糠殼、淀粉、大曲、水分、溫度和酸度6個因素綜合作用的過程。糧粉、糠殼和大曲作為糟醅的組成部分直接參與發(fā)酵，它們所占的比重是否合理，對糟醅的發(fā)酵好壞有著極大的影響[2]。目前對糟醅優(yōu)劣的評判標(biāo)準(zhǔn)還是依靠工人師傅的經(jīng)驗(yàn)，這種方式主觀性強(qiáng)，常會出現(xiàn)偏差，也難以保證酒的品質(zhì)。研究一種能夠快速而準(zhǔn)確地判斷出糟醅質(zhì)量的方法，對白酒行業(yè)的發(fā)展有著重要的意義[3]。糠殼是濃香型白酒生產(chǎn)主要輔料，是大曲酒釀造過程的填充劑和蒸餾過程的疏松劑[4]。它既可以使糟醅具有適當(dāng)?shù)氖杷啥群秃趿?，并增加界面作用，使蒸餾和發(fā)酵正常進(jìn)行，有利于香味物質(zhì)的提取和糟醅的正常升溫；又能利用其獨(dú)特的物理特性，調(diào)劑發(fā)酵中的淀粉濃度和糟醅酸度[5]。在濃香型的生產(chǎn)中，糠殼的使用量隨著季節(jié)和糟醅位置的不同而有所差異，一般為糧食用量的15%～25%，主要根據(jù)糟醅水分、酸度淀粉濃度大小來確定其用量[6]。

物性測試儀也稱質(zhì)構(gòu)儀，是一種專業(yè)用于檢測物品質(zhì)構(gòu)特性的儀器，廣泛應(yīng)用于各類食品的感官品質(zhì)的評價，具有快速、直觀、可靠的特點(diǎn)[7]。欒琳琳等[8]通過使用質(zhì)構(gòu)儀研究了薏仁米在儲藏過程中蒸煮品質(zhì)及質(zhì)構(gòu)特性的變化。發(fā)現(xiàn)隨著儲藏時間的延長，薏仁米質(zhì)構(gòu)特性中的硬度、壓縮功、膠著性和咀嚼性變化明顯，均呈先升后降的趨勢，對其蒸煮品質(zhì)有顯著影響。YEON J J等[9]對電加熱的方式煮面條的能量效率進(jìn)行了檢測，并分析面條的質(zhì)構(gòu)特性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種加熱方式可以快速烹飪出質(zhì)地優(yōu)良、節(jié)能的方便食品。在白酒領(lǐng)域研究方面，李玉彤等[10]采用質(zhì)構(gòu)儀對比分析了智能化配料與手工配料對糟醅理化和質(zhì)構(gòu)特性的穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)智能化配料的糟醅在酸度、淀粉、硬度和回復(fù)性等指標(biāo)穩(wěn)定性較高。

本研究將含有不同比例糠殼的糟醅進(jìn)行窖外模擬發(fā)酵，利用物性測試儀測定發(fā)酵期間糟醅的硬度（hardness）[11]、彈性（springiness）[12]、內(nèi)聚性（cohesiveness）[13]、黏著性（adhesiveness）[14]、回復(fù)性（resilience）[15]等質(zhì)構(gòu)參數(shù)的變化情況，并檢測不同發(fā)酵期糟醅的理化性質(zhì)，研究不同糠殼用量對糟醅理化性質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性的影響，以及兩者之間的相關(guān)性，為揭示糟醅在發(fā)酵期間內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化提供了新的思路，為濃香型白酒發(fā)酵控制提供新的方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

母糟：取自川南某酒廠技術(shù)研究中心生產(chǎn)試驗(yàn)組窖池（取得的糟醅立即裝入無菌袋中密封保存）。

1.1.2 試劑

3,5-二硝基水楊酸（3,5-dinitrosalicylic acid，DNS）（化學(xué)純）：莊信萬豐集團(tuán)；無水葡萄糖、酚酞、氫氧化鈉（均為分析純）：成都科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

10 L不銹鋼發(fā)酵罐、LRH-250生化培養(yǎng)箱：上海一恒科技有限公司；YCS-30電子臺秤、PL602-L電子天平：梅特勒-托利多儀器有限公司；TA.XTplus物性測試儀：英國Stable Micro System公司；754型紫外可見分光光度儀：上海長方儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 窖外模擬發(fā)酵試驗(yàn)

將從車間取來的發(fā)酵好的糟醅作為母糟，準(zhǔn)備5個大小相同的不銹鋼發(fā)酵罐，四周及底部貼有厚約1cm的窖泥，分別稱取5 kg母糟裝于容器內(nèi)，加入1 kg由高粱、玉米、大米、小麥、糯米5種糧食粉碎后按比例混合的糧粉并拌勻；再按糧粉量的10%、15%、20%、25%、30%添加糠殼混合均勻并做標(biāo)記；待蒸糧結(jié)束后打入適量涼水，等糟樣完全冷卻后，加入糧食用量20%（約為0.2 kg）的曲粉混合均勻，取出一定的糟樣進(jìn)行理化性質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性檢測，剩余的糟醅用封窖泥封住頂部，放入生化培養(yǎng)箱中進(jìn)行密封發(fā)酵，控制發(fā)酵溫度為22℃。發(fā)酵15d后，用自制取樣器插入發(fā)酵罐中取出部分糟醅（約0.4 kg）進(jìn)行理化性質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性的檢測，發(fā)酵結(jié)束后再次檢測。

黃水的處理：發(fā)酵30 d后，先取出上半部分糟醅直接進(jìn)行質(zhì)構(gòu)特性、理化性質(zhì)檢測和蒸餾，下半部分糟醅將黃水舀盡后再進(jìn)行相關(guān)操作。

1.3.2 糟醅質(zhì)構(gòu)特性的測定

按照參考文獻(xiàn)[16]中糟醅質(zhì)構(gòu)參數(shù)的選擇和質(zhì)構(gòu)特性的測定方法進(jìn)行。

1.3.3 發(fā)酵參數(shù)的測定

水分：采用常壓105℃烘箱干燥法[17]；酸度：采用酸堿滴定法[18]；淀粉：采用3,5-二硝基水楊酸（3,5-dinitrosalicylic acid，DNS）-分光光度計(jì)法[19]。

1.3.4數(shù)據(jù)處理與分析

每個指標(biāo)重復(fù)測定3次，使用SPSS19.0軟件對相同發(fā)酵期不同糠殼用量糟醅的質(zhì)構(gòu)特性和理化性質(zhì)進(jìn)行顯著性分析，并對兩者進(jìn)行相關(guān)性分析，以最小顯著差異法（least significant difference，LSD）檢驗(yàn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行組間兩兩比較，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同比例糠殼發(fā)酵糟醅質(zhì)構(gòu)特性分析

2.1.1 不同糠殼含量對糟醅硬度、內(nèi)聚性和回復(fù)性的影響

圖1 糠殼比例對糟醅硬度的影響Fig.1 Effect of bran shell proportion on hardness of fermented grains

圖2 糠殼比例對糟醅內(nèi)聚性的影響Fig.2 Effect of bran shell proportion on cohesiveness of fermented grains

圖3 糠殼比例對糟醅回復(fù)性的影響Fig.3 Effect of bran shell proportion on resilience of fermented grains

由圖1～圖3可以看出，糟醅的硬度、內(nèi)聚性和回復(fù)性發(fā)酵期內(nèi)變化趨勢基本相同，均顯著增大（P＜0.05），添加不同比例糠殼的糟醅在發(fā)酵期間的硬度、內(nèi)聚性和回復(fù)性差異顯著（P＜0.05）。在發(fā)酵前，其中添加10%糠殼的硬度、內(nèi)聚性和回復(fù)性數(shù)值最大；當(dāng)發(fā)酵15d后顯著增大（P＜0.05），其中添加15%、20%和25%糖殼的糟醅最為明顯，而30%糠殼糟醅小幅增大；當(dāng)發(fā)酵進(jìn)行到后期（30 d）時，糟醅的硬度、內(nèi)聚性和回復(fù)性值繼續(xù)增大。

分析原因是發(fā)酵前糟醅由于其結(jié)構(gòu)較為疏松，骨力較小，所以硬度、內(nèi)聚性和回復(fù)性均較小，隨著發(fā)酵的進(jìn)行由于微生物的作用將酒醅中的淀粉轉(zhuǎn)化，大量生成酒精、水等物質(zhì)，使糟醅的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而導(dǎo)致抗壓能力增大，骨力增強(qiáng)，糟醅變得緊實(shí)；發(fā)酵中后期，由于大曲酶系及微生物的發(fā)酵作用還未完全結(jié)束，糟醅的硬度、內(nèi)聚性和回復(fù)性仍大幅提高；30%糠殼糟醅硬度在發(fā)酵期內(nèi)變化不大的原因可能一是糟醅過于疏松導(dǎo)致發(fā)酵不正常，二是在配料的均勻性較差，影響了糟醅的正常發(fā)酵使硬度緩慢增大。

2.2.2 不同糠殼含量對糟醅黏著性的影響

圖4 糠殼比例對糟醅黏著性的影響Fig.4 Effect of bran shell proportion on adhesiveness of fermented grains

由圖4可知，發(fā)酵糟醅的黏著性呈較為明顯的減小趨勢，且不同糠殼比例糟醅在發(fā)酵期間的彈性呈顯差異（P＜0.05），表明糠殼的含量對糟醅的黏著性有較大影響。發(fā)酵初期添加25%和30%糠殼的糟醅黏著性高于20%糠殼糟醅；到發(fā)酵中后期，糟醅的黏著性不斷下降，其中30%糠殼糟醅黏著性最低。

在發(fā)酵前期，好氧微生物使糟醅中的淀粉迅速降解，隨著發(fā)酵黃水的增加從而使糟醅的黏著性迅速降低，發(fā)酵中后期，由于淀粉含量還未降解完全，使酒精發(fā)酵持續(xù)時間長，酸度和水分含量持續(xù)增大，使糟醅的黏著性發(fā)生較大變化，發(fā)酵結(jié)束后，糟醅的黏著性隨著糠殼含量的提高而呈現(xiàn)減小的趨勢，主要原因是糟醅糠殼含量會影響殘淀濃度，糠殼含量過低導(dǎo)致糟醅發(fā)酵不完全。25%和30%糠殼糟醅黏著性高于20%比例糟醅的原因可能是樣品的混合后不均勻，采用稱質(zhì)量的測定方法存在一定的誤差。

2.2.3 不同糠殼含量對糟醅彈性的影響

圖5 糠殼比例對糟醅彈性的影響Fig.5 Effect of bran shell proportion on springiness of fermented grains

由圖5可知，發(fā)酵前和發(fā)酵15 d后，10%和30%糠殼糟醅的彈性差異不顯著（P＞0.05），發(fā)酵后期15%和20%糠殼糟醅彈性差異不顯著（P＞0.05），其余均為差異顯著（P＜0.05）。入窖前20%糠殼糟醅的彈性最高，25%糠殼糟醅的彈性最低，發(fā)酵中期（15 d）時，糟醅的彈性整體上呈降低的趨勢，只有25%糠殼糟醅是上升的趨勢；進(jìn)入發(fā)酵后期，糟醅的彈性繼續(xù)下降，其中25%糠殼糟醅硬度是上升的趨勢。

分析原因可能是在發(fā)酵初期好氧微生物的大量繁殖使糟醅中的淀粉降解加快，從而使糟醅的物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，疏松度降低從而使彈性降低，在發(fā)酵中后期主要是生酸和產(chǎn)酯的過程，發(fā)酵作用減弱，前期積累的水分（主要是黃水）使糟醅的疏松度持續(xù)減?。ㄈ缃衙暗南陆担瑢?dǎo)致糟醅的彈性減小。25%糠殼糟醅彈性的變化趨勢的原因可能是在取樣過程中采用稱重的方式，測定前糟醅的質(zhì)地結(jié)構(gòu)差異較大，存在一定的誤差。

2.2 不同比例糠殼糟醅發(fā)酵期間的理化參數(shù)變化趨勢

由表1可知，隨著發(fā)酵時間的延長，糟醅的水分和酸度呈不斷增大的趨勢，而淀粉由于不斷被降解而濃度降低，與陸其剛等[20]對濃香型白酒酒醅發(fā)酵體系參數(shù)變化的研究結(jié)論基本一致，符合其發(fā)酵規(guī)律。發(fā)酵前15%糠殼的糟醅水分含量最高，而糠殼含量較高的糟醅水分含量較低，其中10%和20%糠殼、25%和30%糠殼糟醅的水分差異不顯著（P＞0.05）；酸度方面，10%糠殼的糟醅酸度最大，15%糠殼糟醅次之，其中15%和20%糠殼、25%和30%糠殼糟醅的酸度差異不顯著（P＞0.05）；淀粉濃度方面，糠殼含量越高，淀粉濃度越小，其中15%和20%糠殼、20%和25%糠殼糟醅的淀粉濃度差異不顯著（P＞0.05）；發(fā)酵15 d后，糟醅的水分、酸度都有所增大（P＜0.05），淀粉含量降低，特別是糠殼含量高的糟醅，酸度顯著增大，但是水分的增長幅度比較緩慢，其中15%和25%糠殼、20%和25%糠殼糟醅水分差異顯著（P＜0.05）；發(fā)酵30d后，水分、酸度急劇增大，淀粉含量急劇下降，其中以15%糠殼糟醅的含水量最高，20%糠殼糟醅的酸度最大，10%和25%糠殼水分和淀粉含量差異顯著（P＜0.05），10%和15%糠殼酸度差異顯著（P＜0.05），30%糠殼糟醅殘淀含量達(dá)到了12.63%，說明糠殼含量過高會導(dǎo)致糟醅發(fā)酵不充分。

表1 不同比例糠殼發(fā)酵糟醅理化參數(shù)測定結(jié)果Table 1 Determination of physicochemical parameters of fermented grains with different proportions of fermented grains

2.3 糟醅質(zhì)構(gòu)特性與理化參數(shù)的相關(guān)性分析

表2 糟醅質(zhì)構(gòu)特性與發(fā)酵參數(shù)的皮爾遜相關(guān)系數(shù)Table 2 Pearson correlation coefficient between texture properties and physicochemical parameters of fermented grains

從表2可知，糟醅的水分、酸度與糟醅的硬度、內(nèi)聚性和回復(fù)性呈顯著正相關(guān)性（P＜0.01），而與黏著性呈顯著負(fù)相關(guān)性（P＜0.01），與彈性無顯著的相關(guān)性（P＞0.05）；糟醅的淀粉濃度與硬度、內(nèi)聚性和回復(fù)性呈顯著負(fù)相關(guān)性（P＜0.01），與黏著性呈顯著正相關(guān)性（P＜0.01），與彈性無顯著相關(guān)性（P＞0.05）。由相關(guān)性分析可知，糟醅在發(fā)酵過程中的理化性質(zhì)指標(biāo)和質(zhì)構(gòu)特性具有良好的對應(yīng)性，均能較好地反映隨著發(fā)酵時間的延長，糟醅理化性質(zhì)的變化情況，因此，可用糟醅質(zhì)構(gòu)特性和理化指標(biāo)糟醅的發(fā)酵情況進(jìn)行評價。通過分析得出決定糟醅理化參數(shù)的主要質(zhì)構(gòu)指標(biāo)是硬度、內(nèi)聚性、黏著性和回復(fù)性。有學(xué)者[21]在之前研究中分析了糟醅質(zhì)構(gòu)特性的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，濃香型白酒窖池各個位置糟醅的硬度與內(nèi)聚性、回復(fù)性均呈高度的正相關(guān)性，回復(fù)性與內(nèi)聚性也呈高度正相關(guān)，而糟醅的黏著性與硬度、內(nèi)聚性和回復(fù)性呈顯著的負(fù)相關(guān)性，與該分析結(jié)果基本一致。

綜合以上分析結(jié)果，可以初步得到入窖糟最佳質(zhì)構(gòu)范圍：硬度為2 000～2 200 g，內(nèi)聚性為22%～23%，黏著性為50%～55%，回復(fù)性為6%～7%，這樣的入窖糟的水分含量為54%左右，酸度1.9～2.0 mmol/10 g，淀粉含量為18%～20%，滿足這些條件的入窖糟醅在發(fā)酵過程中理化性質(zhì)變化較正常，可以通過提高或者降低糠殼的用量來對質(zhì)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而調(diào)控糟醅的發(fā)酵。

3 結(jié)論

發(fā)酵參數(shù)在很大程度上可以反映出發(fā)酵的好壞，同時在發(fā)酵過程中糟醅的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也會發(fā)生很大的變化，可以通過測定糟醅的質(zhì)構(gòu)參數(shù)來進(jìn)行量化和分析，本研究將添加不同比例糠殼的糟醅進(jìn)行窖外模擬發(fā)酵試驗(yàn)，并測定不同發(fā)酵期糟醅的質(zhì)構(gòu)特性和發(fā)酵參數(shù)以及兩者的相關(guān)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，入窖前糠殼含量對糟醅的質(zhì)構(gòu)特性具有顯著影響，隨著發(fā)酵時間的延長，糟醅的硬度、內(nèi)聚性和回復(fù)性呈明顯的增大的趨勢，而黏著性呈減小的趨勢；理化參數(shù)方面，發(fā)酵期間糟醅的水分和酸度均增大，淀粉濃度降低；糠殼的含量越高，糟醅的酸度、水分和淀粉含量越低。通過相關(guān)性分析可知發(fā)酵糟醅的理化參數(shù)和質(zhì)構(gòu)特性相關(guān)性極為顯著，其中糟醅的水分和酸度與硬度、內(nèi)聚性、回復(fù)性呈顯著正相關(guān)（P＜0.01），與黏著性呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），而糟醅的淀粉濃度與硬度、回復(fù)性和內(nèi)聚性呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），與黏著性呈顯著正相關(guān)（P＜0.01），與彈性無明顯相關(guān)性（P＞0.05），通過分析可以影響糟醅理化參數(shù)的主要質(zhì)構(gòu)指標(biāo)是硬度、內(nèi)聚性、黏著性和回復(fù)性，并且能通過質(zhì)構(gòu)參數(shù)的數(shù)值大小來反映糟醅的理化性質(zhì)，從而判斷糟醅發(fā)酵的好壞。入窖糟最佳質(zhì)構(gòu)范圍是硬度為2 000～2 200 g，內(nèi)聚性為22%～23%，黏著性為50%～55%，回復(fù)性在6%～7%，這樣的入窖糟的水分含量在54%左右，酸度1.9～2.0 mmol/10 g，淀粉含量為18%～20%。

在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，從模擬發(fā)酵條件的控制，以及在質(zhì)構(gòu)參數(shù)的測定中樣品的一致性方法都存在一定的誤差，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不夠準(zhǔn)確。在后期的研究中，在研究取樣測量方法的同時，將進(jìn)一步結(jié)合窖內(nèi)實(shí)際生產(chǎn)過程來研究糟醅的質(zhì)構(gòu)特性變化，并結(jié)合糟醅的感官質(zhì)量、酒質(zhì)、風(fēng)味成分以及微生物變化情況等進(jìn)行綜合分析，以期能建立不同窖池糟醅的質(zhì)構(gòu)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)來取代傳統(tǒng)的分析檢驗(yàn)方法，從而達(dá)到調(diào)控酒質(zhì)的目的。