梨渣谷物白酒釀造工藝的研究及其成分分析

徐娜，滿都拉，孫子羽，忻勝兵，成嵐，陳忠軍

內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院（呼和浩特 010018）

梨（Pyrus spp）是一種落葉喬木或灌木的果實(shí)，屬被子植物門雙子葉植物綱薔薇科蘋(píng)果亞科[1]。我國(guó)梨的產(chǎn)地主要集中于安徽、遼寧、山東、河北，其中安徽碭山是世界上最大的連片梨園，其年產(chǎn)梨總量約7.5億 kg，占全國(guó)梨總產(chǎn)量的1/8[2-4]。梨的生理功效很多，具有清熱解毒、潤(rùn)喉通便、消炎宣肺、止咳化痰、預(yù)防感冒等功能[5]。隨著梨樹(shù)的種植面積不斷發(fā)展擴(kuò)大，其加工產(chǎn)品越來(lái)越豐富，多以梨汁、梨干、梨罐頭、梨果醬和梨脯為主[6-8]，隨之也產(chǎn)生大量的梨渣副產(chǎn)物。而絕大部分廠家選擇將梨渣作為廢物丟棄或是用于飼料、生物肥料等，造成原料利用率不高、浪費(fèi)等現(xiàn)象，殊不知梨渣也含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如大量蛋白質(zhì)、多糖、有機(jī)酸、微量元素等[9-11]。近些年，中國(guó)研究者對(duì)梨渣的應(yīng)用多數(shù)集中于功能性物質(zhì)的提取和飼料制備，對(duì)于梨渣相關(guān)食品的研究領(lǐng)域相對(duì)空白[12]。

白酒是中國(guó)特有的一種蒸餾酒。通常以谷物為原料，通過(guò)發(fā)酵、蒸餾而得，少量飲用益處多[13-15]。其功效有緩解失眠、通風(fēng)、散寒、舒筋活血、延緩衰老、預(yù)防癌癥等[16]。

試驗(yàn)以梨渣和谷物作為釀制白酒的原料，不僅保留了梨渣原有的營(yíng)養(yǎng)元素和風(fēng)味，還有效結(jié)合了谷物中蛋白質(zhì)、碳水化合物、維生素、纖維素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[17-19]。除此之外，梨渣谷物白酒還擴(kuò)展了梨的產(chǎn)業(yè)鏈，同時(shí)杜絕大量梨渣浪費(fèi)等問(wèn)題。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

梨渣（生產(chǎn)梨汁壓榨的剩余廢料）；玉米、大米（均購(gòu)自呼和浩特食全食美超市）；大麥芽（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）；酒曲（合肥大漢釀酒技術(shù)服務(wù)中心）。

白酒混合標(biāo)樣液15組分（標(biāo)樣）、乙酸正丁酯（內(nèi)標(biāo)）（蘭州東立龍信息技術(shù)有限公司）；氫氧化鈉、酚酞（均為分析純，天津永晟精細(xì)化工有限公司）；硫酸（分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

DPX-9162 B-1恒溫培養(yǎng)箱（上海?，攲?shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）；FA-1電子天平（上海菁海儀器有限公司）；A-103多功能榨汁攪拌機(jī)（增城市新塘鎮(zhèn)新升電子音響器材廠）；數(shù)顯折光儀（上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司）；PHS-3 C型pH計(jì)（上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司）；精密酒精計(jì)（河北省武強(qiáng)縣華鷗儀器儀表廠）；GC-7900氣相分析檢測(cè)儀（北京中惠普分析技術(shù)研究所）；氣相色譜柱（LZP-930，色譜世界）；旋轉(zhuǎn)蒸餾設(shè)備（上海英峪科研儀器設(shè)備有限公司）；電磁爐（S21-SDCB9E88，浙江紹興蘇泊爾生活電器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 檢測(cè)方法

酸度，采用酸度計(jì)檢測(cè)；糖度，采用糖度計(jì)檢測(cè)；酒精度，參照GB/T 5009.48采用蒸餾法檢測(cè)[20]；梨渣谷物白酒感官品評(píng)，參照GB/T 33405—2016打分[21]。

1.3.2 工藝流程及操作要點(diǎn)

梨和不同谷物的預(yù)處理→加白酒曲→液態(tài)發(fā)酵→發(fā)酵過(guò)程記錄數(shù)據(jù)→蒸餾→調(diào)配→成品

（1）預(yù)處理。選擇新鮮、無(wú)腐爛、無(wú)疤痕的剩余殘梨渣，并進(jìn)行多次清洗。挑選粒大、飽滿的谷物。根據(jù)糖化效果，最終確定谷物混合比例玉米、大米、大麥芽為56%，12%和32%，依次稱量好后混合，同時(shí)稱取相應(yīng)梨渣的量加入混合谷物中，按500 g干糧食（包括谷物混合物和梨渣）加1 400 g水的比例在混合物中加入水，用榨汁機(jī)將混合物進(jìn)行粉碎。煮料20～30 min。

（2）發(fā)酵。以8%比例加入曲?；旌虾髷嚢杈鶆?，密封發(fā)酵。

（3）蒸餾。將發(fā)酵醪液進(jìn)行蒸餾，分段收集。使用酒精計(jì)測(cè)量其酒度并記錄。

（4）氣相色譜分析。抽取1 mL酒液加入10 μ L內(nèi)標(biāo)物質(zhì)乙酸正丁酯，搖勻后抽取1 μL打入分析儀器中，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)及圖像。氣相色譜條件：載氣N2；檢測(cè)器，氫火焰離子化檢測(cè)器（FID）；檢測(cè)溫度230℃；氣化溫度220 ℃；標(biāo)樣，白酒15組分；內(nèi)標(biāo)物，乙酸正丁酯（0.173 4 mg/mL）；樣品量1 mL；進(jìn)樣量10 μL。柱溫在50 ℃保持6 min，以8 ℃/min升溫至170 ℃。

（5）貯存調(diào)配。蒸餾結(jié)束后進(jìn)行貯存和調(diào)配，最終得到梨渣谷物白酒成品。

1.3.3 感官評(píng)定表

試驗(yàn)參照白酒感官品評(píng)導(dǎo)則GB/T 33404—2016和白酒感官品評(píng)術(shù)語(yǔ)GB/T 33405—2016，建立梨渣谷物白酒感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表1。試驗(yàn)選取10名食品專業(yè)的老師和學(xué)生按照相關(guān)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)梨渣谷物白酒的色澤、香氣、口味、風(fēng)格4項(xiàng)感官指標(biāo)進(jìn)行品評(píng)，品評(píng)分?jǐn)?shù)取平均值即為該樣品最終的評(píng)分結(jié)果。

表1 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 梨渣與混合谷物比例對(duì)發(fā)酵液品質(zhì)的影響

由圖1可知，物料比1∶0.5時(shí)，酒精度達(dá)最高（11.3%vol），但此時(shí)感官分?jǐn)?shù)較低，原因可能是固形物含量太多導(dǎo)致酒品不佳。物料比1∶2.0時(shí)，感官評(píng)分最高，為76分，但酒精度低，原因可能是隨梨渣添加量增加，淀粉含量減少，糖化后葡萄糖含量減少，酒精度低。此時(shí)酒體飽滿，口感較佳。因此釀造工藝的最佳物料比例為1∶2.0。

2.1.2 加曲量對(duì)發(fā)酵液品質(zhì)的影響

由圖2可知，加曲量最大0.9%時(shí)，酒精度達(dá)最高，為7.3%vol，酒曲含量越多，分解糖能力越強(qiáng)，因此酒精度也高，但此時(shí)感官分?jǐn)?shù)較低。原因可能是酒中所含酒曲過(guò)多，導(dǎo)致曲味大于酒香味。加曲含量過(guò)低時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最低（49分），此時(shí)酒精度明顯較低，這是由于酒曲添加量過(guò)低時(shí)不能充分利用梨渣谷物中的碳水化合物轉(zhuǎn)化為乙醇，導(dǎo)致酒香味不足。添加曲量0.5%時(shí)，感官分?jǐn)?shù)達(dá)到最高（75分），酒精度較高，此時(shí)酒香最為濃郁，因此加曲量0.5%時(shí)最佳。

圖1 梨渣與混合谷物的比例對(duì)發(fā)酵液品質(zhì)的影響

圖2 加曲量對(duì)發(fā)酵液品質(zhì)的影響

2.1.3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵液品質(zhì)的影響

由圖3可知，5 d之前酒精度普遍偏低，其原因可能為酒曲沒(méi)有充分利用蔗糖，發(fā)酵不夠成熟。發(fā)酵時(shí)間太長(zhǎng)則容易產(chǎn)生雜質(zhì)，導(dǎo)致酒體口感不佳。發(fā)酵天數(shù)5 d時(shí)，感官評(píng)分最高，為81分，此時(shí)酒精度較高，為5.7%vol，酒香突出。

圖3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵液品質(zhì)的影響

2.1.4 發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵液品質(zhì)的影響

由圖4可知，25 ℃時(shí)，酒精度達(dá)最高，為8.2%vol；感官得分最高，為79分，說(shuō)明此時(shí)的酒發(fā)酵溫和，顏色和風(fēng)味較優(yōu)，酒香協(xié)調(diào)，因此發(fā)酵溫度應(yīng)控制在25 ℃。發(fā)酵溫度過(guò)低時(shí)，酒曲生長(zhǎng)緩慢，對(duì)醪液中的碳水化合物利用率低，酒體口感不協(xié)調(diào)。發(fā)酵溫度過(guò)高時(shí)，會(huì)致使酒曲過(guò)早失去活力，使醪液中的糖分不能完全被利用，導(dǎo)致酒精度較低，并會(huì)伴隨不愉快氣味，影響最終的感官品評(píng)。因此釀造工藝的最佳發(fā)酵溫度選為25 ℃。

圖4 發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵液品質(zhì)的影響

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

選取原料配比、加曲量、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時(shí)間4個(gè)單因素，按照表2進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)，以感官評(píng)分作為檢測(cè)指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可知，各因素對(duì)梨渣谷物白酒感官評(píng)價(jià)影響的大小順序?yàn)榘l(fā)酵時(shí)間＞發(fā)酵溫度＞加曲量＞比例，梨渣谷物白酒最佳工藝條件為A3B1C1D2，即谷物混合物（玉米、大米、大麥芽）和梨渣的配比1∶2.4、發(fā)酵溫度22 ℃、發(fā)酵時(shí)間6 d及加曲量0.8%（加曲量在52.6 g谷物和梨渣的混合物中加0.4%）。經(jīng)驗(yàn)證性試驗(yàn)，最佳工藝下制得的梨渣谷物白酒的感官評(píng)分為88分。

表2 正交試驗(yàn)因素和水平

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果及極差分析

2.3 梨渣谷物白酒成分分析

將發(fā)酵制得的梨渣谷物酒進(jìn)行蒸餾，并分段收集酒頭、酒中（原酒）、酒尾。利用氣相色譜分別分析梨渣谷物白酒的酒頭、酒中、酒尾成分。

從圖5可以看出，酒中（原酒）含有12種香味物質(zhì)，含量為0.369 3 mg/mL。香味物質(zhì)依次為乙醛、甲醇、乙醇、正丙醇、仲丁醇、異丁醇、乙縮醛、異戊醇、乳酸乙酯、戊酸乙酯、正己醇、己酸乙酯。其中醛類物含量為0.046 2 mg/mL，醇類物質(zhì)（除乙醇）含量為0.320 8 mg/mL，酯類物質(zhì)含量為0.002 3 mg/mL。

從圖6可以看出，酒頭含有12種香味物質(zhì)，含量為0.627 2 mg/mL，其中醛類物質(zhì)2種，含量為0.055 8 mg/mL；醇類物質(zhì)（除乙醇）6種，含量為0.569 1 mg/mL；酯類物質(zhì)3種，含量為0.002 7 mg/mL。酒頭與原酒相比，醇類、酯類與醛類物質(zhì)的含量均高于原酒，其原因可能是酒頭含有雜醇類、雜醛類和雜酯類，所以其口感風(fēng)味略差于原酒。

從圖7可以看出，酒尾含有13種香味物質(zhì)，其中酯類物質(zhì)含量為0.009 mg/mL，醇類物質(zhì)含量為0.127 mg/mL，醛類物質(zhì)含量為0.008 1 mg/mL。酒尾與原酒相比，醇類與醛類物質(zhì)的含量均低于原酒，而脂類高于酒中。

圖5 酒中（原酒）成分分析色譜圖

圖6 酒頭成分分析色譜圖

圖7 酒尾成分分析色譜圖

3 結(jié)論

試驗(yàn)采用液態(tài)發(fā)酵法制備梨渣谷物白酒，通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)確定研究工藝的最佳參數(shù)：谷物混合物（谷物混合比例玉米、大米和大麥芽分別為56%，12%，32%）和梨渣配比1∶2.4、發(fā)酵溫度22 ℃、發(fā)酵時(shí)間6 d及加曲量0.8%。在此發(fā)酵條件下產(chǎn)生的梨渣谷物白酒濃郁醇香、果香和諧。

梨渣谷物白酒（酒中）含乙醛、甲醇、乙醇、正丙醇、仲丁醇、異丁醇、乙縮醛、異戊醇、乳酸乙酯、戊酸乙酯、正己醇、己酸乙酯共12種香氣成分，含量為0.369 3 mg/mL。其中醇類物質(zhì)有0.320 8 mg/mL，酯類物質(zhì)有0.320 8 mg/mL，醛類物質(zhì)有0.046 2 mg/mL。