馬鈴薯復(fù)合酒曲發(fā)酵酒的研究進(jìn)展

張佳笑，王健, ，劉媛, *，宋鵬飛，袁興茂，高清海

1.河北北方學(xué)院，河北省農(nóng)產(chǎn)品食品質(zhì)量安全分析檢測重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（張家口 075000）；2.河北省馬鈴薯加工工程技術(shù)研究中心（張家口 075000）；3.河北省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所（石家莊 050051）

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.），又名地蛋、土豆等，屬茄科類植物，塊莖可食用，是糧、菜、飼料、工業(yè)原料的重要經(jīng)濟(jì)農(nóng)作物，也是全球第四大重要的糧食作物，僅次于小麥、稻谷和玉米[1-2]。目前，我國的馬鈴薯產(chǎn)量是我國糧食品種排行中的第四位且一直以來保持穩(wěn)定。它的種植區(qū)域也相對集中，分別分布在北方地區(qū)、南方地區(qū)、中原地區(qū)以及西南混作區(qū)，其中內(nèi)蒙古地區(qū)和貴州地區(qū)的種植面積最大。

我國自古以來被世人稱為“文明古國，禮儀之邦”，所以飲酒在宴飲之禮、作客之禮、祭祀之禮上被納為酒禮，來體現(xiàn)不同場合的禮儀規(guī)范?！吨芏Y》《儀禮》《禮記》儒家三大經(jīng)典中每一篇均提到禮及酒，包括用酒的多少、時(shí)間、種類、規(guī)范等，所以“非酒無以成禮，非酒無以成歡”是我國從古至今飲酒的源頭所在。《博物志》記載：一人飲酒、一人飲食、一人空腹。空腹者死，飽食者病，飲酒者健，可見酒具有補(bǔ)益腸胃、疏通靜脈、行氣和血、溫陽祛寒、疏肝解郁、怡情暢意等功效。據(jù)統(tǒng)計(jì)[3]，2000年的城鎮(zhèn)居民人均消費(fèi)量中酒的消費(fèi)量占3%，和2.99%的鮮奶、2.48%的植物油、3.38%的鮮蛋、3.54%的水產(chǎn)品以及5.05%的豬肉消費(fèi)量比例近似相同。2014年酒的消費(fèi)量占2.13%，和5.6%的鮮奶、3.34%的植物油、3.03%的鮮蛋、4.45%的水產(chǎn)品以及6.43%的豬肉消費(fèi)量比例不相上下，由此可見我國酒類的消費(fèi)在居民膳食中是家庭、好友聚會(huì)的必需消費(fèi)。而我國目前釀酒行業(yè)的重點(diǎn)在以節(jié)約糧食、滿足市場需求為目標(biāo)，堅(jiān)持“低度、低消耗、少污染、高效”的方向。所以我們用營養(yǎng)價(jià)值豐富且高產(chǎn)的馬鈴薯為原料發(fā)酵成不經(jīng)勾兌和蒸餾的馬鈴薯發(fā)酵酒，以期豐富糧食酒的種類及擴(kuò)大馬鈴薯深加工產(chǎn)品的消費(fèi)市場。

1 馬鈴薯的營養(yǎng)價(jià)值及功效

馬鈴薯的營養(yǎng)成分如表1所示。

表1 每100 g馬鈴薯營養(yǎng)成分表[4]

1.1 淀粉

馬鈴薯淀粉是馬鈴薯塊莖的主要成分，它在人體內(nèi)的吸收速度緩慢，有利于控制人體血糖上升的速度，是糖尿病患者的良好代餐食品。馬鈴薯淀粉因其具有獨(dú)特的理化特性，受到食品、醫(yī)藥、紡織、造紙、化學(xué)等工業(yè)的喜愛和推廣。

1.2 蛋白質(zhì)

馬鈴薯的蛋白質(zhì)由19種氨基酸組成，其中必需氨基酸含量占47.9%，符合FAO/WHO的標(biāo)準(zhǔn)蛋白氨基酸含量。馬鈴薯蛋白富含其他谷物缺少的必需氨基酸賴氨酸，故可以彌補(bǔ)其他谷物在進(jìn)食上營養(yǎng)成分的不足[5-6]。據(jù)報(bào)道，馬鈴薯的黏體蛋白質(zhì)還具有有利排便、減肥、降低膽固醇、調(diào)節(jié)血糖、預(yù)防結(jié)腸癌等功效[7]，同樣它還可以促進(jìn)動(dòng)物體成長發(fā)育[8-11]。

1.3 脂肪

馬鈴薯的脂肪含量較低，在0.1%～1.1%之間，屬于低脂肪食品。

1.4 維生素

馬鈴薯中含有多種維生素，被稱為維生素含量最全的糧食作物，它所含的維生素含量是西紅柿的4倍、白菜的3倍、胡蘿卜的2倍[12]。它含有維生素A（胡蘿卜素）、維生素B1（硫胺素）、維生素B2（核黃素）、維生素B3（泛酸）、維生素B6（吡哆醇）、維生素E（生育酚）、生物素H、維生素M（葉酸）和維生素pp（煙酸）等多種有益維生素。特別是它含有人們?nèi)粘Ｊ秤玫拇竺住⒚娣壑兴鶝]有的維生素A、維生素B和維生素C。馬鈴薯中的維生素C含量高于蘋果10倍，故有“地下蘋果”的美稱，一個(gè)人每天吃500 g馬鈴薯就能夠滿足人體對維生素C的全部需求[13]。馬鈴薯中的維生素A可以預(yù)防夜盲癥和皮膚粗糙。同樣，人體的糖類及氨基酸類代謝需要依靠B族維生素[14]，馬鈴薯中含有維生素B6，具有一定的抗氧化性及抗癌功效[15-16]。

1.5 膳食纖維

馬鈴薯的膳食纖維是人體小腸很難消化的化合物[17]。它是人體必需的七大“營養(yǎng)素”（糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)、水、膳食纖維）之一[18]。據(jù)報(bào)道[19-20]，膳食纖維可以降低血清膽固醇指數(shù)、調(diào)節(jié)血糖和腸道功能[21]，同樣也可以降低冠心病的發(fā)病率。馬鈴薯渣的總膳食纖維含量在80 g/100 g以上[22]，大于總膳食纖維27.4 g/100 g的甘薯渣[23]，總膳食纖維69.58 g/100 g的木瓜渣[24]，總膳食纖維60 g/100 g的玉米皮[25]，總膳食纖維含量73.31 g/100 g的大豆皮[26]。馬鈴薯膳食纖維中的果膠質(zhì)不僅具有乳化穩(wěn)定作用，它還具有抗菌、抗輻射、降血脂、消腫解毒等功效[27]。馬鈴薯膳食纖維還可以在調(diào)節(jié)腸道功能、預(yù)防便秘和肥胖上發(fā)揮作用，這源于它較好的持水力和膨脹力[28]。

1.6 礦物質(zhì)

馬鈴薯塊莖中所含的礦物質(zhì)鈣、鐵、鋅、鉀、鈉、錳、磷等，可以促進(jìn)兒童成長發(fā)育，也是人體健康所需要的營養(yǎng)素，具有更高的食用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。據(jù)報(bào)道[29-30]，馬鈴薯的鈣含量干基可高達(dá)130 mg/100 g、濕基可高達(dá)455 mg/100 kg，而鈣元素可以增固骨骼和牙齒，對血液凝固、骨骼畸形、血壓異常起一定的預(yù)防作用[31]。馬鈴薯中磷的含量可達(dá)1.3～6 mg/g[29-30]，而磷是細(xì)胞、骨骼、牙齒等維持健康狀態(tài)的關(guān)鍵因素，可以預(yù)防貧血、骨痛、肌無力、佝僂病、四肢麻木、行走困難等癥狀。馬鈴薯中的鉀可以調(diào)節(jié)人體體液中的酸堿平衡，是神經(jīng)系統(tǒng)和消化系統(tǒng)的重要因素，攝取人體日常所需的鉀可以預(yù)防高血壓、骨質(zhì)疏松、中風(fēng)哮喘等疾病[32-33]。馬鈴薯中的鐵含量一般高于其他谷物[34]。鐵的攝入量決定著健康問題，據(jù)世界衛(wèi)生組織調(diào)查，由于鐵的攝入量不足，每年有6萬多婦女死于分娩和懷孕，約5億育齡少女患有壞血癥。所以馬鈴薯是人體日常攝入一些礦物質(zhì)的部分來源，并且馬鈴薯帶皮蒸煮可以讓更多的礦物質(zhì)成分得以保留來滿足人體需求[35]。

1.7 生理功效

傳統(tǒng)中醫(yī)認(rèn)為要“治未病”，食用馬鈴薯能夠預(yù)防疾病和癌癥的發(fā)生，同時(shí)還具有解毒、消炎、治療慢性胃炎、便秘、皮膚濕疹等功效。在飲食中食用馬鈴薯能夠和胃、益氣、健脾來緩解胃病和十二指腸潰瘍[36-38]。

2 我國馬鈴薯深加工現(xiàn)狀

我國的馬鈴薯面積及產(chǎn)量在世界的排名上居于首位，約占全球的1/4，2014年我國馬鈴薯平均單產(chǎn)14 t/hm2，略低于世界（16 t/hm2）的平均單產(chǎn)[39]。但我國相較于歐美、非洲這些以馬鈴薯及其制品作為主要食物的國家在年均消費(fèi)量上有一定的差距。2011年，白俄羅斯馬鈴薯的消費(fèi)量達(dá)到人均185.2 kg，而我國人均消費(fèi)量卻只有41.2 kg，位于全球第65位[40]。據(jù)報(bào)道[41]，近年來我國馬鈴薯消費(fèi)構(gòu)成大概為：鮮食菜用占36%、全粉淀粉以及休閑食品等占10%、種薯占8%、出口及飼料占31%、損耗占15%。由此可見，我國的馬鈴薯深加工比例在整個(gè)消費(fèi)構(gòu)成中較低，導(dǎo)致將近有15%的損耗及馬鈴薯整體消費(fèi)量的低下，使我國馬鈴薯加工遠(yuǎn)低于世界水平[42]。近年來，聯(lián)合國糧農(nóng)組織為推廣馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將2008年定為國際馬鈴薯年，2015年在《加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化實(shí)現(xiàn)全面小康目標(biāo)的若干意見》中李克強(qiáng)總理在會(huì)議上提出“實(shí)施馬鈴薯等主食加工提升行動(dòng)”，這標(biāo)志著我國的馬鈴薯主食化政策在全面落實(shí)[44]，也代表著國家對馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)的重視，所以大力開發(fā)馬鈴薯深加工產(chǎn)品是大勢所趨。但我國的馬鈴薯加工產(chǎn)品中以薯?xiàng)l、薯片形式加工的產(chǎn)量占馬鈴薯加工產(chǎn)品總量的一半，并且無論是天然型還是復(fù)合型的馬鈴薯產(chǎn)品均要經(jīng)過高溫油炸處理[43]，這不僅會(huì)造成馬鈴薯營養(yǎng)成分的損失，還會(huì)增加脂肪含量攝入，導(dǎo)致人體血糖上升，所以以“綠色、低耗、高效益”和傳承中華民族傳統(tǒng)的釀酒工業(yè)為首要目標(biāo)，研發(fā)符合大眾口味的馬鈴薯發(fā)酵酒。

3 酒曲概述

酒曲釀酒是中國釀酒的精華所在，據(jù)記載：中國的酒絕大多是酒曲釀造的，而酒曲釀酒對周邊的國家，日本、越南、泰國均產(chǎn)生了較大的影響。早些年間日本微生物學(xué)釀酒專家坂口謹(jǐn)一郎曾評論到，中國發(fā)明的酒曲釀酒堪比中國的四大發(fā)明[45]。酒曲，是中國傳統(tǒng)的釀酒制品，是釀酒的發(fā)酵劑、糖化劑，它包含多種微生物及雜菌，其中就有根霉、毛霉、犁頭霉和酵母菌等[46]。而制曲的工藝過程是多種微生物進(jìn)入曲料生存，可以適應(yīng)制曲環(huán)境的能保留下來繁殖生長，產(chǎn)生代謝物增加酒的風(fēng)味的過程[47]。酒曲對酒品質(zhì)的影響極高，素有“曲是酒之骨”之稱。中國是世界三大釀制酒發(fā)源地之一，早在北魏的《齊民要術(shù)》中酒曲的生產(chǎn)技術(shù)在第一次得到全面總結(jié)，酒曲釀酒在當(dāng)時(shí)的宋代酒已達(dá)到了極高的水平[48]。而通過酒曲發(fā)酵的酒是我國傳統(tǒng)釀制的不經(jīng)酒精勾兌和蒸餾處置的低度酒[49]，它營養(yǎng)豐富，天然健康，還具有一定的食療功效和食療輔助作用[50]。目前，韓國、越南、印度、泰國、印度尼西亞等具有傳統(tǒng)特色酒曲發(fā)酵酒的國家也根據(jù)各自的風(fēng)格釀造出風(fēng)味不同、功效各異的發(fā)酵酒。我國是運(yùn)用酒曲發(fā)酵釀酒的鼻祖，有著豐富的經(jīng)驗(yàn)和醇厚的釀造技藝，因此我們既可以傳承我國酒曲釀造工藝，也可以在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新研發(fā)新的復(fù)合酒曲的釀造工藝[49]。米酒酒曲、黃酒酒曲、白酒酒曲是目前普遍釀酒的菌種，三者混合的復(fù)合酒曲可以彌補(bǔ)單一酒曲在口感、風(fēng)味上單調(diào)的不足，使馬鈴薯發(fā)酵酒的風(fēng)味更濃郁、更有特色[51-54]。

3.1 酒曲發(fā)酵的酒

3.1.1 白酒曲發(fā)酵的酒

中國傳統(tǒng)的白酒是由谷物為原料加曲經(jīng)固態(tài)、半固態(tài)、液態(tài)發(fā)酵的酒[55]。白酒積沉著深厚的中華民族文化和消費(fèi)習(xí)慣，是中華民族的產(chǎn)業(yè)的精髓之一。近年來，低度、純凈、生態(tài)是白酒發(fā)展的主要方向，不僅可以節(jié)約糧食、降低消耗、提高經(jīng)濟(jì)效益，還有利于人們的身體健康。

3.1.2 黃酒曲發(fā)酵的酒

黃酒為低度釀造酒，它的酒精含量在14%vol～20%vol之間。它保留了發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的豐富營養(yǎng)物質(zhì)如糖分、糊精、有機(jī)酸、維生素、蛋白質(zhì)、無機(jī)鹽、多酚等，并且它的酒香濃郁、酒度適中、口感尚佳。飲用適量的黃酒可以保護(hù)心臟、舒筋活血、美容養(yǎng)顏等，滿足人們多種營養(yǎng)需求[56]。除了可飲用外，還可以作為藥用酒、烹飪調(diào)料來使用[57]。黃酒是中國的國粹，是世界三大古酒之一，也是中國的國酒，黃酒是最富營養(yǎng)的釀造酒，它的熱量是啤酒的5倍，氨基酸含量是啤酒的9倍。黃酒中具有清除很強(qiáng)自由基能力的多酚物質(zhì)，經(jīng)過美拉德反應(yīng)的產(chǎn)物類黑精，以及能夠在肝臟中能和解毒物質(zhì)結(jié)合的谷胱甘肽等，它具有活血祛寒、通經(jīng)活絡(luò)、抗衰護(hù)心、養(yǎng)脾扶肝、增進(jìn)食欲、減肥美容、消除疲勞等治療功效，

3.1.3 米酒曲發(fā)酵的酒

米酒為低度發(fā)酵酒，其酒精含量在3%vol～14%vol之間。它不僅是具有豐富的多糖、葡萄糖、氨基酸、有機(jī)酸、維生素等物質(zhì)的滋補(bǔ)型飲品[58]，而且還能起到一定的醫(yī)療輔助和抗氧化作用，在各國醫(yī)學(xué)界得到普遍的認(rèn)可和流傳[59]。米酒作為藥用，對消化不良、厭食、煩躁、畏寒、神經(jīng)衰弱、腰酸背痛起一定的功效作用。有關(guān)專家還發(fā)現(xiàn)，米酒還具有恢復(fù)腦細(xì)胞的作用，可以加強(qiáng)人類的腦記憶，因此常食用米酒，有益于健康。米酒用的是甜酒發(fā)酵曲，含酒精量較少，味道偏甜，適宜人群更廣，宜四季飲用，在日本被稱為“液體蛋糕”，它的營養(yǎng)成分比被列為世界營養(yǎng)食物的啤酒還高5～10倍，酒精度雖低但熱量卻居于各類釀造物之首，米酒的香氣濃郁，酒味甘醇，風(fēng)味獨(dú)特，不僅能促進(jìn)血液循環(huán)、新陳代謝，還能補(bǔ)血養(yǎng)顏、舒筋活絡(luò)、強(qiáng)身健體、防病御寒、延年益壽。

3.2 酒曲發(fā)酵的生理功能

發(fā)酵酒是通過酵母菌的作用，利用原料糖分發(fā)酵產(chǎn)生酒精的過程。發(fā)酵酒不僅可以保留大部分原料中的營養(yǎng)物質(zhì)，還會(huì)產(chǎn)生許多對人體有益的微生物代謝物[60]。它可以調(diào)節(jié)人體的生理功能，如降低膽固醇、改善便秘、調(diào)整腸道、增強(qiáng)免疫功能及預(yù)防癌癥等作用，所以具備這樣營養(yǎng)價(jià)值豐富、風(fēng)味獨(dú)特、酒精度適中的發(fā)酵酒深受大眾喜愛[61]，可以預(yù)見發(fā)酵酒的市場及消費(fèi)量在酒類的消費(fèi)比例中會(huì)越來越大，并且發(fā)酵酒產(chǎn)業(yè)將會(huì)產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 馬鈴薯酒的國內(nèi)外進(jìn)展

國外的馬鈴薯釀酒歷史非常久遠(yuǎn)，他們把馬鈴薯作為主要原料，先添加糖化劑，后添加酵母然后進(jìn)行發(fā)酵。其中著名的伏特加就是以馬鈴薯為部分原料發(fā)酵蒸餾而成。但由于馬鈴薯蒸餾酒缺少像果酒那樣濃郁的香氣，故馬鈴薯蒸餾酒正朝低度、營養(yǎng)的方向轉(zhuǎn)變。目前，馬鈴薯發(fā)酵酒在國外已較為成熟[62]。然而我國的馬鈴薯發(fā)酵酒卻在初步階段，在王世寬等[63]的桑葉/馬鈴薯發(fā)酵飲料的研制、代淑梅等[64]的馬鈴薯發(fā)酵產(chǎn)乙醇的工藝條件研究、張博[65]的青薯9號馬鈴薯發(fā)酵飲品工藝技術(shù)研究與產(chǎn)品開發(fā)、陳培康[66]的開菲爾馬鈴薯發(fā)酵乳酒工藝研究中可知，目前我國還在研發(fā)馬鈴薯發(fā)酵酒的試驗(yàn)階段，還需進(jìn)一步的進(jìn)行推廣和發(fā)展。

4 結(jié)語

酒是糧食的釀造精華，可以補(bǔ)益腸胃、疏通經(jīng)脈、行氣和血、溫陽祛寒、怡情暢意。馬鈴薯可以彌補(bǔ)谷物中賴氨酸的缺失及其他營養(yǎng)成分含量上的不足。運(yùn)用馬鈴薯為原料，經(jīng)過液化、糖化、復(fù)合酒曲發(fā)酵而成的馬鈴薯低度酒，會(huì)改進(jìn)單一酒曲口味單調(diào)的特點(diǎn)，使馬鈴薯發(fā)酵酒口感醇和，營養(yǎng)豐富，以期對馬鈴薯產(chǎn)業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。