薏苡功能性成分分析及薏苡釀酒工藝研發(fā)

雷 裕，陸，鐘珍梅，林忠寧

（1. 福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，福建福州 350000；2. 福建省丘陵草業(yè)工程技術(shù)研究中心，福建福州 350000）

薏苡是禾本科（Gramineae） 薏苡屬（Coix L.）的一年生或者多年生植物，其為C4 植物，原產(chǎn)于東南亞的熱帶和亞熱帶地區(qū)及中國(guó)的云貴高原和廣西一帶[1]。薏苡的果實(shí)剝殼后的種仁稱為薏米或薏苡仁，含有豐富的碳水化合物、蛋白質(zhì)等，其種仁中碳水化合物以淀粉為主，含量高達(dá)65%，僅次于水稻、小麥、玉米、高粱等；而薏苡仁的蛋白質(zhì)含量高達(dá)17.6%左右，遠(yuǎn)高于水稻、小麥、玉米、高粱[2]。薏米是一種重要的食物來源，也是一種珍貴的藥材。薏米中含有大量的脂肪、微量元素和維生素及功能性活性成分如多糖、脂肪酸及其酯類化合物、酚類化合物等，還含有對(duì)細(xì)菌、酵母菌、真菌等均有抗菌作用的茚類化合物，可應(yīng)用于化妝品的神經(jīng)酰胺等活性抗癌物質(zhì)薏苡仁酯等[3]。《神農(nóng)本草經(jīng)》中將薏苡列為藥材上品，其具有健脾利濕、除痹止瀉、清熱解毒等功效，薏苡水提物中還含有中性多葡聚糖混合物及酸性多糖等抗體活性[4]，薏苡的根、莖、葉也可入藥，性微寒，味甘，主治水腫腳氣、風(fēng)濕癢痛、泄瀉、腸癰、關(guān)節(jié)炎等。因此，薏苡具有較高的推廣和利用價(jià)值。

利用糧食作物釀酒最早起源于原始社會(huì)，據(jù)考古發(fā)現(xiàn)，早在新石器時(shí)代晚期，我國(guó)遠(yuǎn)古先民就開始利用薏苡釀酒[5-7]。目前，國(guó)內(nèi)外研發(fā)人員科學(xué)開發(fā)薏苡中的活性成分，開展薏苡保健品、發(fā)酵半成品（如果汁飲品、功能酒等） 的研發(fā)工作，取得了重要進(jìn)展，研制出了薏苡低濃度黃酒、日本薏米酒、黃酒型薏米酒等[8-10]，在傳統(tǒng)釀酒的基礎(chǔ)上為開發(fā)功能性酒拓寬了思路，也為充分挖掘薏苡的藥食兩用價(jià)值提供了良好的方法。從薏苡的活性成分分析出發(fā)，探討薏苡制酒的主要影響因素，為薏苡酒的釀制提供科學(xué)依據(jù)。

1 薏苡成分分析

1.1 薏苡的主要成分

薏苡的籽粒薏米是一種禾本科谷物，碳水化合物是構(gòu)成薏米的主要物質(zhì)，其含量約占65.50%，高于小麥粉低于精白米和大麥粉等，但薏苡的淀粉晶體以A 型為主[11]，糯性強(qiáng)。薏米的蛋白質(zhì)和脂肪含量分別為17.56%和10.29%，遠(yuǎn)高于其他6 種糧食作物。纖維和灰分含量分別為1.20%和1.30%，與白米、小麥持平低于大麥。

薏米與其他常見禾本科糧食作物的主要營(yíng)養(yǎng)成分比較[12]見表1。

表1 薏米與其他常見禾本科糧食作物的主要營(yíng)養(yǎng)成分比較/ %

1.2 薏苡的功能性成分

薏米中除含有表1 中的成分外，還含有大量的維生素、薏苡仁脂、多糖和氨基酸等。

薏苡仁的主要功能性成分含量見圖1。

圖1 薏苡仁的主要功能性成分含量

薏苡中甘油三油酸酯（薏苡仁酯）、非必需氨基酸、必需氨基酸、多糖、B1、B2和維E 的含量分別為1.41%，10.72%，6.25%，21.35%，52.43%，11.44%，0.565%，但不同品種之間這些功能性成分的含量存在較大差異，因此可根據(jù)不同品種功能性成分含量開發(fā)相應(yīng)的功能性產(chǎn)品。

2 薏苡酒的釀制

2.1 薏苡酒的釀制歷史

中國(guó)釀酒的歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，李時(shí)珍的《本草綱目》 記載“酒自黃帝始”。據(jù)史學(xué)家和考古學(xué)家考證，早在原始社會(huì)酒就已經(jīng)產(chǎn)生了。最早的酒是以野果發(fā)酵產(chǎn)生，隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展和糧食生產(chǎn)的擴(kuò)大化，在果酒的基礎(chǔ)上，遠(yuǎn)古勞動(dòng)人民又開始用谷物造酒，即黍酒，也就是我們今天所說的黃酒[7]?？脊叛芯堪l(fā)現(xiàn)谷芽酒在仰韶文化人群的飲食和禮儀活動(dòng)中具有重要地位[5-6]。據(jù)仰韶文化遺址的考古發(fā)現(xiàn)，薏苡釀酒的起源也很早。考古人員分析了仰韶文化代表——藍(lán)田新街遺址和陜西高陵楊官寨遺址出土的陶器，發(fā)現(xiàn)早在新石器時(shí)代中晚期，我國(guó)黃河流域的勞動(dòng)人民就開始利用黍、薏苡、小麥族、稻米、栝樓根、芡實(shí)釀酒，其中，黍在釀制谷芽酒中居于核心地位，而薏苡作為普遍使用的釀酒原料[5-6]，這應(yīng)該是關(guān)于薏苡釀酒最早的記載了。

2.2 薏苡酒的釀制工藝及影響因素

2.2.1 原料的選擇

目前，市面上常見的糧食作物如大米、糯米、小麥、玉米和高粱等都適合釀酒，但是不同的原料因其品質(zhì)不同，出酒率和成品酒風(fēng)味也不盡相同。總的來說，適合釀酒的原料應(yīng)具備淀粉含量高、蛋白質(zhì)含量適中、脂肪含量低，并含有一定量的單寧、灰分及粗纖維等[13]。淀粉是釀酒發(fā)酵過程微生物生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)養(yǎng)基礎(chǔ)和能量來源，因此理論上說淀粉含量以高為好，其中支鏈淀粉含量越高越利于釀酒。釀酒過程微生物發(fā)酵需要合適的C/N 比，當(dāng)C/N 比合適的時(shí)候利于曲霉菌的繁殖生長(zhǎng)，因此碳水化合物和蛋白質(zhì)的含量比值在一定范圍內(nèi)更利于發(fā)酵。蛋白質(zhì)含量不宜過高，因其分解的產(chǎn)物可能產(chǎn)生多種醇、酸醋等芳香物質(zhì)，使酒酸化，口感變差。此外，脂肪和單寧含量過高對(duì)釀酒也是不適合的[13]。薏米的蛋白質(zhì)相對(duì)較高，因此釀酒宜與糯米按比例配合釀制，提高發(fā)酵率和風(fēng)味。方尚玲等人[8]釀制黃酒型薏苡酒，其中薏苡仁與糯米的比例為1.5∶8.5 最佳。

2.2.2 發(fā)酵環(huán)境因素的控制

溫度是影響薏苡酒釀制的關(guān)鍵環(huán)境因素，溫度的影響貫穿薏苡酒釀制的全過程。一般情況下釀酒的室溫宜在25～35 ℃，后發(fā)酵宜在15～20 ℃進(jìn)行。呂峰等人[10]研發(fā)了低度薏米酒釀造工藝，結(jié)果表明糖化發(fā)酵溫度31 ℃為最適宜溫度。由于不同的原料分解適合的環(huán)境條件不盡相同，因此溫度控制視條件而異。靳明元[14]用糯米和薏仁釀制甜酒，結(jié)果表明糯米薏仁甜酒最適發(fā)酵溫度為30 ℃，最適發(fā)酵時(shí)間為4 d。黃酒型薏苡酒的釀制過程中，拌料后糖化過程宜置于26～28 ℃下糖化發(fā)酵36 h，后發(fā)酵在15～20 ℃進(jìn)行2 周。

2.3 釀制工藝優(yōu)化

采用傳統(tǒng)的蒸餾法釀制薏苡酒容易造成薏苡營(yíng)養(yǎng)成分、功能性成分的流失，同時(shí)研究表明，薏苡全株中除薏苡仁外，其根、莖、葉、麩皮均含有營(yíng)養(yǎng)成分、功能性成分，通過工藝改良及原料科學(xué)配比，以薏苡全株（根、莖、葉、麩皮和薏苡仁） 為原料，通過工藝流程改良將薏苡中的功能性成分、營(yíng)養(yǎng)成分有效保留在酒中，制成富含功能性組分具有保健效果的薏苡酒，豐富了薏苡功能酒的釀造原料來源，提高薏苡的綜合利用價(jià)值。

工藝流程：原料處理→原料混合→原料蒸煮→原料冷卻→糖化→加米曲→混缸→發(fā)酵→陳釀→壓榨→過濾→殺菌（10～20 min） →裝瓶。

（1） 薏苡仁的處理。原料篩選（剔除雜質(zhì)、霉?fàn)€、破損） →水洗干凈→干燥（溫度80～120 ℃，時(shí)間60～180 min） →粉粹→過篩→加水浸泡。

（2） 薏苡麩皮的處理。原料洗凈→原料干燥→粉碎→過篩→浸泡（時(shí)間24～48 h）。

（3） 薏苡根、莖、葉處理。原料篩選→洗干凈→切段→打漿→酶解→過濾→浸提。

（4） 薏苡麩皮、薏苡仁混合處理。薏苡麩皮、薏苡仁處理后→混合→蒸煮（30～40 min） →冷卻→酶解→糖化→加曲→混合（與處理過的薏苡根、莖、葉浸提物混合） →發(fā)酵（發(fā)酵7 d） →陳釀（時(shí)間為2～5 個(gè)月） →壓榨→過濾→殺菌（10～20 min） →裝瓶。

（5） 薏苡麩皮、薏苡仁經(jīng)處理、混合、蒸煮、冷卻后，底物質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在20%，pH 值控制在3.0～5.0，酶添加量應(yīng)為漿液質(zhì)量的0.2%，溫度控制在45 ℃，酶解時(shí)間控制2 h 效果最佳。

（6） 米曲的制備。應(yīng)將薏苡原料接種釀酒酵母、產(chǎn)酯酵母、根霉，恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)5 h，溫度保持在28 ℃，烘干后的米曲含水量低于15%。

（7） 接種、發(fā)酵。米曲制備結(jié)束后應(yīng)接種和發(fā)酵，隨著加曲量增加，酒精度逐步升高，當(dāng)達(dá)到一定酒精度后逐步下降。少量加曲，會(huì)出現(xiàn)發(fā)酵不充分現(xiàn)象，加曲量增加，發(fā)酵速度逐步加快，酒精度也隨之增多，當(dāng)加曲量超過18%，酒精度含量下降，口感酸澀，綜合考慮加曲量保持18%為宜，接種后應(yīng)在恒溫26 ℃的酵液中發(fā)酵，發(fā)酵72 h 酒精度達(dá)到11%Vol，之后酒精度增加趨緩。

3 對(duì)策和建議

雖然薏苡釀酒的歷史悠久，且目前市面上也開發(fā)了不少薏苡酒產(chǎn)品，但總的來說，當(dāng)前薏苡釀酒主要還是開發(fā)薏苡的糧食作物功能，而在薏苡的活性藥用功能的釀酒開發(fā)上工藝粗放、隨機(jī)性較強(qiáng)，因此成品酒功能物質(zhì)的穩(wěn)定性仍有待加強(qiáng)。薏苡中含有較多的活性成分，且薏苡的藥用功能也在藥典上記載。薏苡中的活性成分均為通過不同的生物化學(xué)途徑合成或者分解而得，其生物合成或分解途徑受到多種因素影響，而薏苡酒的釀制過程也可能影響這些活性成分的生物化學(xué)合成過程，導(dǎo)致功能性成分的積累增加或者分解消失，因此通過工藝流程的精準(zhǔn)優(yōu)化、環(huán)境因子的標(biāo)準(zhǔn)化控制等措施，有望實(shí)現(xiàn)薏苡酒功能成分含量的提升。與主要糧食作物（如大米、高粱等作物） 相比，薏苡的種植面積及產(chǎn)量都有其局限性，因此以薏苡作為糧食作物原料釀制酒的特色不強(qiáng)，未來薏苡酒應(yīng)以功能酒的釀制及研發(fā)為方向，可在工藝改良或原料科學(xué)配比上著手，重點(diǎn)突破釀制過程中某種或多種功能性成分的提升工藝或技術(shù)瓶頸，開發(fā)具有保健功能或藥用價(jià)值的薏苡酒，如薏仁多肽酒的研發(fā)就是以生產(chǎn)功能酒為目的。當(dāng)前薏苡酒的釀制主要原料為薏苡仁，薏苡的根莖葉也含有一定的活性成分，其也可作為生料或者通過一定的工藝提取其活性成分并將其應(yīng)用于酒的釀制中，傳統(tǒng)的蒸餾法釀造薏苡酒其對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分、藥用成分破壞大，研究團(tuán)隊(duì)成功通過工藝改善、原料配比改良提取薏苡的根莖葉活性成分，釀制出具有一定功能的薏苡酒，并獲得國(guó)家發(fā)明專利的授權(quán)，很好地解決了薏苡的整體利用，必將為薏苡的進(jìn)一步開發(fā)打開全新的市場(chǎng)。