李河，張宿義*，楊平，敖宗華，黃文，毛洪川，楊艷，李德林，羅杰

（1.四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院，四川自貢643000；2.瀘州老窖股份有限公司，四川瀘州646003；3.國(guó)家固態(tài)釀造工程技術(shù)研究中心，四川瀘州646003；4.天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院，天津300457；5.西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川綿陽621000；6.瀘州保諾生物科技有限公司，四川瀘州646006）

一種濃香型白酒丟糟的洗糟方法研究

李河1，張宿義2,3*，楊平2,3，敖宗華2,3，黃文4，毛洪川5，楊艷6，李德林6，羅杰6

（1.四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院，四川自貢643000；2.瀘州老窖股份有限公司，四川瀘州646003；3.國(guó)家固態(tài)釀造工程技術(shù)研究中心，四川瀘州646003；4.天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院，天津300457；5.西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川綿陽621000；6.瀘州保諾生物科技有限公司，四川瀘州646006）

利用釀酒蒸餾冷卻水對(duì)濃香型白酒丟糟進(jìn)行洗糟處理，通過單因素及正交試驗(yàn)研究丟糟:冷卻水、冷卻水溫度、洗糟時(shí)間對(duì)洗糟效果的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，影響丟糟洗糟效果的因素依次為洗糟時(shí)間＞丟糟:冷卻水＞冷卻水溫度，洗糟最佳條件為丟糟∶冷卻水1∶2（g∶g）、冷卻水溫度70℃、洗糟時(shí)間40 min，在此條件下，得到的洗糟水微量成分豐富，包括酯類9種、酸類6種、醇類4種和醛類3種，其中，總酸達(dá)到75.3 mg/100 mL、總酯達(dá)到19.6 mg/100 mL。

濃香型白酒；丟糟；洗糟；正交試驗(yàn)；冷卻水

白酒丟糟是以高粱、小麥、玉米等谷物為原料經(jīng)過固態(tài)發(fā)酵、蒸餾取酒后的不再用于發(fā)酵的酒糟。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)白酒釀造行業(yè)每年產(chǎn)生約2 500萬t的丟糟[1]。隨著白酒產(chǎn)量的增長(zhǎng)，丟糟量也在不斷的增加，丟糟含水量大、酸度高，堆積儲(chǔ)放時(shí)極易霉變腐爛，若隨意丟棄或焚燒，會(huì)造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染[2]。

目前的蒸餾方式，糟醅固態(tài)發(fā)酵過程中產(chǎn)生的呈香物質(zhì)難以完全提取出來，導(dǎo)致丟糟中仍含有大量的有機(jī)酸、酯類、醇類、羥基化合物、酚類化合物、含氮化合物、雜環(huán)類化合物等呈香呈味物質(zhì)[3]。如果能夠?qū)⑦@些成分提取出來，并進(jìn)一步利用，得到更多的呈香物質(zhì)，將會(huì)為丟糟的綜合利用拓寬道路，提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但現(xiàn)在酒廠大都沒有對(duì)丟糟香味物質(zhì)進(jìn)行有效利用，這樣既沒有經(jīng)濟(jì)效益，又帶來環(huán)境污染，嚴(yán)重制約了白酒行業(yè)可持續(xù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)，丟糟的綜合利用成為行業(yè)共性技術(shù)難點(diǎn)。有部分酒廠重視其利用價(jià)值的開發(fā)：如利用其開發(fā)成為酯化液、串蒸液、回窖發(fā)酵液等[4-5]。同時(shí)，濃香型白酒蒸餾冷卻熱水產(chǎn)生量大[6]，溫度可達(dá)80℃以上，除了打量水和少部分清洗使用到這部分資源，酒廠對(duì)蒸餾冷卻水的利用并不大，造成了水資源和熱能的巨大浪費(fèi)。本試驗(yàn)利用冷卻水對(duì)濃香型白酒丟糟進(jìn)行洗糟處理，通過單因素和正交試驗(yàn)[7-11]確定丟糟洗糟的最佳條件，為進(jìn)一步充分利用丟糟中的有用成分奠定了基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

鮮丟糟、冷卻水：取自某公司釀酒車間；氫氧化鈉、濃硫酸（均為分析純），己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸、乙酸、丁酸、乙醛、乙縮醛、甲醇、叔戊醇、乙酸正戊酯、2-乙基丁酸（均為色譜純）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2儀器與設(shè)備

Agilent7890A氣相色譜儀：安捷倫科技（中國(guó)）有限公司。

1.3方法

1.3.1工藝流程及操作要點(diǎn)

鮮丟糟：濃香型白酒質(zhì)量糟經(jīng)蒸餾取酒后，不再用于釀酒發(fā)酵的糟醅，要求放置時(shí)間不超過12 h，無霉變；

冷卻水：蒸餾取酒時(shí)所用冷卻水，溫度80℃左右；

攪拌：使用玻璃棒每隔10 min充分?jǐn)嚢枰淮危?/p>

過濾：采用脫脂棉過濾；

冷卻靜置：在常溫條件下靜置冷卻1h，洗糟水變得澄清。

1.3.2單因素試驗(yàn)

影響丟糟洗糟效果的因素主要有鮮丟糟：冷卻水、冷卻水溫度、洗糟時(shí)間，根據(jù)丟糟洗糟處理技術(shù)路線進(jìn)行單因素試驗(yàn)，以洗糟水中總酸含量為指標(biāo)，分別研究不同鮮丟糟∶冷卻水（1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6（g∶g））、不同冷卻水溫度（30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃）、不同洗糟時(shí)間（10 min、20 min、30 min、40 min、50 min、60 min）對(duì)丟糟洗糟效果的影響，所有試驗(yàn)均重復(fù)3次，以確定正交試驗(yàn)因素的水平。

1.3.3正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行L9（33）正交試驗(yàn)，以洗糟水中總酸含量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定丟糟洗糟的最佳工藝條件，正交試驗(yàn)因素與水平見表1。

表1　洗糟工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 1　Factors and levels of orthogonal test for optimization of grains washing technology

1.3.4測(cè)定方法

總酸、總酯、微量成分測(cè)定：按GB/T 10345—2007《白酒》中的分析方法[12]。

2　結(jié)果與分析

2.1不同丟糟與冷卻水比例對(duì)丟糟洗糟效果的影響

稱取100 g鮮丟糟，分別按丟糟∶冷卻水為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6（g∶g）加入冷卻水，冷卻水溫度為70℃，洗糟30 min，每隔10 min充分?jǐn)嚢枰淮?，按照工藝流程得到洗糟水，測(cè)定其總酸含量，考察不同丟糟冷卻水比例對(duì)洗糟效果的影響，結(jié)果見圖1。

圖1　不同丟糟與冷卻水比例對(duì)洗糟效果的影響Fig.1　Effect of distiller’s grains-cooling water ratio on grains washing

由圖1可知，洗糟水中總酸絕對(duì)含量（總酸含量×稀釋倍數(shù)）隨著冷卻水用量的增大呈現(xiàn)先上升后平穩(wěn)的趨勢(shì)，當(dāng)丟糟∶冷卻水達(dá)到1∶2（g∶g）之后，總酸絕對(duì)含量變化不大，能夠把丟糟中的酸類物質(zhì)幾乎全部提取出來，因此選擇丟糟∶冷卻水比例1∶2（g∶g）作為正交試驗(yàn)的中間水平。

2.2不同冷卻水溫度對(duì)丟糟洗糟效果的影響

稱取100 g鮮丟糟，按丟糟∶冷卻水1∶2加入冷卻水，冷卻水溫度分別控制為30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃，洗糟30 min，每隔10 min充分?jǐn)嚢枰淮危凑展に嚵鞒痰玫较丛闼?，測(cè)定其總酸含量，考察不同冷卻水溫度對(duì)洗糟效果的影響，結(jié)果見圖2。

圖2　不同冷卻水溫度對(duì)洗糟效果的影響Fig.2　Effect of cooling water temperature on grains washing

由圖2可知，洗糟水中總酸含量隨著冷卻水溫度增加而呈現(xiàn)先上升后稍有下降的趨勢(shì)，說明冷卻水溫度越高越有利于丟糟總酸的洗出。冷卻水溫度為70℃和80℃時(shí)總酸含量變化不大，可能是丟糟中的酸類物質(zhì)已完全洗出。因此選擇冷卻水溫度70℃作為正交試驗(yàn)的中間水平。

2.3不同洗糟時(shí)間對(duì)丟糟洗糟效果的影響

稱取100 g鮮丟糟，按丟糟∶冷卻水1∶2（g∶g）加入冷卻水，冷卻水溫度為70℃，洗糟時(shí)間分別控制為10 min、20 min、30 min、40 min、50 min、60 min，每隔10 min充分?jǐn)嚢枰淮危凑展に嚵鞒痰玫较丛闼?，測(cè)定其總酸含量，考察不同洗糟時(shí)間對(duì)洗糟效果的影響，結(jié)果見圖3。

圖3　不同洗糟時(shí)間對(duì)洗糟效果的影響Fig.3　Effect of washing time on grains washing

由圖3可知，洗糟水中總酸含量隨著洗糟時(shí)間增加而呈現(xiàn)先上升后平穩(wěn)的趨勢(shì)，洗糟時(shí)間增多更有利于丟糟微量成分的提取。但達(dá)到30 min后，總酸含量增長(zhǎng)不明顯，說明洗糟時(shí)間在30 min時(shí)即能較好的洗出丟糟中的酸類物質(zhì)。因此選取洗糟時(shí)間為30 min作為正交試驗(yàn)的中間水平。

2.4正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取丟糟∶冷卻水（A），冷卻水溫度（B），洗糟時(shí)間（C）L9（33）正交試驗(yàn)，以總酸為考察指標(biāo)，結(jié)果見表2，方差分析結(jié)果見表3。

表2　丟糟洗糟工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 2　Results and anlaysis of orthogonal tests for optimization of grains washing technology

表3　正交試驗(yàn)方差分析結(jié)果Table 3　Variance analysis of orthogonal test results

由表2可知，影響丟糟洗糟效果的主次關(guān)系為C＞A＞B，即洗糟時(shí)間＞丟糟∶冷卻水＞冷卻水溫度，由極值R可知，丟糟洗糟最優(yōu)的組合為A2B2C3，即丟糟∶冷卻水為1∶2、冷卻水溫度為70℃、洗糟時(shí)間為40 min，在該條件下洗糟水中總酸含量為75.3 mg/100 mL。由表3可知，丟糟∶冷卻水和洗糟時(shí)間對(duì)洗糟效果的影響都達(dá)到了顯著水平（P＜0.05）。

2.5最優(yōu)條件下洗糟水中微量成分情況

表4　洗糟水微量成分測(cè)定結(jié)果Table 4　Determination results of trace elements in grains washing water

從表4可以看出，洗糟水蒸餾液的香味物質(zhì)成分種類豐富，總共有22種，包括酯類9種、酸類6種、醇類4種和醛類3種?？偹岷窟_(dá)到75.3 mg/100 mL，總酯含量達(dá)到19.6 mg/100 mL。說明利用冷卻水對(duì)丟糟進(jìn)行洗糟，提取丟糟里面的有用成分是切實(shí)可行的。

3　結(jié)論

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過正交試驗(yàn)優(yōu)化了丟糟洗糟處理技術(shù)的工藝條件，影響洗糟效果因素的主次關(guān)系為：洗糟時(shí)間＞丟糟：冷卻水＞冷卻水溫度，得到洗糟處理技術(shù)的最優(yōu)條件：丟糟∶冷卻水為1∶2（g∶g）、冷卻水溫度70℃、洗糟時(shí)間40 min，在此條件下，得到的洗糟水微量成分種類豐富且含量較高，總共有22種，包括酯類9種、酸類6種、醇類4種和醛類3種。總酸含量達(dá)到75.3 mg/100 mL，總酯含量達(dá)到19.6 mg/100 mL。本試驗(yàn)合理利用酒廠的資源，創(chuàng)造性的提出利用冷卻水對(duì)丟糟有用成分的提取，效果較好。后續(xù)工作可以進(jìn)一步研究對(duì)洗糟水的利用，如利用洗糟水生產(chǎn)酯化液[13-19]等，用于提高濃香型白酒的優(yōu)質(zhì)酒率，增大企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益，使丟糟的有用成分得到充分合量的利用。

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Grains washing method of Luzhou-flavor distiller's grains

LI He1,ZHANG Suyi2,3*,YANG Ping2,3,AO Zonghua2,3,HUANG Wen4,MAO Hongchuan5,YANG Yan6,LI Delin6,LUO Jie6
(1.College of Bioengineering,Sichuan University of Science&Engineering,Zigong 643000,China; 2.Luzhoulaojiao Co.,Ltd.,Luzhou 646003,China;3.National Engineering Research Center of Solid-State Brewing,Luzhou 646000,China; 4.College of Biotechnology,Tianjin University of Science and Technology,Tianjin 300457,China; 5.School of Life Science and Engineering,Southwest University of Science and Technology,Mianyang 621000,China; 6.Luzhou Baonuo Biotechnology Co.,Ltd.,Luzhou 646000,China)

The distiller's grains from Luzhou-flavorBaijiu(liquor)production were washed by cooling water from the liquor distillation.The effects of distiller's grains-cooling water ratio,cooling water temperature and washing grains time on the grains washing were studied through single factor and orthogonal tests.The results showed that the factors affecting grains washing in order was as follows:washing time,distiller's grains-cooling water ratio,cooling water temperature,and the optimal conditions for grains washing were distiller's grains-cooling water ratio 1∶2(g∶g),cooling water temperature 70℃,washing grains time 40 min.Under these conditions,the trace elements in grains washing water had abundant varieties,including nine kinds of ester,six kinds of acid,four kinds of alcohol and three kinds of aldehyde,in which the content of total acid was 75.3 mg/100 ml and total ester was 19.6 mg/100 ml.

Luzhou-flavorBaijiu;distiller's grains;grains washing;orthogonal test;cooling water

TS261.9

0254-5071（2016）10-0084-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.10.018

2016-08-04

瀘州市科技計(jì)劃項(xiàng)目（2015CDLZ-S06）

李河（1991-），男，碩士研究生，研究方向?yàn)獒劸粕锛夹g(shù)及應(yīng)用。

張宿義（1971-），男，教授級(jí)高級(jí)工程師，博士，研究方向?yàn)獒劸粕锛夹g(shù)及應(yīng)用。