馬茹菲，馬玉帛，佟世生，劉 萍

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京100083； 2.東北師范大學(xué)附屬中學(xué)國際部，吉林長(zhǎng)春130377；3.北京城市學(xué)院生物醫(yī)藥學(xué)部，北京100094）

白酒是我國傳統(tǒng)的蒸餾酒，在中國文化和人們的日常生活中都扮演著重要的角色。白酒盛行原因之一是由于口味的多樣性，根據(jù)香型可以將其分為濃香型、清香型和醬香型等[1]。清香型白酒是我國最古老的酒種之一，具有清香純正、醇甜柔和、自然協(xié)調(diào)、余味爽凈的特點(diǎn)[2]。清香純正即主體香乙酸乙酯與乳酸乙酯搭配協(xié)調(diào)，琥珀酸的含量也很高，無雜味，亦可稱酯香勻稱，干凈利落[3]。白酒按生產(chǎn)工藝可分為固態(tài)法白酒、半固態(tài)法白酒和液態(tài)法白酒。固態(tài)釀造白酒指采用谷物（主要是高粱）為原料，用曲（大曲、小曲或麩曲）做發(fā)酵劑，經(jīng)固態(tài)糖化、固態(tài)發(fā)酵、固態(tài)蒸餾后貯存而生產(chǎn)出的優(yōu)質(zhì)白酒。液態(tài)法釀造相對(duì)于固態(tài)法更高效節(jié)能，而且出酒率高。其釀造工藝主要是以液態(tài)釀造方式為主，原料需經(jīng)過浸泡、蒸煮等工序的預(yù)處理之后，再與曲、水混合投料入罐，采用邊糖化邊發(fā)酵的方式進(jìn)行釀造[4]。當(dāng)前液態(tài)發(fā)酵白酒存在的問題主要是聞香不足，口味平淡，有異雜味。

我國常用的釀造白酒原料有高粱、玉米、薯干、大米、小麥、糖蜜和高粱糠等，其中以高粱為主要原料。白酒界有“高粱香、玉米甜、大麥沖、大米凈”的說法，簡(jiǎn)單概括了各種原料與白酒風(fēng)味之間的關(guān)系。我國利用高粱釀酒已有悠久的歷史，我國消費(fèi)者也已習(xí)慣飲用高粱酒，這是通過生產(chǎn)實(shí)踐取得的一種認(rèn)識(shí)。高粱作原料確具有許多適宜于釀酒的優(yōu)勢(shì)，例如淀粉含量高，蛋白質(zhì)含量適宜，脂肪含量較低，并含少量單寧，本身又帶有一定量的皮殼，經(jīng)過蒸煮處理后較為疏松，熟而不黏，內(nèi)無生心，有利于曲霉菌的糖化，對(duì)于傳統(tǒng)方法釀制白酒時(shí)，是一種較為理想的釀酒原料；然而高粱的單產(chǎn)較低，且當(dāng)皮殼中單寧含量較高時(shí)，不但會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)凝固從而影響發(fā)酵，還會(huì)將苦澀味帶入酒中[5]。玉米也是釀酒的優(yōu)良原料之一，不僅單產(chǎn)較高，而且本身所含的各種成分較適中，蒸煮后較為疏松，不黏糊，利于發(fā)酵，又富含植酸，利于生甜。

本研究以玉米為主要原料，用清香型大曲和增香曲為糖化發(fā)酵劑，液態(tài)釀造清香型白酒，對(duì)影響其釀造效果的工藝進(jìn)行優(yōu)化，獲得最佳工藝參數(shù)，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有一定的理論指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

原料及樣品：脫胚玉米面（佳興牌粗面）、糯高粱，北京市售；清香型紅心大曲，山西太原清徐縣玉米根曲業(yè)有限公司；增香型白酒曲，夏商周貿(mào)易有限公司。

白酒色譜成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（內(nèi)標(biāo)/混標(biāo)）：貴州計(jì)量研究院提供。

儀器設(shè)備：BS200S電子天平，德國Sartorius公司；DHP-9052電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；HPS-250生化培養(yǎng)箱，哈爾濱市東明醫(yī)療器械廠；TGC-16C臺(tái)式離心機(jī)，上海精密科學(xué)儀器有限公司；GC2000氣相色譜儀，日本島津公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 原料處理

將高粱粒粉碎至與玉米粉相近粒度，按總原料重量稱取80%的玉米面和20%的高粱面，加入60%的水?dāng)嚢杈鶆颍谑覝貪?rùn)料0.5～3 h；潤(rùn)料后，裝入蒸鍋進(jìn)行蒸料，熟料冷卻至室溫。

1.2.2 工藝流程

試驗(yàn)采用邊糖化邊發(fā)酵的方式，工藝流程為原料處理、潤(rùn)糧、蒸煮、揚(yáng)晾、接曲、發(fā)酵和蒸餾。

1.2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用單因素試驗(yàn)，以蒸餾液中乙酸乙酯的含量為主要指標(biāo)，考察以玉米為主要原料液態(tài)釀造清香型白酒的主要工藝，發(fā)酵劑添加量（大曲和增香曲）、料水比、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時(shí)間各單因素對(duì)酒樣中乙酸乙酯含量的影響。

以單因素分析結(jié)果為依據(jù)，選取影響乙酸乙酯含量的4個(gè)主要因素（大曲添加量、增香曲添加量、料水比和發(fā)酵溫度），每個(gè)因素3個(gè)水平，采用L9(34)進(jìn)行正交設(shè)計(jì)。以乙酸乙酯含量為指標(biāo)，得到最佳的工藝參數(shù)。

1.2.4 感官評(píng)定

利用通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)獲得的最佳工藝優(yōu)化條件進(jìn)行發(fā)酵試驗(yàn)，發(fā)酵20 d后，對(duì)蒸餾液進(jìn)行感官品評(píng)。

1.2.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)均設(shè)3個(gè)重復(fù)，試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)Excel 2013軟件簡(jiǎn)單處理后，采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行正交試驗(yàn)優(yōu)化分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵溫度對(duì)乙酸乙酯含量的影響

稱取200 g熟料（玉米面80%，高粱面20%）于藍(lán)蓋瓶中，加入20%的大曲和3%的增香曲（以干料125 g計(jì)，下同）。按總料水比為3∶1添加水，攪拌均勻放入恒溫培養(yǎng)箱，溫度設(shè)定見表1。將發(fā)酵20 d后的發(fā)酵液進(jìn)行蒸餾，收集50 mL蒸餾液測(cè)定乙酸乙酯的含量，結(jié)果見表2和圖1。

傳統(tǒng)清香型白酒的發(fā)酵溫度應(yīng)掌握“前緩升、中挺、后緩落”的原則，即自進(jìn)入發(fā)酵缸后，發(fā)酵升溫應(yīng)該逐步上升；直至主發(fā)酵后期，溫度應(yīng)穩(wěn)定一個(gè)時(shí)期；然后進(jìn)入后酵期，發(fā)酵溫度應(yīng)該緩慢下降，直至出缸蒸餾。傳統(tǒng)白酒發(fā)酵特征之一為固態(tài)發(fā)酵工藝和埋地發(fā)酵系統(tǒng)，發(fā)酵過程中酒醅的溫度主要由入窖時(shí)酒醅的初始溫度和發(fā)酵時(shí)微生物代謝產(chǎn)熱以及周圍環(huán)境溫度決定，因此，白酒發(fā)酵過程中酒醅溫度會(huì)在一定的范圍內(nèi)波動(dòng)，無法實(shí)現(xiàn)有效的人為控制。羅冰[6]通過6組U型換熱管調(diào)節(jié)了發(fā)酵過程窖池的溫度變化過程，結(jié)果白酒質(zhì)量發(fā)生變化。張?chǎng)蝃7]采用地上不銹鋼槽控制環(huán)境溫度的方式嘗試進(jìn)行清香型白酒的發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)溫度變化與傳統(tǒng)發(fā)酵過程不同，出酒率和酒質(zhì)也略不同，酸度略高。可見溫度對(duì)發(fā)酵過程產(chǎn)生重要影響。本實(shí)驗(yàn)通過控制溫度條件，分別按照5種溫度設(shè)定程序進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵后的白酒感官品評(píng)結(jié)果見表2。由表2可知，在不同溫度條件下發(fā)酵得到的大曲酒色澤方面均澄清透明；香氣方面，溫度Ⅳ條件下發(fā)酵得到的白酒香氣不足，溫度Ⅴ發(fā)酵條件下的大曲酒存在異香，溫度Ⅰ、溫度Ⅱ、溫度Ⅲ條件下的大曲酒香氣濃郁純正；口味及風(fēng)格方面，溫度Ⅳ條件下得到的白酒欠綿軟，且清香型風(fēng)格不突出，溫度Ⅴ發(fā)酵條件下得到的白酒存在偏格的問題。對(duì)Ⅰ溫度、Ⅱ溫度、Ⅲ 溫度條件下蒸餾酒的乙酸乙酯含量進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見圖1，檢測(cè)結(jié)果顯示，在溫度Ⅲ設(shè)定條件下乙酸乙酯含量相對(duì)較高。

表1 發(fā)酵過程溫度設(shè)定

表2 不同溫度條件下酒樣感官品評(píng)結(jié)果

圖1 發(fā)酵溫度設(shè)定對(duì)樣品酒中乙酸乙酯濃度的影響

2.2 發(fā)酵劑添加量對(duì)乙酸乙酯含量的影響

2.2.1 大曲添加量對(duì)乙酸乙酯含量的影響

稱取200 g熟料（玉米面80%，高粱面20%）于藍(lán)蓋瓶中，分別按照5%、10%、15%、20%、25%、30%的比例加入大曲和3%的增香曲。按總料水比為3∶1添加水，攪拌均勻放入恒溫培養(yǎng)箱，在溫度設(shè)定Ⅲ條件下進(jìn)行發(fā)酵。將發(fā)酵20 d時(shí)的發(fā)酵液進(jìn)行蒸餾，收集50 mL蒸餾液，測(cè)定乙酸乙酯的含量。結(jié)果見圖2。

圖2 大曲接種量對(duì)酒樣中乙酸乙酯濃度的影響

由圖2可知，隨著大曲添加量的增加，酒樣中乙酸乙酯含量從0.35 g/L升高到0.42 g/L，隨后趨于平緩。

2.2.2 增香菌添加量對(duì)乙酸乙酯含量的影響

稱取200 g熟料（玉米面80%，高粱面20%）于藍(lán)蓋瓶中，分別按照0%、1%、2%、3%、4%、5%的比例加入增香曲和20%的大曲。按總料水比為3∶1添加水，攪拌均勻放入恒溫培養(yǎng)箱，在溫度設(shè)定Ⅲ條件下進(jìn)行發(fā)酵。將發(fā)酵20 d時(shí)的發(fā)酵液進(jìn)行蒸餾，收集50 mL蒸餾液，測(cè)定乙酸乙酯的含量，結(jié)果見圖3。

圖3 增香菌種接種量對(duì)酒樣中乙酸乙酯濃度的影響

由圖3可知，以不添加增香曲為對(duì)照，添加增香菌后蒸餾酒中的乙酸乙酯濃度明顯提高，并且隨著添加量的增加，乙酸乙酯含量呈先增加后下降的趨勢(shì)。當(dāng)添加量為3%時(shí)，乙酸乙酯濃度最高。

2.3 料水比對(duì)乙酸乙酯含量的影響

稱取200 g熟料（玉米面80%，高粱面20%）于藍(lán)蓋瓶中，加入20%的大曲和3%的增香曲。分別按總料水比為 1∶2.6、1∶2.8、1∶3.0、1∶3.2、1∶3.4（以干料計(jì)）添加水，攪拌均勻放入恒溫培養(yǎng)箱，在溫度設(shè)定Ⅲ 條件下進(jìn)行發(fā)酵。將發(fā)酵20 d時(shí)的發(fā)酵液進(jìn)行蒸餾，收集50 mL蒸餾液，測(cè)定乙酸乙酯的含量。結(jié)果見圖4。

圖4 發(fā)酵酒中乙酸乙酯含量隨加水量變化情況

如圖4所示，隨加水量的增大，酒樣中乙酸乙酯含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)料水比為1∶3時(shí)，乙酸乙酯含量較高。

2.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)乙酸乙酯含量的影響

稱取200 g熟料（玉米面80%，高粱面20%）于藍(lán)蓋瓶中，加入20%的大曲和3%的增香曲（以干料125 g計(jì)，下同）。按總料水比為3∶1添加水，攪拌均勻放入恒溫培養(yǎng)箱，在溫度設(shè)定Ⅲ條件下進(jìn)行發(fā)酵。分別將發(fā)酵15 d、16 d、17 d、18 d、19 d、20 d、21 d、22 d、23 d、24 d時(shí)的發(fā)酵液進(jìn)行蒸餾，收集50 mL蒸餾液，測(cè)定乙酸乙酯的含量。結(jié)果見圖5。

圖5 發(fā)酵酒中乙酸乙酯含量隨時(shí)間變化情況

如圖5所示，隨著發(fā)酵期的延長(zhǎng)，糟醅中的香味成分基本上呈逐漸增加的趨勢(shì)。發(fā)酵后期，隨著發(fā)酵營養(yǎng)物質(zhì)的減少，發(fā)酵條件的變化，也會(huì)造成系統(tǒng)中乙酸乙酯等香味物質(zhì)的消耗和氧化。由圖5可見，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，乙酸乙酯含量逐漸增加，當(dāng)發(fā)酵20 d時(shí)達(dá)到峰值，20 d后隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，乙酸乙酯含量呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。

表3 正交試驗(yàn)因素水平

2.5 工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)及結(jié)果

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，以乙酸乙酯含量為指標(biāo)，選取4因素3水平進(jìn)行正交試驗(yàn)，因素水平見表3，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析

由表4可知，各因素對(duì)乙酸乙酯含量影響主次順序?yàn)镈＞C＞A＞B，即發(fā)酵溫度＞料水比＞大曲添加量＞增香曲添加量。最佳工藝參數(shù)為A1B2C2D3，即大曲添加量20%、增香曲添加量3%、料水比1∶3、發(fā)酵溫度為Ⅲ 。

2.6 感官評(píng)價(jià)結(jié)果

以正交試驗(yàn)確定的最佳參數(shù)（大曲添加量、增香曲添加量、料水比和發(fā)酵溫度）進(jìn)行發(fā)酵試驗(yàn)，對(duì)蒸餾液的感官評(píng)價(jià)結(jié)果見表5。結(jié)果顯示，酒樣清亮透明，香氣較為純正，口味綿軟回甜，并且具有本品明顯的風(fēng)格。

表5 感官評(píng)價(jià)結(jié)果

3 結(jié)論

本研究以玉米和高粱為釀酒原料，清香型大曲和增香曲為糖化發(fā)酵劑，進(jìn)行液態(tài)釀造清香型白酒的工藝條件優(yōu)化。單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)結(jié)果顯示，最佳的工藝參數(shù)為A1B2C2D3，即大曲添加量20%、增香曲添加量3%、料水比1∶3、發(fā)酵溫度為Ⅲ，大曲添加量、增香曲添加量、料水比和發(fā)酵溫度4種因素對(duì)蒸餾液中乙酸乙酯含量的影響主次順序?yàn)榘l(fā)酵溫度＞料水比＞大曲添加量＞增香曲添加量。在最佳工藝條件下，得到的酒樣清亮透明，香氣較為純正，口味綿軟回甜，并且具有本品明顯的風(fēng)格。本研究對(duì)于實(shí)際以玉米為主要原料液態(tài)釀造清香型白酒的生產(chǎn)具有一定的理論指導(dǎo)意義。