米粉液化法发酵黄酒的研究

米粉液化法发酵黄酒的研究

本文主要研究了淀粉酶的增加、淀粉酶的作用时间和发酵技术对黄酒品质的影响。1材料和方法1.1实验材料1.2实验方法1.2.1实验室饮用水处理、8080530151.2.1.1液化法酒酒流程2.1最佳酶解条件的确定淀粉质原料只有在糊化后才能被淀粉酶作用,大米的糊化温度为59℃～63℃,但只有在较高的温度才能破坏晶体,达到完全糊化,但在较高温度下中温淀粉酶易失活,在Ca2+的保护下,其液化温度可达到90℃以上,表1为以温度,加酶量,钙离子浓度为因素设计的三因素三水平的正交实验。如按L9(34)安排实验,实验结果如表2:从表2中可看出对酶解影响程度大小的因素依次为:温度(A)>加酶量(B)>Ca2+浓度,温度较高对反应速度有利,在一定范围内随着温度的升高反应速度加快,但太高,酶的失活速度也加快,反应速度反而降低,因此在90℃的条件下,由于酶活降低很快,其反应速度反而不及在80℃时的反应速度;加酶量也是影响酶解速度的一个重要因素,在一定范围内加酶量与反应速度成正比关系,但当加酶量增加到一定程度后反应速度便不再变化;钙离子对淀粉酶酶活有一定的保护作用,但浓度太大反而抑制反应的进行。由表2的结果可得到最佳酶解条件为A2B2C2,即温度为80℃,加酶量为0.2%,Ca2+浓度为0.005mol/L。由淀粉酶对米粉的作用情况可知80℃对酶活的影响并不大,从表3可看出虽然加钙与不加钙完全液化时间相差20min,但Ca2+浓度是黄酒中需要控制的指标之一,Ca2+对黄酒的质量及口味有一定的影响,Ca2+量过多是造成黄酒苦涩味的原因之一,并且还会影响黄酒的稳定性,再考虑到成本问题,所以在米粉的液化中选择不加钙,即其作用条件为温度为80℃,加酶量为0.2%,液化时间选择为80min。2.2加曲发酵所酿酒过程中酒精度的变化米粉的液化温度80℃已经超过了米中淀粉的糊化温度,只要米粉糊化完全,其淀粉也可以被麦曲中的淀粉酶作用而达到淀粉分解的目的。表4为分别液化60、70、80、90min后加曲发酵所酿酒的比较。由表4可看出液化时间不同,所发酵的酒的酒精度也有所不同,液化时间从60min上升到70min,酒精度增加较大,增加了0.7°,而70℃、80℃、90℃之间酒精度的增幅只有0.2°,这说明液化70min后米粉中的淀粉已大部分被淀粉酶作用,随着时间的延长,只是将一些大分子糊精分解为更易被糖化酶作用的小分子糊精,但这对酒精的影响并不是很大。我们还可看出液化时间的不同对酒中其它成分的影响并不大,但与挥发酯的产生有一定的联系,液化时间越短挥发酯的量越大。2.3成品酒对样品中氨基态氮的影响为了研究发酵过程中氨基态氮的变化情况,采用以下流程对氨基态氮进行分析,1为主酵后对发酵醪进行过滤再进入后酵,2为主酵后直接进入后酵,主酵时间为5d,后酵时间为15d。表5为分别在主酵前、主酵后和成品酒对样品中的氨基态氮含量。1中氨态氮在后酵过程中氨基态氮的变化量为0.278g/L,2在后酵氨基态氮的变化为0.38g/L,这说明在15d的后酵时间内,氨基态氮的变化是由基质的分解和酵母自溶共同产生的,由于在后酵期蛋白酶活力降低,基质分解产生的氨基态氮较少,由于主酵结束后发酵醪中的营养物质缺乏,酵母逐渐衰老和死亡,溶菌酶被激活,酵母自溶产生氨基酸,因此酵母自溶产生了较多的氨基酸。而在主酵期,氨基态氮的变化为0.124g/L和0.11g/L,较后酵所产生的氨基态氮少,这是由于在主酵期,酶解反应和酵母代谢产生的氨基态一部分要用于酵母的生长繁殖。2.4与传统方法的生产黄酒的比较2.4.1两种发酵方法在主酵期二氧化碳失重量的对比100g米分别蒸饭和粉碎,总加水量都为180mL,加曲量为15%,在同样的发酵条件下米饭发酵与米粉液化发酵,其发酵速度、酒成分都有所不同,图1为两种发酵方法在主酵期二氧化碳失重量的比较。由图1可看出米粉液化发酵的发酵速度比传统发酵的发酵速度快,其第5d的二氧化碳失重为0.7g,在第4d其主酵期就已经可以结束,也就是说米粉的液化发酵可以缩短发酵时间。并且为米粉液化发酵前4d的二氧化碳总失重为39.1g而传统发酵5d的二氧化碳失重为37g,这说明米粉经液化后再加曲接种发酵原料的利用率提高了。2.4.2液化法和清酒法工艺的比较发酵方法和发酵条件不同所发酵出的酒的成分与口味也不同。表6为液化法发酵与传统发酵法酒成分的比较从表6中可看出液化法所酿的酒酒精度较高,糖度较低,这说明液化法生产酒,淀粉的利用率较高,而且液化法所酿酒的氨基态氮也较高,但其挥发酸和杂醇油也较高,而总酯却较低。米粉经液化后,淀粉被分解,蛋白质颗粒分散在发酵醪中,易被蛋白酶作用,因此其氨基态氮水平较高,而酒液中杂醇油水平是与氨基态氮是有一定关系的,尤其在主酵时期,氨基酸的含量是合成高级醇的首要因素,当发酵醪中氨基态氮水平很低时,酵母营养欠缺,致使酵母活性衰退,对α-酮酸的反馈抑制建立不起来,产生多量的酮酸,且无法转变为氨基酸,从而转化为高级醇,当发酵醪中氨基酸过多时,酵母将多数的氨基酸转变为酮酸,再转变为高级醇。适量的高级醇对酒的品质和风味有一定的促进作用,过多就影响酒质和对人体产生危害,通过液化法发酵的黄酒中高级醇含量为0.212g/L,这比日本清酒杂醇油的平均含量0.5g/L要低,所以液化法生产的黄酒虽然其高级醇含量较高,但却不是过高。通过口味品评,两种总体上相差不大,传统法所酿的酒麦曲味重,苦涩味较大,酒味较少,而液化法所酿的酒苦味和曲味都较少,但酒味较浓,有点偏向于清淡型黄酒。2.4.3液化法与传统法所发酵的氨基酸的对比黄酒以氨基酸丰富著称,它是黄酒中的营养物质,同时也是黄酒中的重要风味物质,表7所示的是液化法与传统法所发酵的酒的氨基酸的不同。从表7中可看出两种方法所酿的酒的氨基酸差别不大,液化法在总量上稍高于传统法,氨基酸的产生与原料和微生物有关,而我们只是改变了部分工艺,所用的原料和酵母都相同,因此其最终所产生的氨基酸差别也不大。3后酵时间和液化时间3.1我们可以通过无蒸煮工艺,将米粉碎、加淀粉酶液化后进行发酵酿出黄酒,米粉完全液化的最适条件为:加酶量0.15%,液化温度80℃,液化时间为80min。3.2发酵过程中酒中的氨基酸主要是原料中的蛋白质分解产生的,如果后酵时间不长,酵母自溶产生的氨基酸并不多。3.3液化时间不同所得到的酒的品质也不同,液化时间太短淀粉利用率不高,并且酒味太淡,液化时间过长,酒的苦涩味太重,最适的液化时间为80min。3.4与传统的发酵方法相比,