黄酒匀速溶酒装置中结晶器的研究

黄酒匀速溶酒装置中结晶器的研究

黄酒的发酵是一种开放的、多细菌的发酵。发芽的乙醇溶液中不可避免地混合了一些有害的微生物，如乳酸杆菌、乙酸菌、野生母乳菌等。当这些有害菌大量生长繁殖时,必将消耗醪液中的营养物质(主要是可发酵性糖类),代谢产生过量的挥发性或非挥发性的有机酸(主要是乳酸和醋酸),使醪液酸度加速上升。当酸度超过5.00%以上,醪液香味变坏,杂味较重,酸度超过7.00%,则无法饮用,称为酸败。这种酸败同时又抑制了酵母菌的正常酒精发酵,使醪液的酒精含量上升缓慢,甚至几乎停顿。文中就影响黄酒醪液酸败的几个主要因素(包括原料种类、大米浸渍和蒸煮、糖化曲、酒母、发酵温度和通风供氧等)进行试验研究,初步阐明其酸败机理及预防措施。1材料和方法1.1材料表面早籼米,香糯米,市售;成熟酒母,嫩酒母,纯种麦曲,自然麦曲,均为本实验室自制。1.2仪器及试剂隔水式恒温恒湿培养箱,HYG-Ⅱ回转式恒温调速摇瓶柜,PHS-3C数显型酸度计,TA2003型电子天平(万分之一),附温比重瓶,UV-2401PC型岛津紫外可见分光光度计,HH-6型恒温水浴锅,NaOH,斐林试剂甲、乙,美兰染色液等,其余均为常规仪器及试剂(分析纯)。1.3方法1.3.1生产黄酒的工艺1.3.2测量酒精度:比重法;酸度:NaOH滴定法;糖分:斐林滴定法;细胞数:血球计数法。1.3.3发酵理化指标的测定分别将早籼米和香糯米常温浸渍36h,常压蒸饭25min,接种纯种麦曲15%,成熟酒母10%,29～30℃主发酵5d,15℃后发酵25d,跟踪测定黄酒醪液的各项理化指标。1.3.4蒸酒与黄油的理化指标测定①将2种米于常温分别浸渍24h和48h;②将2种米分别蒸饭15min和30min,其他工艺同1.3.3,跟踪测定黄酒醪液的各项理化指标。1.3.5混合麦曲接种量的确定采用香糯米①接种不同的麦曲,接种量均为15%;②混合麦曲(自然∶纯种=9∶1)接种量分别为12%,14%,16%,其他工艺同1.3.3,比较黄酒醪液的指标变化。1.3.6量表1:2采用香糯米①接种不同的酒母,接种量均为10%;②成熟酒母接种量分别为6%,8%,10%,其他工艺同1.3.3,比较黄酒醪液的指标变化。1.3.7发酵温度和营养成分对黄酒溶液酸分解的影响采用香糯米,分别控制不同的主发酵温度、供养程度,其他工艺同1.3.3,比较黄酒醪液的指标变化。1.3.8影响因素的比较香糯米常压蒸饭25min,主发酵5d,后发酵25d,采用正交试验法(L934),确定影响黄酒醪液酸败的关键因素。2结果与分析2.1度的上升和发酵图1和图2表明,原料种类对黄酒醪液酸败影响较大。相同的发酵工艺,籼米的酸度上升快,至发酵结束,酸度高达5.62g/L,明显超标(见图1)。实际上,发酵终了酸度在4.50g/L以下均为正常发酵。同时籼米发酵降糖速度快,产酒速度慢,更为明显的是籼米发酵终了残糖较高。2.2蒸食小气候型酸败从图3可以看出,大米浸渍24h时的酸度比48h的酸度明显高。同样,蒸饭15min,主酵结束时酸度为4.12g/L,这势必增加染菌机会。同时酸度过高还将降低糖化曲的糖化能力,破坏黄酒发酵的双边平衡,最终导致黄酒醪液酸败。正如图3所示,至整个发酵结束,浸米24h和蒸饭15min的酸度都已超标,分别为5.52g/L和5.18g/L。试验中还发现,浸渍48h发酵,米饭自动翻腾时醪液的品温大约在33～34℃,可以避免高温引起的酸败;但在同样条件下,浸渍24h的米饭,自动翻腾时的醪液品温在36℃以上,从米饭落罐到自动开耙的时间间隔后者比前者长,致使醪液处于高温下过久,酸败的可能性就更大。因此大米浸渍要保证米粒吸足水份,蒸饭时才能使淀粉充分糊化,从而避免酸败。2.3自然麦曲和接种麦曲添加量对黄油分散性的影响表1表明,自然麦曲与纯种麦曲按一定比例混合使用对控制醪液酸度效果较好,且测得黄酒各项理化指标均达国标,酒香醇厚。自然麦曲在制作时杂菌较多,糖化力低,使酵母菌因营养缺乏而衰退变异,前发酵不旺盛,还原糖含量低,发酵2～3d后酒精含量就停止上升,镜检杂菌较多。而纯种麦曲糖化力高,糖化速度快,使糖化发酵失去平衡,或酵母菌因渗透压升高而早衰,抑制杂菌能力减退,酸度上升的机会就多。因此,自然麦曲和纯种麦曲混合使用则能起到取长补短的作用。混合麦曲(自然∶纯种=9∶1)接种量分别为12%,14%,16%,其他工艺同1.3.3,观察黄酒醪液的指标变化,结果见图4,图5。由图4可知,糖化曲接种量在12%～14%均不会造成酸败,是理想的接种范围,而接种麦曲16%时,酸度为5.43g/L,出现酸败。这是由于糖化剂过量,液化和糖化速度过快,大量的糖分赋予醪液较强的渗透压,使酵母菌呼吸作用受到抑制,过早衰退甚至死亡(见图5);试验中还发现,接种麦曲接种量为16%时至发酵中期,酒精含量就开始停止上升,醪液中还原糖含量偏高,杂菌繁殖旺盛,从而导致酸度直线上升。2.4不同酒母接种量对酒精发酵的影响表2表明,成熟酒母比嫩酒母抑制产酸菌的能力强。嫩酒母出芽率高,繁殖旺盛,一旦进入发酵罐,由于糖化作用刚开始,容易导致营养不足;且嫩酒母对环境条件敏感,进入发酵罐后,温度、pH等发生很大变化,容易引起死亡。酒母过老则繁殖能力差,耗糖产酒慢,因此产酸菌就乘机利用营养而旺盛繁殖,酸度急剧升高,从而导致酸败。因此,一般选择成熟酒母,即稳定期速酿酒母。黄酒发酵必须保证足够的酵母细胞数,如遇到酵母生长繁殖过慢或发酵不力,可添加淋饭酒母或旺盛发酵的主发酵醪,以促进发酵;也可增加酒母用量,以弥补发酵力和酵母数的不足,保证酵母菌在发酵醪中占有绝对的优势,抑制杂菌滋生。因此,我们将成熟酒母分别接种6%,8%,10%,发现6%～8%的酒母接种量均能保证黄酒安全生产。酒母接种量过高,酵母菌繁殖旺盛,营养利用大大超过营养供给,导致糖化发酵双边失衡,酸败现象加重。2.5发酵温度对于酵母菌生长的影响由图6可知,主发酵温度高,前期能使酵母菌旺盛繁殖,酒精含量上升速度超过一般水平。但这个旺盛期短,发酵中期酵母菌就开始衰退,造成发酵后劲不足。而醪液中糖化加剧,糖分积累多,生酸菌一旦利用此环境醪液很易酸败,镜检酵母菌体形变小,酵母菌死亡率直线下降,而杂菌和异形酵母菌增多。酵母菌适宜的繁殖温度在28～30℃,从维持酵母菌活力的持久性出发,主发酵温度不宜过高,而生酸杂菌的最适生长温度在32℃以上。因此应尽量在30℃左右进行主发酵,避免出现35℃以上的高温,尤其是后发酵必须控制在15℃以下,才能保证发酵正常进行,否则过低(<8℃)酵母菌自溶减少,就有氨基酸含量达不到标准的危险;过高(>18℃)酵母菌自溶加快,氨基酸含量超标,就有酸败的危险。为了增强酵母菌的活力,可以适量提供无菌空气,加速酵母菌在发酵前期的增殖和后期的存活率。试验中发现,在发酵前期适时开耙通氧散热,酵母菌增殖旺盛,健壮、体积大,耗糖产酒快,发酵终了酸度低、酒度高。发酵后期间断供氧能提高酵母菌的存活力,解决酵母菌严重缺氧和酒醪局部过热的现象,可有效预防醪液酸败,传统坛装黄酒就是这个道理。2.6影响黄油酒酸败的因素由表3可明显看出,对于酒度的影响因素次序为:温度>酒母=麦曲>浸米。菌种是决定发酵成败的关键,而菌种只有在最适的温度下生长繁殖才能保证其生产能力的最大发挥。其次是麦曲和酒母,也就是黄酒生产菌种的质量和用量,是影响黄酒产量和质量的一个不可忽视的因素。而对于黄酒醪液酸败的影响因素次序为:温度>浸米>酒母>麦曲。这里温度同样是一个关键因素,温度过高,酵母菌发酵力和抑制杂菌能力降低,从而导致醪液酸败。浸米也是很有讲究的,大米浸渍过程中由乳酸球菌产生的乳酸,不但能改善黄酒风味,而且能抑制大部分杂菌的污染,有利于出酒率的提高。传统绍兴酒工艺中,使用浸米酸浆水就是这个目的,能够达到很好的“以酸制酸”效果。综上分析,得出对于酒度较优的工艺条件是:浸米72h,接种麦曲13%,酒母7%,主酵28～30℃;对于酸度,温度略低(25～27℃),这也进一步说明了低温有利于黄酒发酵的安全进行,同时也证实了该工艺的科学合理性。但考虑到生产的经济效益,加上现代化的控温技术,确定以浸米72h,接种麦曲13%,酒母7%,主酵28～30℃为黄酒发酵的最优工艺。3不同发酵条件对黄油酸败的影响黄酒发酵是一种特殊的不灭菌的开放式双边发酵,多种因素相互协调才能保证生产的安全进行。试验中确定了保证黄酒产量和质量的最优工艺为:浸米72h,蒸饭25～30min,接种麦曲13%,酒母7%,主发酵28～30℃,后发酵8～15℃。试验中发现,品温和通风供氧条件的控制是