传统黄酒无蒸煮工艺的研究

传统黄酒无蒸煮工艺的研究

1蛋白质的糖化1.1我国生产小麦、红麦、乌衣红麦等黄酒的主要原料为大米和小麦。生产麦曲黄酒时,小麦用来制备糖化剂———生麦曲、纯种熟麦曲或纯种生麦曲。生产红曲和乌衣红曲黄酒,也以大米为主要原料,制备糖化剂———红曲或乌衣红曲的原料亦为大米。大米和小麦的主要成份为淀粉和蛋白质,并含有小量脂肪、纤维素、矿物质和B族维生素等。大米中一般糙米蛋白质含量在7%~9%,经一定程度的精白后,蛋白质则下降至5%~7%,小麦蛋白质含量一般为9%~12%。原料中之蛋白质给制备糖化剂及糖化发酵剂小曲中的霉菌、酵母和各类黄酒发酵醪中酵母菌等微生物提供了丰富的氮源,这与某些黄酒发酵醪酒精含量可高达18%vol~20%vol存在着密不可分的因果关系。1.2蛋白质是由多种氨基酸结合而成的高分子化合物,是生物体的主要组成物质之一和生命活动的基础。没有蛋白质就不能构成黄酒酿造中糖化剂———生麦曲、纯种熟麦曲或纯种生麦曲、红曲及乌衣红曲(黑曲霉和红曲霉共生的二种霉菌制剂)等多细胞微生物能分泌各种酶类的菌丝体(营养菌丝和气生菌丝)及发酵剂———能分泌酒化酶系的单细胞酵母细胞。糖化剂中没有霉菌菌丝体和酒母醪中没有酵母细胞存在时,黄酒酿造必需的系列淀粉酶、蛋白酶及酒化酶系均不会产生,糖化和发酵就无从谈起。蛋白质虽是高分子物质,但在受到不同程度的酸、碱等化学因素影响或热力(干热与湿热)作用时,易失去特定的立体结构而发生变性,变性可导致溶解度的下降和一些物理化学性质的明显改变,这种现象在传统熟料酿造中是不可避免的。2不同品种的苹果发酵饮料氨基酸的含量与发酵监测2.1在酿造各类黄酒时,所使用的糖化剂———生麦曲、纯种熟麦曲或纯种生麦曲、红曲及乌衣红曲中,除含有丰富的液化型和糖化型等淀粉酶外,均存在着一定量的蛋白酶;如中性蛋白酶、碱性蛋白酶和酸性蛋白酶。由于糖化剂品种不同,其蛋白酶活性是有差异的,一般以纯种制备的熟麦曲或纯种生麦曲及各种米曲等的蛋白酶活性要大些。做好菌种选择和培养料水份、品温及菌丝生长繁殖阶段的控制,是获得高质量糖化剂的关键。在黄酒酿造过程中,糖化和发酵是在偏酸性(pH4.0~6.0)的介质中进行;故蛋白质的水解以酸性蛋白酶和中性蛋白酶显得重要,可认为酸性蛋白酶是处于主导地位的,并与其在发酵醪中的浓度有关。2.2以无蒸煮方法酿造黄酒时,大米未经湿热的蒸煮工序,淀粉颗粒和蛋白质均处于原生状态,在吸收发酵醪中水分后仅有轻度膨胀,而未受到热力作用呈数倍或数十倍的膨胀和变性。未变性的蛋白质其特定的立体结构不变、溶解度影响较小,除在偏酸性的发酵醪中有一定的影响外,被蛋白酶水解的机率较变性程度大或完全变性的蛋白质大得多,由蛋白质水解而来的氨酸酸则可成倍增长。江西省九江市德安大地红酒业有限公司,按授权的国家发明专利《无蒸煮黄酒酿造方法》(ZL02136152.5)生产的健瓏牌黄酒,经中国广州分析测试中心多次检测,其中2012年4月16日的F201201564a号报告与文献记载的我国多种传统熟料酿造的黄酒氨基酸含量见表1。2.3从《健瓏黄酒和传统黄酒氨基酸含量》列表中看出,以无蒸煮酿造的健瓏黄酒,不管是哪一种氨基酸均较不同品种的传统黄酒有较大幅度的增长。健瓏黄酒氨基酸总量较元红酒增长4.2倍,较加饭酒增长3.42倍,较善酿酒增长3.25倍,较香雪酒增长6.87倍。另从F201201564a号报告中得知,健瓏黄酒蛋白质总量为2.58g/100mL(即2.58×104mg/L),氨基酸是总量蛋白质总量的74.8%(43);与文献记载的我国传统黄酒氨基酸总量0.30~0.50%(即3×103~5×103mg/L),占黄酒总氮量(蛋白质总量)的(总氮量应为4.5×103~7.5×103mg/L)比较,氨基酸总量增长6.43~3.86倍,蛋白质总量增长5.73~3.44倍;创历史新高,实属我国黄酒酿造史所罕见。同时检出丰富的无机元素,其中钙(Ca)67.1mg/L,镁(Mg)121mg/L,锌(Zn)5.35mg/L,钾(K)4.7×102mg/L及微量元素硒<50μg/L;而钾元素高于我国许多品种的黄酒。除了发酵醪取用70米以上大地红深井水为介质和使用地产晚籼碎米(杂交稻)外,以无蒸煮方法酿造是提高蛋白质水解率,使氨基酸总量大幅度增长的关键所在。3无蒸煮过程中糖酸酯类化合物及氨基酸类含氮物变化情况3.1黄酒是较为复杂的胶体溶液,除组成酒体的主要成分水和酒精外,还含有一定量的碳水化含物(葡萄糖、低聚糖、糊精等)、有机酸(乳酸、乙酸、琥珀酸等)、氨基酸和二肽及多肽类等含氮物、芳香族的醇(高级醇)、醛、酯及微量成分矿物质和某些B族维生素。如此众多而且含量不一的各类物质存在同一体系之内,在不同的气温等环境下,经过一定时间的物理和化学反应,新的化合物不断产生,加上体系中布朗运动的存在,原处于平衡状态的体系有了离析物沉降凝聚的不平衡现象,存在着不稳定性的缺陷。许多研究表明,在离析物(沉降物)中有蛋白质类含氮物和碳水化合物(如糊精等)、焦糖色素及无机元素等物质存在,其形成机理较为复杂,其中与两性离子所带电荷不同有一定的关系。适当延长贮存陈酿时间和合理的勾兑等技术处理,可以增强货架期内的稳定性。3.2笔者在十余年研究无蒸煮黄酒工艺的实验中,按国标GB/T13662规定,多次以甲醛法测定氨基酸态氮(俗称甲醛氮;氨基酸为二性化合物,分子中氨基与甲醛作用后失去碱性,使羧基呈酸性而被碱滴定,其量是氨基酸总量的一部分)时,发现经贮存陈酿一年或二年之无蒸煮黄酒的氨基酸态氮含量均有不同数量的增长。究其原因是部分二个、三个及三个以上氨基酸分子缩合在一起的二肽和多肽类含氮物(即氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基缩合失去一分子水所形成的化合物)缓慢水解的结果。因氨基酸在含氮物中分子量较少,是组成蛋白质的最基本单位,故在黄酒中是较稳定的。而在黄酒离析沉降物中检出的蛋白质类含氮物,有可能是另一部分二肽及多肽类物质因失去平衡环境而离析或在过滤工序中尚未完全去除的酵母菌等微生物自溶残屑所致。在无蒸煮黄酒生产中,成熟发酵醪在压榨之前使用一定量食用胶体,对去除部分不稳定二肽及多肽类化合物和一些热敏性的蛋白质水解物有一定的效果。4.1我国传统的黄酒酿造发酵周期较长,某些品种在冬季酿造时,仅浸米时间就长达15天以上,而发酵可长达数个月之久。经复杂的生物化学反应,成熟发酵醪通过压榨、澄清、过滤、煎酒(灭菌)灌入无菌酒坛中泥封贮存。为获得质量风味更好的产品,经贮存陈酿一年或数年不等的物理和化学反应(氧化、缩合、酯化反应,酒精与水分子缔合作用),去除离析沉降物———酒脚(俗称割脚);又经勾兑和过滤等工序,二次灌装灭菌而成品。不但存在工序较繁琐、劳动强度大、资金周期长,生产成本高等问题;而且存在原料利用率偏低、能源和水资源消耗高、废气废水排放量大等缺陷。在保证传统的产品特征前提下,不断对工艺进行创新和改革是必要的。4.2上世纪七、八、九十年代,我国部分具有一定规模的黄酒企业陆续成功地实现了大容器发酵(20m3或以上)和大容器贮酒(成品酒,10m3或以上),并使用连续蒸饭机(卧式或立式),板框气膜压榨机和应用活性干酵母为发酵剂等重大改革;经适当时间的贮存陈酿后,一般产品质量与传统工艺无特别大的差距。工艺改革减轻了劳动强度,提高了机械化水平和原料利用率,产品成本有所降低,经济和社会效益显著。但能源和水资源消耗高、废气废水排放量大的弊端并无大的改变。以无蒸煮方法酿造黄酒,不仅能节约能源大于50%,提高原料产酒率10%,降低水、电、人工费用20%以上;而且可大幅度提高原料中