怀山药黄酒酿造工艺

陆海波，赵华，田梁，庞书彦，赵立庭

(工业发酵微生物教育部重点实验室，天津市科技大学生物工程学院，天津，300457)



怀山药黄酒酿造工艺

陆海波，赵华*，田梁，庞书彦，赵立庭

(工业发酵微生物教育部重点实验室，天津市科技大学生物工程学院，天津，300457)

以怀山药为主要原料，大米为辅料，用纯种米曲，黄酒活性干酵母为糖化发酵剂，采用半固态发酵工艺酿造怀山药黄酒。其最佳原料配比为：怀山药51%，大米34%，料水比为1∶1.2；糖化发酵剂用量为：米曲15%，干酵母0.8‰；发酵温度20 ℃，主发酵时间7 d，后发酵时间15～30 d；怀山药黄酒活性炭最佳脱色条件为：活性炭用量3‰，温度为40 ℃，时间为8 h。最后得到澄清透明，呈微黄色，乙醇体积分数为15.0%的怀山药黄酒。

怀山药；怀山药黄酒；米曲；活性炭

怀山药原名薯蓣，为薯蓣科多年生宿根蔓草植物薯蓣属的块茎[1]。是一种药食同源的植物，其主要营养保健成分包括怀山药多糖、薯蓣皂苷元、糖蛋白、黄酮、尿囊素、胆碱[2-3]等。其性味甘平，入脾、肺、肾经，有滋肾益精，益肺止咳，增进食欲，改善消化，降低血糖，调节自主神经，增强机体免疫力等功效[4]。

怀山药是一种营养丰富的淀粉质原料，近年来在发酵制品上被广泛开发，其主要产品有山药饮料、山药酸奶、山药米酒、山药食醋等[5-9]。本研究是以怀山药为主要原料，大米为辅料，通过使用纯种米曲为糖化剂，黄酒活性干酵母为发酵剂，融合日本清酒和黄酒工艺酿造[10]，生产怀山药特型黄酒。

1　材料与方法

1.1材料

怀山药：河南焦作怀山药；大米：市售东北盘锦大米；米曲：实验室自制；黄酒活性干酵母：安琪酵母股份有限公司产；活性炭：重庆飞洋活性炭制造有限公司产。

1.2实验方法

1.2.1工艺流程

1.2.2各项指标检测

酒精度、总酸、氨基酸态氮、总糖、pH值、非糖固形物的测定：根据GB/T 13662—2008测定；还原糖的测定：斐林试剂法。

色度测定：在波长420 nm处测定经活性炭脱色的怀山药黄酒的吸光度值，以蒸馏水作空白对照；在680 nm处测定经活性炭脱色的怀山药黄酒的透光度，以蒸馏水作空白对照。

卫生指标：根据GB/T 4789—2010标准，按照国家食品卫生标准中的方法测定。

1.2.3感官品评法

以怀山药黄酒的色泽、香味、口感、风格为指标，对其进行感官评分，满分100分，感官评价标准见表1。

表1　怀山药黄酒感官评分标准

2　结果与讨论

2.1原料配比对怀山药黄酒酒质的影响

2.1.1怀山药用量对怀山药黄酒酒质的影响

怀山药黄酒是以怀山药为主要原料，大米为辅料酿造的一种营养丰富的保健酒，改变怀山药所占总原料的比例依次为51%、56%、61%、66%，米曲添加量为13%，酵母接种量为1.0‰，料水比例1∶1.2，发酵温度20 ℃，发酵7 d后测定酒精度、氨基酸态氮、总糖、总酸及感官评分，实验结果见表2。

表2　不同怀山药用量对怀山药黄酒酒质的影响

由表2可以看出，随着怀山药添加比例的增加，氨基酸态氮只有少量的增加，但酒精度、总糖、总酸都呈明显下降趋势。在51%和56%的怀山药添加量时，怀山药黄酒的颜色都呈较浅的微黄色，51%的怀山药添加量酿制的酒香味协调，口味纯正，爽口，且总酸、总糖、酒精度都最高；在61%和66%的添加比例时，酒体颜色较深，酒味变淡，口感变的不协调，最主要的是怀山药的薯类味过于突出，造成了怀山药黄酒的香气不足，因此，怀山药的添加量确定为51%。

2.1.2料水比例对怀山药黄酒酒质的影响

不同的料水比对怀山药黄酒的酒质有着重要的影响，料水比过低时，发酵醪糖度高，渗透压高，会影响酵母的生长和代谢，造成双边发酵失衡。料水比过高时，发酵醪糖度过低，会导致发酵过早结束，产酒精少，使得酒的口感淡薄。选取料水比(g∶mL)分别为1∶1、1∶1.1、1∶1.2、1∶1.3，在怀山药添加量为51%，米曲添加量13%，酵母接种量为1.0‰，发酵温度20 ℃，发酵7 d后测定酒精度、氨基酸态氮、总糖、总酸及感官评分，实验结果见表3。

表3　不同料水比例对怀山药黄酒酒质的影响

由表3可知，总糖，总酸，氨基酸态氮随着料水比的增加都是呈下降的趋势，料水比在1∶1.1时酒精度最高，继续加大料水比时酒精度开始下降，其原因可能是料水比在1∶1.1～1∶1.2时发酵醪的浓度正好适应酵母的生长和代谢，双边发酵平衡，使得发酵较为完全，但是料水比在1∶1.2时，怀山药黄酒的香味协调，口感绵柔爽口，感官评分最高，酒的品质较料水比为1∶1.1时好，综上所述，料水比控制在1∶1.2较为合适。

2.2糖化发酵剂对怀山药黄酒出酒率的影响

2.2.1米曲添加量对怀山药黄酒出酒率的影响

米曲在怀山药黄酒发酵过程中的糖化阶段起着很重要的作用，因此米曲添加量的多少对怀山药黄酒的出酒率有一定的影响。分别加入11%，13%，15%，17%的米曲，在怀山药添加量为51%，料水比为1∶1.2，酵母接种量为1.0‰，20 ℃下发酵7 d，测定乙醇含量，结果见图1。

图1　米曲添加量对怀山药黄酒出酒率的影响Fig.1　Effect of Aspergillus addition amounts to Yam wine liquor yield

由图1可知随着米曲的增加，怀山药黄酒的酒精度呈先上升后下降的趋势。可能原因是米曲添加量过少使得发酵醪中淀粉糖化率过低，造成发酵不完全，随着米曲用量的增加，淀粉糖化率提高，酒精度在米曲添加量为15%时达到最高值。再增加米曲量反而造成酒精度的下降，是因为糖分过多会影响酵母的生长和代谢。因此，米曲的最佳添加15%。

2.2.2酵母添加量对怀山药黄酒出酒率的影响

怀山药黄酒发酵过程采用的是边糖化边发酵的工艺，酵母添加量过多过少都会影响怀山药黄酒的酿制。分别加入0.06%，0.08%，0.10%，0.12%的活性干酵母，在怀山药添加量为51%，料水比为1∶1.2，米曲添加量为15%，20 ℃下发酵7 d，测定酒精度，结果见图2。

图2　酵母添加量对怀山药黄酒出酒率的影响Fig.2　Effect of yeast addition amounts of Yam wine liquor yield

由图2可知，酵母添加量在0.06%～0.08%，酒精度随着酵母添加量的增加而升高，在酵母添加量为0.08%时，酒精度达到最大值，酵母用量继续增加时，酒精度反而开始下降，其可能原因是酵母添加量过多时，使的酵母相互之间竞争营养物质，导致发酵醪中过多的糖分被吸收和消耗掉，还会抑制各自的生长，不利于酒精的积累。酵母的添加量对出酒率有一定的影响，所以酵母的添加最佳添加量为0.08%。

2.3怀山药黄酒发酵温度与时间的优化

2.3.1发酵温度的优化

发酵温度对怀山药黄酒的发酵过程是有显著的影响的，设定12，16，20，24 ℃四个温度梯度，在怀山药添加量为51%，料水比为1∶1.2，米曲添加量为15%，酵母添加量为0.08%，每天测定酒精度，结果见图3。

图3　温度对怀山药黄酒发酵的影响Fig.3　Effect of temperatureon Yam wine fermentation

由图3可知，在12～16 ℃时，温度过低，影响了糖化酶的活性，糖化速度变慢，而酵母繁殖和代谢也变得缓慢，使得起酵速度过慢，发酵不完全，导致酒精度过低。在24 ℃较20 ℃时发酵过于急缓，对酒质影响较大，而且温度越高，产生的酯香味越浓厚，使得怀山药黄酒的芳醇香味被掩盖，从而影响酒的品质，因此本实验发酵温度控制在20 ℃。

2.3.2发酵时间的优化

在发酵温度为20 ℃，怀山药添加量为51%，料水比为1∶1.2，米曲添加量为15%，酵母添加量为0.8‰，每天测定酒精度和还原糖含量，结果见图4。

图4　发酵时间对怀山药黄酒发酵的影响Fig.4　Effect of timeto Yam wine fermentation

由图4可知，怀山药黄酒在前4天酒精度的升高和还原糖的下降的速度都较快，第6天时酒精度增速放缓，发酵到第7天时，酒精度基本不在增加，还原糖也趋向稳定，因此主发酵时间定为7天，此后经过降温到15 ℃进行后发酵，后发酵进行15～30 d左右。

2.4怀山药黄酒脱色条件的确定

2.4.1活性炭不同种类脱色效果的比较

活性炭的种类较多，本实验主要采用的是5种粉末状的活性炭，在各活性炭用量为0.5%，脱色温度为40 ℃，时间6 h下比较不同种类的活性炭的脱色效果。在680 nm处测透光率，420 nm处测吸光度值，并且测定其在活性炭处理后各项理化指标，测定不同种类的活性炭脱色效果见表4，测定活性炭处理后各项理化指标见表5。

由表4可知，活性炭PAW-40，JT-550和JT-450的脱色效果比较好，但是PAW-40的透光率较差，而JT-450的吸光度值与透光率相比JT-550效果都要好，由表5可知，JT-450处理酒样后对酒的总糖和总酸损失是最少的，酒精度和氨基酸态氮损失也较少。而经JT-450处理后的酒色泽好，澄清透明度高，酒的口感和香味变得更协调，因此，本实验将选择JT-450作为怀山药黄酒脱色的专用活性炭。

表4　活性炭不同种类脱色效果

表5　不同种类活性炭处理对酒的基本指标的影响

2.4.2怀山药黄酒活性炭脱色工艺参数的确定

选择脱色时间、活性炭用量、脱色温度3个因素，每个因素选取3个水平，以透光率和吸光度值为指标，进行L9(34)正交实验，确定工艺参数。活性炭脱色正交实验因素与水平设计见表6，正交实验结果见表7。

表6　活性炭脱色正交试验因素与水平表

表7　活性炭脱色正交实验结果

由表7可知，以吸光度值为指标时，对怀山药黄酒澄清脱色效果影响程度最大的因素是B，其次为因素A、C，各因素的主次关系是：B>A>C，温度是最主要因素，最优水平为A2B3C3，以透光度为指标时，对怀山药黄酒澄清效果影响程度最大的是A,其次是B、C，各因素的主次因素是：A>B>C，活性炭用量是最主要因素，最优水平为A2B3C2或者A2B3C3，考虑到经济成本和结合实验结果等因素，最优水平为A2B3C2，即JT-450活性炭用量为0.3%，温度为40 ℃，时间为8 h，经过此活性炭处理的怀山药黄酒澄清透明，去除了一些怀山药的薯蓣味及杂味，酒精度及总糖，总酸有微量的损失，但使得酒的香气更加协调，酒的口感醇和爽口。

2.5怀山药黄酒的各项指标

2.5.1感官指标

成品酒呈微黄色，澄清透明，无悬浮物和沉淀物，酒味醇和爽口，酒体协调，具有协调的酒香和怀山药混合的香味，无其他异味，风味独特，典型性突出。

2.5.2理化指标

乙醇体积分数：15.0%；总糖(以葡萄糖计)含量为5.80 g/L；pH4.18；总酸(以乳酸计)3.71g/L；氨基酸态氮：0.49 g/L；非糖固形物：17.50 g/L。符合黄酒国家标准中各项指标的要求。

2.5.3微生物指标

细菌总数<50个/mL；大肠杆菌数≤3个/100mL；致病菌：未检出。

3　结论

试验确定了怀山药黄酒的最佳原料配比为：怀山药添加比例51%，大米比例34%，料水比为1∶1.2；确定了怀山药黄酒的最佳糖化发酵剂的用量：米曲添加量为15%，酵母添加量为0.08%；确定了怀山药黄酒的最优发酵主发酵温度为20 ℃，主发酵时间7 d，后发酵时间为15～30 d；确定了以JT-450活性炭为怀山药黄酒专用活性炭，该活性炭澄清脱色最佳工艺参数为：活性炭用量为0.3%，澄清脱色温度为40 ℃，时间为8 h，采用该工艺生产出来的怀山药黄酒营养丰富，具有较高的保健功能，颜色呈微黄色，澄清透明，且酒味醇和爽口，具有协调的酒香和怀山药混合的香味，无其他异味。

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[12]GB/T 13662—2008.黄酒国家标准[S].

Study on the new technology for brewing of Yam wine

LU Hai-bo, ZHAO Hua, TIAN Liang, PANG Shu-yang, ZHAO Li-ting

(Key Lab of Industrial Microbiology, College of Biotechnology,Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457,China)

Using Yam as main raw material, rice as auxiliary material,Aspergillusand active dry yeast as saccharifying ferments, Yam wine was brewed through the semi-solid fermentation. The optimum ratio of raw material scheme was determined as follows: 51% of Yam, 34% of rice, the ratio of rice and water was 1∶1.2. The optimum amount of saccharifying ferments was 15% ofAspergillusand 0.8‰ of active dry yeast. The optimum fermentation temperature was 20°C. The primary fermentation time was 7 d and after fermentation time was 15～30 d. The best bleaching conditions for Yam wine were as follows: the amount of active carbon was 0.3%, the temperature was 40 ℃, time was 8 h. Clear, transparent, and yellowish Yam wine with alcohol content of 15.1%vol was obtained finally.

Yam;Yam wine;Aspergillus; activated carbon

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201601014

硕士研究生(赵华教授为通讯作者)。

2015-07-20，改回日期：2015-09-28