镇江香醋糖化工艺的研究

薛茂云，毕静，郑萍

(江苏经贸职业技术学院，南京 211168)

镇江香醋是我国传统的四大名醋之一，其历史已有上千年之久，镇江香醋以地产江南水乡糯米为主要原料，经蒸饭、拌曲糖化、酒精发酵、固态分层醋酸发酵、封醅陈酿、淋醋、贮存等64道传统生产工艺，形成了具有“酸而不涩、香而微甜、色浓而味鲜、愈存愈香”独到的特色成为中国名醋[1]。

但传统的镇江香醋,虽然产品风味好，有独特的风格，但发酵周期偏长、原料利用率低以及工人的劳动强度高。随着现代生物技术的发展，多种食品级酶制剂被开发和利用，镇江香醋的生产工艺在传承古法精华的基础上发生了巨大的变化。工艺上传统的蒸饭、拌曲糖化工艺已被糯米粉碎、连续高温短时蒸煮的双酶糖化工艺所替代，操作上从纯手工操作转变为机械化连续生产，走出了一条保质、高效的发展之路[2]。

通过对蒸煮时间、耐高温α-淀粉酶和糖化酶添加量等工艺的研究，确定其双酶糖化的最佳生产工艺[3-6]。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

糯米：市售；

耐高温α-淀粉酶：江苏博立公司，酶活≥20000 U/g；糖化酶：江苏博立公司，酶活≥100000 U/g。

1.2 仪器与设备

高温连续蒸煮器、10 m3糖化罐、60 m3发酵罐，均为自制。

带500 mL蒸馏烧瓶和直形玻璃冷凝管的全玻璃蒸馏器，精度为0.1度的酒精计，0～50 ℃(分度值为0.1 ℃)的水银温度计，100 mL量筒，100 mL容量瓶，均为市售。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

将糯米粉碎，按米∶水为1∶3加水调浆，加入耐高温α-淀粉酶，泵进高温连续蒸煮器进行短时高温蒸煮，蒸煮温度设定为105～110 ℃，冷却至60 ℃，加糖化酶，糖化60 min，进发酵罐进行酒精发酵，3天后测酒精度。

1.3.2 酒精度的测定方法

在约20 ℃时，用容量瓶量取试样100 mL，全部移入500 mL蒸馏瓶中。用100 mL水分次洗涤容量瓶，洗液并入蒸馏瓶中，加数粒玻璃珠，装上冷凝管，用原100 mL容量瓶接收馏出液。加热蒸馏，为保证酒精蒸汽的冷凝，冷凝器长度应不短于40 cm，蒸馏时冷凝管出水端温度应不高于25 ℃。收集约95 mL馏出液，取下容量瓶，等馏出液在20 ℃水浴中保持约20 min，加水恢复蒸馏液至原体积100 mL，混匀，将馏出液倒入洁净、干燥的100 mL量筒中，静置至馏出液中气泡消失后，将洗净擦干的酒精计缓缓沉入量筒中，静止后再轻轻按下少许，待其上升静止后，水平观测酒精计，读取酒精计与液体弯月面相切处的刻度示值，同时插入温度计记录温度，根据测得的酒精计示值和温度，查GB/T 13662—2000中的附录A，换算成 20 ℃时的酒精度[7]。

1.3.3 耐高温α-淀粉酶添加量的研究

在保持研究方法中工艺不变的条件下，糖化酶添加量为100 U/g糯米，蒸煮时间为6 s，耐高温α-淀粉酶加入量分别为5，10，15，20，25 U/g糯米，以研究不同的耐高温α-淀粉酶加入量对最终酒醅的酒精度的影响。

1.3.4 糖化酶添加量的研究

在保持研究方法中工艺不变的条件下，耐高温α-淀粉酶加入量为10 U/g糯米，蒸煮时间为6 s，糖化酶加入量分别为50，100，150，200，250 U/g糯米，以研究不同的糖化酶加入量对最终酒醅的酒精度的影响。

1.3.5 蒸煮时间的研究

在保持研究方法中工艺不变的条件下，糖化酶添加量为100 U/g糯米，耐高温α-淀粉酶加入量为10 U/g糯米，蒸煮时间分别为2，4，6，8，10 s，以研究不同的蒸煮时间对最终酒醅的酒精度的影响。

1.3.6 正交试验

根据耐高温α-淀粉酶加入量、糖化酶加入量和蒸煮时间等单因素结果，采用三因素三水平正交试验，根据最终酒醅的酒精度可确定三者的最佳数据，即为糖化最佳工艺。

根据单因素试验结果，糖化酶添加量、耐高温α-淀粉酶加入量和蒸煮时间各选取3个水平，正交试验因素水平见表1，正交试验设计见表2。

表1 正交试验因素水平编码表Table 1 Coding schedule of factors and levels of orthogonal test

表2 正交试验设计表Table 2 Orthogonal experimental design table

2 结果与讨论

2.1 耐高温α-淀粉酶添加量的确定

耐高温α-淀粉酶的不同添加量对酒醅酒精度的影响结果见图1。

图1 耐高温α-淀粉酶添加量对酒醅酒精度的影响Fig.1 Effect of additive amount of thermostable alpha amylase on the alcohol content of fermented grains

由图1可知，耐高温α-淀粉酶添加量越大，其酒醅酒精度也越高，但耐高温α-淀粉酶添加量达到15 U/g糯米后，添加量的增加对提高酒醅酒精度的作用开始变小。

2.2 糖化酶添加量的确定

糖化酶的不同添加量对酒醅酒精度的影响结果见图2。

图2 糖化酶添加量对酒醅酒精度的影响Fig.2 Effect of additive amount of glucoamylase on the alcohol content of fermented grains

由图2可知，糖化酶添加量达到100 U/g糯米后，增加糖化酶添加量，酒醅酒精度基本没有变化，这可能与糖化温度对糖化酶失活影响较小，以及糖化时间虽然只有30 min，但整个酒精发酵时间有3天，有利于糖化酶持续作用，也就是说边糖化边酒精发酵。

2.3 蒸煮时间的确定

蒸煮时间对酒醅酒精度的影响结果见图3。

图3 蒸煮时间对酒醅酒精度的影响Fig.3 Effect of cooking time on the alcohol content of fermented grains

由图3可知，蒸煮时间的增加，酒醅酒精度也变高，但当蒸煮时间达到6 s后，再增加时间，酒醅酒精度却开始下降，说明蒸煮时间如果过长，会造成淀粉过度糊化和焦化从而影响糖化的效果，降低了淀粉的利用率。

2.4 正交试验结果

根据耐高温α-淀粉酶添加量、糖化酶添加量和蒸煮时间等单因素结果，进行了正交试验，结果见表3。

由表3可知，影响酒醅酒精度的因素为蒸煮时间>糖化酶添加量>耐高温α-淀粉酶添加量，分别为蒸煮时间6 s、糖化酶添加量100 U/g糯米和耐高温α-淀粉酶添加量20 U/g糯米。

根据三因素三水平正交试验的结果，以蒸煮时间6 s、糖化酶添加量100 U/g糯米和耐高温α-淀粉酶添加量20 U/g糯米进行了3批发酵实验验证，最优条件下酒醅的最终酒精度达到了12%。

3 结论

通过单因素试验和三因素三水平正交试验对糖化工艺条件进行了优化。基于单因素试验，选取耐高温α-淀粉酶添加量、糖化酶添加量和蒸煮时间这3个因素进行三因素三水平的正交试验设计，优化得糖化工艺最优条件为按米∶水为1∶3加水调浆，加入20 U/g糯米的耐高温α-淀粉酶，泵进高温连续蒸煮器，经6 s短时高温蒸煮，蒸煮温度为105～110 ℃，冷却至60 ℃，加入100 U/g糯米的糖化酶，糖化60 min。经过3批试验验证，最优条件下酒醅的最终酒精度达到了12%。

[1]沈志远.高新技术在传统镇江香醋生产中的应用研究[J].食品科学,2004(11):351-353.

[2]周永治.食醋生产工艺流程[J].江苏调味副食品,2007(5):24-26.

[3]王振斌,孙平,王林,等.蜂巢醋液态发酵工艺及其抗氧化活性研究[J].食品工业科技，2012(16):236-239.

[4]阮彩彪,何建,李文华,等.生料发酵技术应用概述[J].中国酿造,2010(1):4-7.

[5]陈国刚,王艺杰,任雷厉,等.蟠桃果醋生产工艺的研究[J].农产品加工(学刊),2010(12):61-64.

[6]马学曾.食醋酿造技术发展趋势刍议[J].中国调味品,2002(12):3-6.

[7]GB/T 13662—2000，黄酒[S].