白酒复合酶在清香型机械化酿酒生产中的应用

王海英，杨玉珍，马　飞，王　慧，王　耀，张智洋，潘　东

（内蒙古河套酒业集团股份有限公司技术中心，内蒙古巴彦淖尔 015400）

清香型白酒酿造的原料中含有数量不等的纤维素、半纤维素和β-葡聚糖等物质，酒曲中的微生物和原粮内源酶对这些大分子物质没有足够的分解能力，造成原料利用率降低。同时，由于原料中的酒香类物质被这些难分解的大分子物质包裹，不能充分释放，使成品酒辛辣味有余而醇厚感不足，造成酒品质量下降或延长酒体的后熟期,增加生产成本。

为了提高清香型白酒产质量，改善二米查酒体口感单薄、苦涩和降低乳酸乙酯等，我们设计在酒醅发酵中加入酒用复合酶。白酒复合酶含有纤维素酶、半纤维素酶、β-葡聚糖酶、淀粉酶、蛋白酶等一系列酶，这些酶互相协同作用，能够水解酒醅中的纤维素、直（支）链淀粉和β-葡聚糖等营养物质，增加白酒的出酒率，并且能充分释放香类物质，提高酒品质量。

1　材料与方法

1.1　材料、试剂及仪器

实验材料：为河套酒业五原分厂清香型制酒车间二米查、三米查酒醅；随机选取发酵前淀粉值几乎相等的二米查酒醅，以便查看发酵后淀粉的消耗情况。选取二米查3个槽车作为添加酶制剂对象，标号为二米查1#、二米查2#、二米查3#，其他工艺按照清香型机械化生产工艺执行，同时随机选取二米查2个槽车作为对照样，严格按照清香型机械化生产工艺执行；三米查选取标准同二米查。

检测仪器及试剂：安捷伦7890A-5975C气质联用仪；日本岛津GC-2014色谱仪；上海博弈数显鼓风干燥箱，pH酸度计等；斐林试剂，氢氧化钠、磷酸缓冲溶液等。

1.2　实验方法

1.2.1　检测方法

清香型酒体检测方法按照河套酒业白酒原酒质量分析方法第二法气相色谱分析法检测；糟醅理化检测按照河套酒业固体酒醅理化分析标准检测；气质联用定性分析酒体微量成分。

1.2.2　酶制剂活化及用量

酒用复合酶，在使用前有特殊要求，酒用复合酶加入到40倍的40～45℃温水中，活化1 h备用。二米查加入白酒复合酶时首先将白酒复合酶和大曲粉按照100∶0.8～100∶1的比例拌匀，利用自动加曲机均匀添加到二米查酒醅中即可。三米查加入白酒复合酶时先将白酒复合酶按照投粮的0.1%比例加入温水活化，要求将提前活化好的酵母菌液和复合酶液混合利用自动喷淋机均匀加入酒醅中。

1.2.3　工艺流程（图1）

图1　清香型机械化生产工艺流程图

1.2.4　复合酶应用环节

在二米查（酒醅第一次馏酒后糟醅）和三米查（酒醅第二次馏酒后糟醅）酒醅入槽车发酵前，酒醅摊晾后加入白酒复合酶和大曲粉的混合物。其他工艺操作和参数均按照清香型白酒酿造生产工艺标准执行。

1.3　实验方案

选定的二米查和三米查酒醅，在既定的工艺环节做添加酒用复合酶实验。以酒用复合酶的推荐使用量为基准，结合我们现有的实际生产情况，对每种发酵酒醅做不同添加量实验，具体的添加方案见表1。

表1　酒用复合酶不同添加量实验方案

在加入酒用复合酶后，将酒醅装入不锈钢槽车密封发酵。经过一个周期的发酵后，将发酵好的酒醅在自动翻转甑桶蒸馏，按照不同等级分段摘酒。通过分析二米查和三米查的发酵酒醅添加酒用复合酶（试验样）和不添加酒用复合酶（对照样）生产的原酒的理化指标和酒体口感、产量及对酒体的色谱分析指标，来衡量加入复合酶对清香型白酒酿造所起到的作用和确定酒用复合酶的最适宜添加量。

2　结果与分析

2.1　酒醅的理化检测

严格按照分公司清香型原酒机械化生产工艺操作规程，二米查酒醅理化指标水分57%～63%，酸度0.5～1.0，淀粉17%～22%的规定进行操作。在加入酒用复合酶后，将酒醅装入不锈钢槽车密封发酵，经过一个周期的发酵后，将发酵好的酒醅蒸馏摘酒。同时取发酵前的酒醅和发酵后的酒醅做理化指标分析，检测结果见表2、表3。

由表2可知，二米查酒醅发酵前各项理化指标控制在操作规程要求范围之内。经过一定周期的发酵，酒醅均可正常发酵，通过对发酵前后酒醅淀粉的比对，对照酒醅淀粉利用率2.5%～4.05%，而加入酒用复合酶酒醅的试验样淀粉利用率4.45%～5.85%，试验样淀粉利用率大于对照样，说明加入酒用复合酶酒醅淀粉利用充分，发酵更加彻底。另外二米查的3个试验样，2#消耗淀粉幅度最大，淀粉消耗规律2#＞3#＞1#，说明对于二米查的发酵酒醅，在发酵过程中添加酒用复合酶0.1%比其他添加量，更有利于淀粉进一步消耗。

表2　二米查发酵槽车酒糟的理化指标

表3　三米查发酵槽车酒糟的理化指标

由表3可知，三米查酒醅发酵前后水分、酸度和糖分理化指标控制在操作规程要求范围之内。对发酵前后酒醅淀粉指标来说，对照酒醅淀粉利用率5.15%～5.25%，而加入酒用复合酶酒醅的试验样淀粉利用率5.75%～5.85%，试验样淀粉利用率大于对照样，说明三米查的发酵前糟醅加入酒用复合酶，可提高淀粉消耗量，发酵彻底。同时三米查的3个试验方案，2#和3#消耗淀粉幅度最大，试验样淀粉利用率也是大于对照样，说明对于三米查的发酵酒醅，在发酵过程中添加酒用复合酶0.1%～0.15%的量，糟醅在发酵时更能提高淀粉的利用率。

2.2　酒体的各项参数

2.2.1　二米查、三米查的甲级酒产量

发酵周期到时，要蒸馏馏酒。按照分公司清香型原酒机械化生产工艺操作规程三米查蒸馏时采取酒尾串蒸，二米查正常蒸馏；摘酒方式采用掐头去尾，分段分级摘酒。取样通过品评结果和理化检测结果对原酒判定等级，按入库标准要求入库。根据感官指标和理化指标，统计甲级酒、总产量等，结果见表4、表5。

表4　三米查酒产量统计表

表5　二米查酒产量统计表

由表4、表5可知，在三米查原酒产量中3#总产量和优质酒率最高，说明3个不同添加量方案中3#酒用复合酶添加适量，方案最佳；二米查原酒产质量中2#，这3项指标最高，说明二米查发酵，3个试验方案，2#为最佳方案。并且甲级酒产量、总产量和优质酒率这3项指标，二米查和三米查的实验样均高于对照。

总体来看，甲级酒率三米查试验样比对照平均提高1.01%，二米查平均提高1.82%；甲级酒产量三米查试验样比对照平均提高7.50 kg，二米查平均提高11.66 kg；总产量三米查试验样比对照平均提高13.16，二米查平均提高22.84 kg。所以根据原酒产质量的参数来看，酒用复合酶确实促进了二米查和三米查糟醅的发酵，从而提高了清香型原酒的产质量，同时在二米查发酵过程中添加酒用复合酶，原酒的产质量提升幅度较大。

2.2.2　二米查、三米查、酒体感官质量

蒸馏馏酒时，在量质摘酒过程中，取二米查酒甲级酒混合样、三米查酒甲级酒混合样，留样编号品评。酒体质量由自组品评团队（国家级评酒员6人、自治区级6人、自由人士6人）对所取样品进行暗评，品评采取打分和写评语形式，继而对18位专业和非专业人士的品评结果汇总。结果见表6、表7。

根据三米查的品评汇总结果来看：三米查3个试验样2#、3#从打分和评语来看均好于试验样1#。2#、3#发酵后酒体感官质量较好。说明在三米查糟醅发酵过程中，添加酒用复合酶的量为0.1%～0.15%时能改善酒体感官质量，使所产酒的香气更好，酒体更绵柔丰满。同时3个试验样酒体感官质量也均优于2个对照，并且试验样酒体口感打分要比对照样品平均高1.10分左右，说明在三米查材料发酵过程中添加白酒复合酶能对发酵起到促进作用，有效改善了酒体的质量。

根据二米查的品评汇总结果来看：二米查3个试验样酒体口感打分要比对照样平均高1.02分左右；试验样酒体评语明显优于对照；并且在3个试验样中2#从打分和评语来看均高于1#、3#，说明在二米查糟醅发酵过程中添加白酒复合酶的量为0.1%时，生产的原酒酒体感官质量更好。试验样明显好于对照样，说明二米查材料发酵过程中添加白酒复合酶能对发酵起到促进作用，有效改善了酒体的质量。

2.3　酒体香气指标

2.3.1　骨架成分

蒸馏后所取二米查、三米查试验、对照酒样利用气相色谱仪分析酒体中骨架成分，对各样品的香气成分平均值统计汇总，汇总结果见图2、图3。

由图2、图3可知，乙酸乙酯、乙醛和乙缩醛这3项指标，二米查、三米查试验样均高于对照样；乳酸乙酯和甲醇、正丙醇等杂醇油试验样均低于对照样。说明在发酵过程中添加白酒复合酶生产的清香型原酒有效提高了清香型的特征成分，同时有效降低了乳酸乙酯和高级醇类物质。

清香型白酒乙醛和乙缩醛的主要作用是对香气有较强的协调功能，但必须要有协调的比例，根据化学工程平衡原理，tgα=乙缩醛/乙醛=1[1]时即乙缩醛和乙醛之比为1∶1时，为最佳的比例。按照这一原理计算二米查和三米查的试验样和对照样的两者的比例，通过计算我们试验样乙缩醛和乙醛几乎接近1∶1，而对照样比例偏差较试验样大。

表6　二米查酒口感品评汇总表

表7　三米查酒口感品评汇总表

酯类是白酒香气的重要组分，这些酯类虽然其结合酸不同，但几乎都是乙酯，一般发酵期短的普通白酒在酯类中乙酸乙酯含量最多，并且乙酸乙酯≥乳酸乙酯[2]，但含量不能过多。对于本实验中试验样和对照样的乙酸乙酯和乳酸乙酯均符合这一规律。

图2　二米查酒理化指标

图3　三米查酒香气指标

白酒中的高级醇即杂醇油是在酒精发酵过程中，蛋白质分解成氨基酸再进一步水解放出氨、脱羧基，生成醇。它们有强烈的气味，是白酒芳香成分之一，但杂醇油对人体神经系统的麻醉和毒害作用比乙醇强，它在人体内的氧化速度[3]却比乙醇慢，在机体内停留的时间也较长。所以在白酒生产工艺中有效降低高级醇也是应考虑的问题之一。通过对本实验酒体微量成分的分析，发现无论二米查或三米查在发酵过程中加入酒用复合酶，试验样酒体的杂醇油均低于对照样，说明在发酵过程中加入酒用复合酶均能有效抑制杂醇油的产生。

2.3.2　复杂成分

对蒸馏后所取的二米查、三米查酒样通过萃取、富集等样品前处理后，利用顶空固相微萃取-气相色谱/质谱联用技术(HS-SPME-GC/MS)分析酒体中微量成分。经过分析三米查酒体没有明显的特殊组分，但二米查酒体在出峰时间为13.30 s时，试验酒样比对照酒样多出一峰，经过和NIST08.L标准谱库对比，得出此峰为编号CAS2785-89-9,化学名称为Phenol,4-ethyl-2-methoxy-（4-乙基-2-甲氧基苯酚），俗名4-乙基愈创木酚，见图4。

图4　二米查酒体气相色谱-质谱图

由图4可知，二米查酒体中试验样均检测出4-乙基愈创木酚，而对照均未检测出。并且4-乙基愈创木酚的峰值规律为试验样2#＞3#＞1#。说明在发酵过程中加入酒用复合酶能促进4-乙基愈创木酚的产生，而在发酵过程中不同加入的酶量促使产生的4-乙基愈创木酚含量不同。

4-乙基愈创木酚呈发酵香气,略带甜味,量少时还有缓和咸味、协调香味成分的作用，是决定白酒品位及质量的一个主要香味成分。同时4-乙基愈创木酚等酚类具有预防疾病、抗衰老、促进人体健康的作用[4]。所以4-乙基愈创木酚在白酒中是一类很重要而且对人体有益的微量成分，一般清香型白酒中几乎不含愈创木酚。本课题在试验中清香型白酒检出愈创木酚实属偶然，在不影响香型风格的前提下，多出了对酒体口感绵柔和丰满起到一定作用，同时对人体有益的香味成分，是值得研究的。

3　结果与讨论

通过实验得到：二米查试验样2#酒体产质量较好，即二米查糟醅在其他工艺条件不变的前提下，加入0.1%的白酒复合酶，效果最佳；三米查试验样2#和3#酒体产质量较好，即三米查糟醅在其他工艺条件不变的前提下，加入0.1%或0.15%的白酒复合酶，效果最佳，但考虑到成本问题，建议选择添加0.1%的这一方案。

本课题研究了白酒复合酶在清香型机械化酿酒生产工艺中的应用，结合二米查三米查糟醅在发酵过程中理化的分析、原酒的产质量的分析等得出了在白酒发酵过程中加入白酒复合酶能促进酒醅彻底发酵，提高原酒产量。并且白酒复合酶中含有大量的酶类有效分解物料中的一些营养，产生大量以及丰富的香味成分使得酒体香气较好，口感绵柔。同时不同添加量的酶促进发酵的程度各异，产生香气成分也各有不同。

参考文献：

[1]林万福,李福玉,李振林.谈乙醛、乙缩醛在白酒中的含量及其量比关系[J].酿酒,2002,29(3)：42-43.

[2]陆寿鹏.白酒生产工艺学[M].北京：中国轻工业出版社,1994.

[3]沈毅.白酒成分与饮用健康的关系[J].酿酒,2009(2)：28-30.

[4]沈怡方.白酒生产技术全书[M].北京：中国轻工业出版社,1998.