梨渣谷物白酒酿造工艺的研究及其成分分析

2020-03-03徐娜满都拉孙子羽忻胜兵成岚陈忠军

食品工业 2020年1期

徐娜，满都拉，孙子羽，忻胜兵，成岚，陈忠军

内蒙古农业大学食品科学与工程学院（呼和浩特 010018）

梨（Pyrus spp）是一种落叶乔木或灌木的果实，属被子植物门双子叶植物纲蔷薇科苹果亚科[1]。我国梨的产地主要集中于安徽、辽宁、山东、河北，其中安徽砀山是世界上最大的连片梨园，其年产梨总量约7.5亿 kg，占全国梨总产量的1/8[2-4]。梨的生理功效很多，具有清热解毒、润喉通便、消炎宣肺、止咳化痰、预防感冒等功能[5]。随着梨树的种植面积不断发展扩大，其加工产品越来越丰富，多以梨汁、梨干、梨罐头、梨果酱和梨脯为主[6-8]，随之也产生大量的梨渣副产物。而绝大部分厂家选择将梨渣作为废物丢弃或是用于饲料、生物肥料等，造成原料利用率不高、浪费等现象，殊不知梨渣也含有丰富的营养物质，如大量蛋白质、多糖、有机酸、微量元素等[9-11]。近些年，中国研究者对梨渣的应用多数集中于功能性物质的提取和饲料制备，对于梨渣相关食品的研究领域相对空白[12]。

白酒是中国特有的一种蒸馏酒。通常以谷物为原料，通过发酵、蒸馏而得，少量饮用益处多[13-15]。其功效有缓解失眠、通风、散寒、舒筋活血、延缓衰老、预防癌症等[16]。

试验以梨渣和谷物作为酿制白酒的原料，不仅保留了梨渣原有的营养元素和风味，还有效结合了谷物中蛋白质、碳水化合物、维生素、纤维素、矿物质等营养物质[17-19]。除此之外，梨渣谷物白酒还扩展了梨的产业链，同时杜绝大量梨渣浪费等问题。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

梨渣（生产梨汁压榨的剩余废料）；玉米、大米（均购自呼和浩特食全食美超市）；大麦芽（内蒙古农业大学职业技术学院）；酒曲（合肥大汉酿酒技术服务中心）。

白酒混合标样液15组分（标样）、乙酸正丁酯（内标）（兰州东立龙信息技术有限公司）；氢氧化钠、酚酞（均为分析纯，天津永晟精细化工有限公司）；硫酸（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）。

1.2 仪器与设备

DPX-9162 B-1恒温培养箱（上海福玛实验设备有限公司）；FA-1电子天平（上海菁海仪器有限公司）；A-103多功能榨汁搅拌机（增城市新塘镇新升电子音响器材厂）；数显折光仪（上海仪电物理光学仪器有限公司）；PHS-3 C型pH计（上海仪电科学仪器股份有限公司）；精密酒精计（河北省武强县华鸥仪器仪表厂）；GC-7900气相分析检测仪（北京中惠普分析技术研究所）；气相色谱柱（LZP-930，色谱世界）；旋转蒸馏设备（上海英峪科研仪器设备有限公司）；电磁炉（S21-SDCB9E88，浙江绍兴苏泊尔生活电器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 检测方法

酸度，采用酸度计检测；糖度，采用糖度计检测；酒精度，参照GB/T 5009.48采用蒸馏法检测[20]；梨渣谷物白酒感官品评，参照GB/T 33405—2016打分[21]。

1.3.2 工艺流程及操作要点

梨和不同谷物的预处理→加白酒曲→液态发酵→发酵过程记录数据→蒸馏→调配→成品

（1）预处理。选择新鲜、无腐烂、无疤痕的剩余残梨渣，并进行多次清洗。挑选粒大、饱满的谷物。根据糖化效果，最终确定谷物混合比例玉米、大米、大麦芽为56%，12%和32%，依次称量好后混合，同时称取相应梨渣的量加入混合谷物中，按500 g干粮食（包括谷物混合物和梨渣）加1 400 g水的比例在混合物中加入水，用榨汁机将混合物进行粉碎。煮料20～30 min。

（2）发酵。以8%比例加入曲。混合后搅拌均匀，密封发酵。

（3）蒸馏。将发酵醪液进行蒸馏，分段收集。使用酒精计测量其酒度并记录。

（4）气相色谱分析。抽取1 mL酒液加入10 μ L内标物质乙酸正丁酯，摇匀后抽取1 μL打入分析仪器中，记录相关数据及图像。气相色谱条件：载气N2；检测器，氢火焰离子化检测器（FID）；检测温度230℃；气化温度220 ℃；标样，白酒15组分；内标物，乙酸正丁酯（0.173 4 mg/mL）；样品量1 mL；进样量10 μL。柱温在50 ℃保持6 min，以8 ℃/min升温至170 ℃。

（5）贮存调配。蒸馏结束后进行贮存和调配，最终得到梨渣谷物白酒成品。

1.3.3 感官评定表

试验参照白酒感官品评导则GB/T 33404—2016和白酒感官品评术语GB/T 33405—2016，建立梨渣谷物白酒感官评分标准，见表1。试验选取10名食品专业的老师和学生按照相关评分标准，对梨渣谷物白酒的色泽、香气、口味、风格4项感官指标进行品评，品评分数取平均值即为该样品最终的评分结果。

表1 感官评分标准

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 梨渣与混合谷物比例对发酵液品质的影响

由图1可知，物料比1∶0.5时，酒精度达最高（11.3%vol），但此时感官分数较低，原因可能是固形物含量太多导致酒品不佳。物料比1∶2.0时，感官评分最高，为76分，但酒精度低，原因可能是随梨渣添加量增加，淀粉含量减少，糖化后葡萄糖含量减少，酒精度低。此时酒体饱满，口感较佳。因此酿造工艺的最佳物料比例为1∶2.0。

2.1.2 加曲量对发酵液品质的影响

由图2可知，加曲量最大0.9%时，酒精度达最高，为7.3%vol，酒曲含量越多，分解糖能力越强，因此酒精度也高，但此时感官分数较低。原因可能是酒中所含酒曲过多，导致曲味大于酒香味。加曲含量过低时，感官评分达到最低（49分），此时酒精度明显较低，这是由于酒曲添加量过低时不能充分利用梨渣谷物中的碳水化合物转化为乙醇，导致酒香味不足。添加曲量0.5%时，感官分数达到最高（75分），酒精度较高，此时酒香最为浓郁，因此加曲量0.5%时最佳。

图1 梨渣与混合谷物的比例对发酵液品质的影响

图2 加曲量对发酵液品质的影响

2.1.3 发酵时间对发酵液品质的影响

由图3可知，5 d之前酒精度普遍偏低，其原因可能为酒曲没有充分利用蔗糖，发酵不够成熟。发酵时间太长则容易产生杂质，导致酒体口感不佳。发酵天数5 d时，感官评分最高，为81分，此时酒精度较高，为5.7%vol，酒香突出。

图3 发酵时间对发酵液品质的影响

2.1.4 发酵温度对发酵液品质的影响

由图4可知，25 ℃时，酒精度达最高，为8.2%vol；感官得分最高，为79分，说明此时的酒发酵温和，颜色和风味较优，酒香协调，因此发酵温度应控制在25 ℃。发酵温度过低时，酒曲生长缓慢，对醪液中的碳水化合物利用率低，酒体口感不协调。发酵温度过高时，会致使酒曲过早失去活力，使醪液中的糖分不能完全被利用，导致酒精度较低，并会伴随不愉快气味，影响最终的感官品评。因此酿造工艺的最佳发酵温度选为25 ℃。

图4 发酵温度对发酵液品质的影响

2.2 正交试验结果与分析

选取原料配比、加曲量、发酵温度和发酵时间4个单因素，按照表2进行L9(34)正交试验，以感官评分作为检测指标，结果见表3。

由表3可知，各因素对梨渣谷物白酒感官评价影响的大小顺序为发酵时间＞发酵温度＞加曲量＞比例，梨渣谷物白酒最佳工艺条件为A3B1C1D2，即谷物混合物（玉米、大米、大麦芽）和梨渣的配比1∶2.4、发酵温度22 ℃、发酵时间6 d及加曲量0.8%（加曲量在52.6 g谷物和梨渣的混合物中加0.4%）。经验证性试验，最佳工艺下制得的梨渣谷物白酒的感官评分为88分。

表2 正交试验因素和水平

表3 正交试验结果及极差分析

2.3 梨渣谷物白酒成分分析

将发酵制得的梨渣谷物酒进行蒸馏，并分段收集酒头、酒中（原酒）、酒尾。利用气相色谱分别分析梨渣谷物白酒的酒头、酒中、酒尾成分。

从图5可以看出，酒中（原酒）含有12种香味物质，含量为0.369 3 mg/mL。香味物质依次为乙醛、甲醇、乙醇、正丙醇、仲丁醇、异丁醇、乙缩醛、异戊醇、乳酸乙酯、戊酸乙酯、正己醇、己酸乙酯。其中醛类物含量为0.046 2 mg/mL，醇类物质（除乙醇）含量为0.320 8 mg/mL，酯类物质含量为0.002 3 mg/mL。

从图6可以看出，酒头含有12种香味物质，含量为0.627 2 mg/mL，其中醛类物质2种，含量为0.055 8 mg/mL；醇类物质（除乙醇）6种，含量为0.569 1 mg/mL；酯类物质3种，含量为0.002 7 mg/mL。酒头与原酒相比，醇类、酯类与醛类物质的含量均高于原酒，其原因可能是酒头含有杂醇类、杂醛类和杂酯类，所以其口感风味略差于原酒。

从图7可以看出，酒尾含有13种香味物质，其中酯类物质含量为0.009 mg/mL，醇类物质含量为0.127 mg/mL，醛类物质含量为0.008 1 mg/mL。酒尾与原酒相比，醇类与醛类物质的含量均低于原酒，而脂类高于酒中。