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黄酒生产工艺及安全问题浅析

2021-12-02孙中贯

中国果菜 2021年9期
关键词:乙酯甲酸氨基

韩 娟,李 杰,梁 迪,宁 玥,孙中贯,刘 琳

(1.枣庄学院食品科学与制药工程学院,山东枣庄 277160;2.枣庄学院生命科学学院,山东枣庄 277160)

黄酒是以粮食谷物(稻米、黍米、玉米、小米、小麦等)为原料,利用酒药、米曲、麦曲等所包含的多种微生物共同作用发酵而成的酿造原酒[1]。黄酒本身还含有多种氨基酸,有“液体蛋糕”之美誉。随着我国市场经济的发展、人们生活质量水平提高以及社会生活习惯的变化,酒类消费发生了较大改变。为迎合人们对黄酒的需求,黄酒企业开始改良工艺设计过程、优化黄酒营养结构,强化保健功能,研究开发出既符合现代、时尚、经典需求,又不失传统黄酒优良酒体品格,并兼备优雅清醇、柔和爽适、富有个性的低醇营养黄酒[2]。该类黄酒是在传统酿造基础上,利用相关设备,辅以果汁、蔬菜汁、糖类、食品级液体CO2等调配成的一种起泡型果蔬味酒[3],其在营养保健及口感上被赋予了新的内涵,能够取得良好的社会效益。

果蔬类黄酒是现代黄酒发展的一个重要方向。随着黄酒厂机械化、自动化程度的提高和生产技术的创新[4],黄酒酿造过程中的不安全因素逐渐增多,黄酒的质量和安全面临着巨大的挑战。黄酒生产的安全性和稳定性是黄酒产业发展的关键。因此,分析黄酒行业的质量安全问题,并采取有效解决措施,对于保障消费者的饮用安全,促进黄酒产业的可持续发展具有重要意义。

1 黄酒的营养和功效

黄酒富含多种低聚糖、维生素、无机盐、酚类物质、类黑精、谷胱甘肽等生理活性成分,具有清除自由基、降低胆固醇、预防心血管病、抗癌、抗衰老等功能。

1.1 改善肠道功能,增强免疫力

黄酒能改善肠道功能。汤尚文等[5]研究表明,黄酒中有丰富的低聚糖,主要来源于两部分:一部分是由支链淀粉酶分解产生的,另一部分是由麦曲中的微生物所分泌的葡萄糖苷转移酶催化转糖苷缩合而成的,而低聚糖能够改善肠道功能。王丽媛等[6]研究表明,功能性低聚糖具有促进营养元素吸收利用及改善便秘等功效。能抵抗人体胃酸分解和α-淀粉酶水解,稳定性好,能进入肠道促进肠道内有益微生物双歧杆菌的生长发育。适当饮用黄酒能够活血驱寒、通经活络和益气健脾。

1.2 降低血压和胆固醇

研究表明,黄酒中含有丰富的蛋白质、氨基酸、活性肽[7]。黄酒的蛋白质含量在酿造酒中较高,多肽含量也是位居首位。近年来的研究表明,由多种氨基酸组合而成的低水平多肽具有比氨基酸更好的吸收性能,许多多肽具有原蛋白质或其组成氨基酸所没有的生理功能,如促进钙吸收、抗衰老、降低血压、降低胆固醇等。

1.3 降低患病风险

黄酒中含儿茶素、没食子酸、咖啡酸、绿原酸和香草酸等酚类物质,具有抗氧化作用[8]。黄酒除了具有能够抑制低密度脂蛋白(LDL)的氧化,预防冠心病和动脉粥样硬化等功效外,还具有清除自由基、抗癌、抗衰老、抗炎和抗血小板聚集等作用。

2 黄酒的生产方法

一般说来,黄酒的生产方法包括以下几种。

2.1 淋饭法

淋饭法是指在煮熟的糯米上浇上冷水,使其在冲泡过程中迅速冷却的一种黄酒生产方法。其生产工序为筛选→浸米→蒸饭→淋饭→落缸搭窝→翻缸下曲拌料→投酒→压榨→陈缸→灭菌→成品出酒[9]。此方法酿酒速度快,表面光滑,有利于拌曲搭窝以及好氧菌的生长繁殖,效果显著。

淋饭法要严格控制发酵酶用量、加水比、酵母添加量、发酵周期和发酵温度,从而控制黄酒发酵醪酒精度。万萍等[10]通过实验发现,淋饭法酿酒最适宜的参数为糖化酶用量为原料的0.6%,加水比4 mL/g,酵母添加量为原料的0.15%,发酵时间7 d,最适温度为28 ℃。

2.2 摊饭法

摊饭法是将煮好的糯米饭,摊平放于竹席上,用饭匙反复掀翻,使糯米饭迅速冷却的一种黄酒生产方法。摊饭法生产工艺是原料预处理→清洗浸泡→蒸米→摊晾拌曲→落缸搭窝→糖化→加饭→后发酵→抽滤→灭菌→成品[11]。为了掌握和控制发酵过程中风味物质的产生,必须在合适的时间打开耙子,即搅拌和冷却,调节温度。黄酒的酿造过程是糖化和发酵同时进行,用这种方法生产的米酒优雅、柔和、甘甜、醇香,质量符合黄酒理化指标的要求。

摊饭法需要控制好发酵时间,一般企业需要90 d 左右,是黄酒发酵期最长的生产方法之一,所得成品黄酒风味醇厚,质量优良,深受广大消费者的青睐。但该方法酿造速度慢,易受杂菌感染和出现淀粉老化现象。王兰等[12]将XZ-11 酵母菌活性干酵母用于摊饭法大缸发酵香雪酒生产中,酿制的成品酒各项理化指标均符合GB/T 17946—2008 优等品的标准要求,尤其可将香雪酒中总糖含量提高至279.9 g/L,与淋饭法相比提高了46.8%,降低了酒糟中残余淀粉含量27.2%,提高了原料利用率。

2.3 喂饭法

喂饭法近似于近代发酵工艺学中的“递加法”。喂饭法的生产工艺为小米→浸米→蒸饭→摊凉(加入生麦曲)→发酵(加入糖化酶)→喂饭(加入糖化酶、活性干酵母)→主发酵→后发酵→压榨→澄清→煎酒→陈贮→勾兑检验→灌装→巴氏灭菌→成品。

喂饭法生产的黄酒一般风味醇厚、品质优良、酒体饱满、营养功能齐全。采用喂饭法生产黄酒,可减少酒曲用量,增加出酒量;使酵母不易老化,始终保持旺盛的发酵能力;易于控制和调节发酵等生产条件;降低醪液酸度和稀释倍数,保持酵母对杂菌的优势,有利于安全发酵。奕水明等[13]研究表明,采用喂饭法生产的多为粮型营养黄酒,具有发酵持续旺盛,原料生化反应完全,成品酒风味醇和芳香,酒体丰满,营养功能齐全的优势。

3 黄酒的质量与安全问题

随着黄酒产业的快速发展,一系列社会问题也逐渐出现,亟待解决。如黄酒生产中会产生有害物质,产业发展整体技术水平不高,相关标准体系不完善等[14]。黄酒企业生产发展过程中极易产生氨基甲酸乙酯、生物胺及其他有害化学物质,同时我国黄酒生产时原料中含有过敏原成分。而且,黄酒贮存和运输不当会产生质量安全问题。

3.1 生成氨基甲酸乙酯

黄酒中氨基甲酸乙酯含量偏高问题的研究由来已久,是我国传统黄酒生产的一个非常重要的安全风险隐患[15]。世界各国和国际卫生组织对酒中的氨基甲酸乙酯浓度都有严格的限量标准[16]。

黄酒中的氨基甲酸乙酯是一种潜在的致癌物质,影响了黄酒的安全性,制约着黄酒产业的发展。有效控制黄酒中氨基甲酸乙酯的含量尤为重要[17-18]。氨基甲酸乙酯是由尿素、氨甲酰磷酸、瓜氨酸、焦碳酸二乙酯和氰化物等前体物质与乙醇进行自发反应而形成的[19]。尿素、氨基甲酰磷酸和瓜氨酸主要由原料或微生物代谢产生,氰化物主要由发酵过程中的酶反应生成,而焦碳酸二乙酯是人工添加作为防腐剂使用的。在这些前体物质中,尿素是黄酒中形成一个氨基产生甲酸乙酯的最主要前体物质,相关问题研究结果表明,在黄酒中氨基甲酸乙酯主要通过尿素和乙醇反应生成,其次是氨甲酰磷酸和乙醇反应、瓜氨酸和乙醇反应[20],在煎酒过程中,尿素、瓜氨酸等前体物质在高温环境条件下与乙醇快速反应,导致酒中氨基甲酸乙酯大量积累。

3.2 生成生物胺

生物胺是黄酒的潜在有害物质,摄入过量会危害人体健康。食物中的生物胺是一类低分子含氮化合物,一般由脱羧酶脱羧相应的氨基酸产生[21]。黄酒中生物胺含量的限定要符合相应的国家标准,适量的生物胺可促进人体的正常生命活动,但在含乙醇的酒精性饮料中,由于乙醇对胺氧化酶活性的抑制作用,可显著增强酒类制品中生物胺的生理毒性[22],从而产生危害,不利于消费者身体健康。过量摄入外源性生物胺会对神经和心血管系统造成损害,导致头痛、心悸、呼吸紊乱和呕吐等不良反应,严重时可能危及生命。

3.3 发生过敏反应

食物过敏是当前威胁人类健康的重大食品企业安全管理问题之一[23]。食物过敏原是指食物能使人体产生过敏反应的抗原分子[24],人体与过敏原反复接触,会引起免疫系统的强烈反应,可导致不同程度的不适,严重时过敏反应可引起人体血压骤降、气道阻塞、休克、器官衰竭,甚至死亡。黄酒生产的关键原料为麦曲,麦曲的原料即小麦,根据GB/T23779 预包装食品中的致敏原成分、GB7718 食品安全国家标准预包装食品标签通则,小麦作为一种含麸质的谷物,是一种过敏原。黄酒生产中的麦曲、黄酒醪液、黄酒糟等小麦制品也是一种过敏原[25]。如若对小麦敏感的目标人群误饮黄酒,根据饮酒量或机体的敏感程度不同,会发生不同程度的过敏反应。

3.4 出现沉淀

黄酒在保质期内容易产生浑浊沉淀,对人体健康无害,但会影响其外观质量,制约黄酒产业的发展。所以,解决黄酒沉淀迫在眉睫。黄酒的主要沉淀类型有蛋白质沉淀、金属离子沉淀和碳酸钙沉淀等,其中,主要是蛋白质沉淀[26]。

3.5 缺乏相关标准

目前,我国黄酒产业仍存在着信息质量安全保障制度体系建设不完善、基础教育科学技术研究不深入、品牌企业价值严重落后、机械化程度低、产品竞争力弱、市场监管工作机制不完善等问题[27],黄酒产业多年来没有质的飞跃,全国各地必须在新形势下充分认识我国发展黄酒的重要性和紧迫性。许多黄酒企业的产品系列杂乱,没有形成清晰的品牌定位,黄酒主流产品的核心价值没有被充分挖掘出来,整个行业的价值定位不明确。而且黄酒市场的微观层面、价值取向、消费者认知和主流消费区域等也制约了黄酒产业的发展。

4 黄酒质量与安全问题的改善措施

4.1 控制氨基甲酸乙酯的措施

消除黄酒中氨基甲酸乙酯的方法有很多,如工艺优化、物理吸附、转化酒曲的代谢工程策略、生物酶消除等。结合我国黄酒中氨基甲酸乙酯生成的因素,黄酒生产商在不影响产品生产经营稳定性和风味的前提下,通过不断调节黄酒过程中的储存温度变化对酒中氨基甲酸乙酯含量进行有效管理控制,选择使用低温、短时间煎制的方法能够降低黄酒中氨基甲酸乙酯的含量[23]。由于氮代谢的抑制作用,氨基甲酸乙酯前体物质尿素的过度积累是黄酒发酵液中氨基甲酸乙酯形成的主要原因。因此,黄酒生产商可通过改进酿造技术工艺,选择相关蛋白表达含量相对较低的原料等措施来减少尿素来源,进一步降低生产发酵液中的尿素含量,从而有效减少黄酒中氨基甲酸乙酯的形成[25]。酸性脲酶能够在酸性环境条件下将尿素降解为氨和二氧化碳,减少黄酒所含的过量氨基甲酸乙酯;周建立等[28]的实验研究表明,重组以及酸性脲酶对过量氨基甲酸乙酯存在一定的降解作用。此外,在黄酒发酵过程中,工程菌N85DUR1,2-c 的DUR1,2基因的转录和表达不受氮代谢阻遏效应的影响,能够有效降低发酵液中尿素的含量,从而减缓尿素与乙醇反应生成氨基甲酸乙酯的速率,减少氨基甲酸乙酯的生成[29]。

4.2 控制生物胺的措施

对实际生产过程进行人工控制,可以显著降低最终产品中生物凝胶的含量。比如生物酸化浸米技术在黄酒生产过程中的应用能及时阻止代谢反应[30]。此外,还可以将一些在葡萄酒和奶酪发酵生产过程中发现的具有不可降解研究生物胶的菌株,应用到我国黄酒生产中。目前,食品中的生物胺没有统一的国际标准,各国只对部分食品的标准进行了限制,我国目前食品中生物胺的标准只涉及鱼类及其产品中的组胺[31]。因此,根据风险评价结果,应建立合理的监测限值体系,规范生产管理,完善相应的国家标准,降低生物胺含量,提高黄酒的质量和安全性。同时,加强黄酒的质量和管理安全监测,进一步提高我国黄酒在国内外市场的竞争力[32]。

4.3 抑制黄酒致敏反应的措施

对于黄酒生产过程中的过敏源风险,根据我国食品信息安全教育质量控制管理理论体系的要求,建立一个安全工作可靠的可追溯制度,定期组织进行应急预案和模拟召回演练,当存在由于企业产品过敏标识不当或过敏风险而造成影响产品网络安全事故出现时,应立即启动召回程序,确保所涉及的产品全部处于受控状态并及时召回[33]。

4.4 减少黄酒沉淀现象的措施

解决黄酒浊度、控制沉淀,可通过对黄酒生物和非生物浑浊沉淀原因的分析,采取相应的解决措施,如澄清剂法、酶制剂法、膜过滤法、助滤剂、超高压等进行控制,以提高黄酒的品质及风味[34]。对一些能吸附黄酒中蛋白质、多酚等物质的澄清剂要配合使用,澄清剂的使用能大幅减少黄酒的沉淀。

4.5 健全黄酒质量与安全的管理体系

发展壮大黄酒产业,一方面政府需要出台相关政策,促进资源整合,弥补市场调节中的漏洞,助力黄酒产业的快速发展,加快黄酒企业的转型升级;另一方面,企业要提高机械化水平,研发新产品,扩大产业链,加大宣传力度,提高黄酒的知名度,增强市场竞争力。融合ISO9001:2008和ISO 22000:2005 这两大体系,构建SSJ 黄酒生产质量安全控制体系,包括质量安全控制原则、控制体系中的双层PDCA 循环以及质量安全控制体系策划。基于黄酒的质量安全问题,构建“法防”“物防”“技防”“网防”“人防”法人五位一体化整体性治理体系[35]。

5 黄酒质量安全的对策及展望

黄酒的安全性是黄酒生产的首要指标,在安全的前提下,可以更有效地提高黄酒的质量。在新市场经济背景下,黄酒及相关产业经济发展面临新形势,为进一步加强黄酒的质量安全,提升消费者对黄酒行业的认知和信赖,推动我国黄酒产业健康、持久发展,后续应继续加大技术研究投入力度,快速提升行业整体质量安全风险控制,加强风险评估、信息交流与管理,增强对风险安全的应对能力;严格落实黄酒生产企业主体责任,从源头保证黄酒质量安全;建立严格的质量管理,如建立各批酒质记录档案,包括尝评记录、色谱分析数据和微机组合勾兑技术等内容;加强政府监管,严厉打击违法违规行为;企业应做好行业自律。开拓黄酒及其相关产业标准化方向,围绕黄酒产业开展标准化管理工作,丰富黄酒产业产品市场发展的内涵,通过一个标准打造“黄酒经济”,从而能够更好地服务于地方社会经济不断发展[36]。

随着消费升级,新时期我国黄酒将朝着差别化和精酿化方向发展,差别化和精酿化相辅相成,其实,精酿本身也是通过差异化来体现。差异化和精细化的检验在市场上展现,只有市场接受它们,销售量才会增加,效率才会提高[37]。此外,消费者年轻化将成为未来黄酒行业的发展趋势。吸引更多年轻消费者进入黄酒市场是黄酒企业发展需要研究的课题,引导青壮年群体把黄酒作为一种社会消费时尚,有利于黄酒消费群体的扩大,也是黄酒产业发展的需要。

果蔬黄酒是当代黄酒新产品开发的趋势。唐耿[38]发明了一种果蔬红曲黄酒,产品色泽鲜艳,口感绵甜,清爽醇正,果香浓郁,同时具有红曲的多种医疗保健产品功效。孙爱保[39]表示,美酒和产区密不可分。黄酒作为我国“国粹”,既要有国粹的风范,更要有“国酿”的自信。因此应该制定一个更高的规划目标来引领行业发展。黄酒的发展应坚持原则,传承古法,不断创新,通过建设精品酒生产基地、举行黄酒评价和交流会等途径,构建我国黄酒质量和价值表达的新体系。黄酒企业要紧紧围绕白酒生产关键环节,进一步推进关键工序智能化、生产控制自动化和供应链优化,推动全行业技术创新、工艺创新和管理创新,助力产业转型升级。

6 结语

黄酒品类众多,是受消费市场欢迎的一种酿造酒,富含低聚糖、酚类物质、类黑精、无机盐等生理功能活性成分,具有改善疲劳、疏通筋脉、抗癌以及增强体质等功效。为满足现代消费者的需求,要不断创新黄酒品种,注重果蔬结合,生产出消费者满意的优质黄酒。生产优质黄酒的同时,要严格把控黄酒的质量安全,注意改进黄酒的生产技术来控制有害成分、改善黄酒的沉淀现象等。此外,还需要建立一个有效的黄酒质量安全管理体系,在黄酒生产中,企业应从生产工艺方面提高黄酒的质量和安全性,使消费者喝到更安全、更高品质的黄酒。

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