薏苡功能性成分分析及薏苡酿酒工艺研发

雷 裕，陆，钟珍梅，林忠宁

（1. 福建省农业科学院农业生态研究所，福建福州 350000；2. 福建省丘陵草业工程技术研究中心，福建福州 350000）

薏苡是禾本科（Gramineae） 薏苡属（Coix L.）的一年生或者多年生植物，其为C4 植物，原产于东南亚的热带和亚热带地区及中国的云贵高原和广西一带[1]。薏苡的果实剥壳后的种仁称为薏米或薏苡仁，含有丰富的碳水化合物、蛋白质等，其种仁中碳水化合物以淀粉为主，含量高达65%，仅次于水稻、小麦、玉米、高粱等；而薏苡仁的蛋白质含量高达17.6%左右，远高于水稻、小麦、玉米、高粱[2]。薏米是一种重要的食物来源，也是一种珍贵的药材。薏米中含有大量的脂肪、微量元素和维生素及功能性活性成分如多糖、脂肪酸及其酯类化合物、酚类化合物等，还含有对细菌、酵母菌、真菌等均有抗菌作用的茚类化合物，可应用于化妆品的神经酰胺等活性抗癌物质薏苡仁酯等[3]。《神农本草经》中将薏苡列为药材上品，其具有健脾利湿、除痹止泻、清热解毒等功效，薏苡水提物中还含有中性多葡聚糖混合物及酸性多糖等抗体活性[4]，薏苡的根、茎、叶也可入药，性微寒，味甘，主治水肿脚气、风湿痒痛、泄泻、肠痈、关节炎等。因此，薏苡具有较高的推广和利用价值。

利用粮食作物酿酒最早起源于原始社会，据考古发现，早在新石器时代晚期，我国远古先民就开始利用薏苡酿酒[5-7]。目前，国内外研发人员科学开发薏苡中的活性成分，开展薏苡保健品、发酵半成品（如果汁饮品、功能酒等） 的研发工作，取得了重要进展，研制出了薏苡低浓度黄酒、日本薏米酒、黄酒型薏米酒等[8-10]，在传统酿酒的基础上为开发功能性酒拓宽了思路，也为充分挖掘薏苡的药食两用价值提供了良好的方法。从薏苡的活性成分分析出发，探讨薏苡制酒的主要影响因素，为薏苡酒的酿制提供科学依据。

1 薏苡成分分析

1.1 薏苡的主要成分

薏苡的籽粒薏米是一种禾本科谷物，碳水化合物是构成薏米的主要物质，其含量约占65.50%，高于小麦粉低于精白米和大麦粉等，但薏苡的淀粉晶体以A 型为主[11]，糯性强。薏米的蛋白质和脂肪含量分别为17.56%和10.29%，远高于其他6 种粮食作物。纤维和灰分含量分别为1.20%和1.30%，与白米、小麦持平低于大麦。

薏米与其他常见禾本科粮食作物的主要营养成分比较[12]见表1。

表1 薏米与其他常见禾本科粮食作物的主要营养成分比较/ %

1.2 薏苡的功能性成分

薏米中除含有表1 中的成分外，还含有大量的维生素、薏苡仁脂、多糖和氨基酸等。

薏苡仁的主要功能性成分含量见图1。

图1 薏苡仁的主要功能性成分含量

薏苡中甘油三油酸酯（薏苡仁酯）、非必需氨基酸、必需氨基酸、多糖、B1、B2和维E 的含量分别为1.41%，10.72%，6.25%，21.35%，52.43%，11.44%，0.565%，但不同品种之间这些功能性成分的含量存在较大差异，因此可根据不同品种功能性成分含量开发相应的功能性产品。

2 薏苡酒的酿制

2.1 薏苡酒的酿制历史

中国酿酒的历史源远流长，李时珍的《本草纲目》 记载“酒自黄帝始”。据史学家和考古学家考证，早在原始社会酒就已经产生了。最早的酒是以野果发酵产生，随着农业的发展和粮食生产的扩大化，在果酒的基础上，远古劳动人民又开始用谷物造酒，即黍酒，也就是我们今天所说的黄酒[7]。考古研究发现谷芽酒在仰韶文化人群的饮食和礼仪活动中具有重要地位[5-6]。据仰韶文化遗址的考古发现，薏苡酿酒的起源也很早。考古人员分析了仰韶文化代表——蓝田新街遗址和陕西高陵杨官寨遗址出土的陶器，发现早在新石器时代中晚期，我国黄河流域的劳动人民就开始利用黍、薏苡、小麦族、稻米、栝楼根、芡实酿酒，其中，黍在酿制谷芽酒中居于核心地位，而薏苡作为普遍使用的酿酒原料[5-6]，这应该是关于薏苡酿酒最早的记载了。

2.2 薏苡酒的酿制工艺及影响因素

2.2.1 原料的选择

目前，市面上常见的粮食作物如大米、糯米、小麦、玉米和高粱等都适合酿酒，但是不同的原料因其品质不同，出酒率和成品酒风味也不尽相同。总的来说，适合酿酒的原料应具备淀粉含量高、蛋白质含量适中、脂肪含量低，并含有一定量的单宁、灰分及粗纤维等[13]。淀粉是酿酒发酵过程微生物生长繁殖的营养基础和能量来源，因此理论上说淀粉含量以高为好，其中支链淀粉含量越高越利于酿酒。酿酒过程微生物发酵需要合适的C/N 比，当C/N 比合适的时候利于曲霉菌的繁殖生长，因此碳水化合物和蛋白质的含量比值在一定范围内更利于发酵。蛋白质含量不宜过高，因其分解的产物可能产生多种醇、酸醋等芳香物质，使酒酸化，口感变差。此外，脂肪和单宁含量过高对酿酒也是不适合的[13]。薏米的蛋白质相对较高，因此酿酒宜与糯米按比例配合酿制，提高发酵率和风味。方尚玲等人[8]酿制黄酒型薏苡酒，其中薏苡仁与糯米的比例为1.5∶8.5 最佳。

2.2.2 发酵环境因素的控制

温度是影响薏苡酒酿制的关键环境因素，温度的影响贯穿薏苡酒酿制的全过程。一般情况下酿酒的室温宜在25～35 ℃，后发酵宜在15～20 ℃进行。吕峰等人[10]研发了低度薏米酒酿造工艺，结果表明糖化发酵温度31 ℃为最适宜温度。由于不同的原料分解适合的环境条件不尽相同，因此温度控制视条件而异。靳明元[14]用糯米和薏仁酿制甜酒，结果表明糯米薏仁甜酒最适发酵温度为30 ℃，最适发酵时间为4 d。黄酒型薏苡酒的酿制过程中，拌料后糖化过程宜置于26～28 ℃下糖化发酵36 h，后发酵在15～20 ℃进行2 周。

2.3 酿制工艺优化

采用传统的蒸馏法酿制薏苡酒容易造成薏苡营养成分、功能性成分的流失，同时研究表明，薏苡全株中除薏苡仁外，其根、茎、叶、麸皮均含有营养成分、功能性成分，通过工艺改良及原料科学配比，以薏苡全株（根、茎、叶、麸皮和薏苡仁） 为原料，通过工艺流程改良将薏苡中的功能性成分、营养成分有效保留在酒中，制成富含功能性组分具有保健效果的薏苡酒，丰富了薏苡功能酒的酿造原料来源，提高薏苡的综合利用价值。

工艺流程：原料处理→原料混合→原料蒸煮→原料冷却→糖化→加米曲→混缸→发酵→陈酿→压榨→过滤→杀菌（10～20 min） →装瓶。

（1） 薏苡仁的处理。原料筛选（剔除杂质、霉烂、破损） →水洗干净→干燥（温度80～120 ℃，时间60～180 min） →粉粹→过筛→加水浸泡。

（2） 薏苡麸皮的处理。原料洗净→原料干燥→粉碎→过筛→浸泡（时间24～48 h）。

（3） 薏苡根、茎、叶处理。原料筛选→洗干净→切段→打浆→酶解→过滤→浸提。

（4） 薏苡麸皮、薏苡仁混合处理。薏苡麸皮、薏苡仁处理后→混合→蒸煮（30～40 min） →冷却→酶解→糖化→加曲→混合（与处理过的薏苡根、茎、叶浸提物混合） →发酵（发酵7 d） →陈酿（时间为2～5 个月） →压榨→过滤→杀菌（10～20 min） →装瓶。

（5） 薏苡麸皮、薏苡仁经处理、混合、蒸煮、冷却后，底物质量分数控制在20%，pH 值控制在3.0～5.0，酶添加量应为浆液质量的0.2%，温度控制在45 ℃，酶解时间控制2 h 效果最佳。

（6） 米曲的制备。应将薏苡原料接种酿酒酵母、产酯酵母、根霉，恒温箱内培养5 h，温度保持在28 ℃，烘干后的米曲含水量低于15%。

（7） 接种、发酵。米曲制备结束后应接种和发酵，随着加曲量增加，酒精度逐步升高，当达到一定酒精度后逐步下降。少量加曲，会出现发酵不充分现象，加曲量增加，发酵速度逐步加快，酒精度也随之增多，当加曲量超过18%，酒精度含量下降，口感酸涩，综合考虑加曲量保持18%为宜，接种后应在恒温26 ℃的酵液中发酵，发酵72 h 酒精度达到11%Vol，之后酒精度增加趋缓。

3 对策和建议

虽然薏苡酿酒的历史悠久，且目前市面上也开发了不少薏苡酒产品，但总的来说，当前薏苡酿酒主要还是开发薏苡的粮食作物功能，而在薏苡的活性药用功能的酿酒开发上工艺粗放、随机性较强，因此成品酒功能物质的稳定性仍有待加强。薏苡中含有较多的活性成分，且薏苡的药用功能也在药典上记载。薏苡中的活性成分均为通过不同的生物化学途径合成或者分解而得，其生物合成或分解途径受到多种因素影响，而薏苡酒的酿制过程也可能影响这些活性成分的生物化学合成过程，导致功能性成分的积累增加或者分解消失，因此通过工艺流程的精准优化、环境因子的标准化控制等措施，有望实现薏苡酒功能成分含量的提升。与主要粮食作物（如大米、高粱等作物） 相比，薏苡的种植面积及产量都有其局限性，因此以薏苡作为粮食作物原料酿制酒的特色不强，未来薏苡酒应以功能酒的酿制及研发为方向，可在工艺改良或原料科学配比上着手，重点突破酿制过程中某种或多种功能性成分的提升工艺或技术瓶颈，开发具有保健功能或药用价值的薏苡酒，如薏仁多肽酒的研发就是以生产功能酒为目的。当前薏苡酒的酿制主要原料为薏苡仁，薏苡的根茎叶也含有一定的活性成分，其也可作为生料或者通过一定的工艺提取其活性成分并将其应用于酒的酿制中，传统的蒸馏法酿造薏苡酒其对营养成分、药用成分破坏大，研究团队成功通过工艺改善、原料配比改良提取薏苡的根茎叶活性成分，酿制出具有一定功能的薏苡酒，并获得国家发明专利的授权，很好地解决了薏苡的整体利用，必将为薏苡的进一步开发打开全新的市场。