发酵方式和酒曲对油莎草块茎发酵酒品质的影响

叶春苗，韩艳秋，李 颖，杨 宁，魏忠平，冯良山

（1.辽阳职业技术学院，辽宁 辽阳 111000；2.辽宁省农业科学院食品加工研究所，辽宁 沈阳 110161；3.辽宁农业科学院，辽宁 沈阳 110161；4.辽宁省林业科学研究院，辽宁 沈阳 110032）

油莎草Cyperus esculentusvar.sativus块茎又名油莎豆，国外称为虎坚果、老虎豆等，原产于地中海地区。油莎豆营养丰富，富含油脂、淀粉、蛋白质及各种维生素，其中油脂含量高，是目前报道中产油量最高的植物油料之一。油莎豆榨油后的产物被称为油莎豆粕，其淀粉含量为24.63%～36.77%，与玉米、小麦、土豆等淀粉含量相似，因此油莎豆粕二次利用的前景十分广阔。李意等[1]对油莎豆白酒发酵工艺及其品质指标进行了研究，周兴鹏等[2]研究了油莎豆制备白酒的工艺及催陈方法，虽然都证实了油莎豆粕在酿造白酒方面具有可行性，但是对发酵方式及酒曲选择研究还是空白。由于液态发酵和固态发酵对白酒品质有较大影响，因此，本研究以油莎豆粕为原料，研究不同发酵方式及不同酒曲对油莎豆酒发酵指标和风味成分的影响，以期获得最佳的油莎豆白酒。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

油莎豆粕由辽宁省农业科学院耕作栽培研究所提供；大曲、小曲购自梁山盛源生物制曲有限公司；乙酸乙酯、甲醛、己酸乙酯、异戊醇、乳酸乙酯（均为色谱纯）购自赛默飞世尔科技（中国）有限公司。

1.2 仪器与设备

高速中药粉碎机（天津华鑫仪器厂）；BS 124S 型电子天平（北京赛多利斯仪器系统有限公司）；Autosystem XV 气相色谱仪（美国 PerkinElmer 公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 固态发酵工艺流程

油莎豆粕→粉碎→热水润糁→装甑蒸料→出甑加水→扬冷→加曲发酵（大曲粉/小曲粉/混合曲）→装甑蒸馏→油莎豆白酒。

（1）粉碎：称取1 kg 油莎豆粕，粉碎粒度为15 mm备用。

（2）润糁：向饼粕粉中加入适量水，料水比1∶0.6，浸泡24 h。

（3）蒸料：将原料与稻壳（15%）分别入锅蒸煮，加热蒸熟。

（4）扬凉：原料蒸熟后，出锅摊晾35 min 左右，使物料的温度冷却至60 ℃。

（5）加曲发酵：添加160 g 大曲粉或者小曲粉或混合曲（大曲∶小曲=1∶1），将曲和料拌匀后，装入罐内发酵，密封发酵25 d[3-4]。

1.3.2 液态发酵工艺流程

油莎豆粕→粉碎→热水润糁→装甑蒸料→出甑加水→扬冷→三角瓶加曲发酵（大曲粉/小曲粉/混合曲）→液态蒸馏→油莎豆白酒。

加曲发酵：添加160 g 的大曲粉或者小曲粉或混合曲（大曲∶小曲=1∶1），将曲和料拌匀后，装入三角瓶中发酵10 d。其它同步骤1.3.1。

1.3.3 指标测定

采用酒精计法测定酒精度；采用氢氧化钠中和滴定法测定酸度；采用盐酸水解法测定残淀粉含量；采用气相色谱法进行风味成分测定。

1.3.4 主成分分析

采用SPSS 18.0 软件进行数据处理，图谱分析采用G1701 化学工作站数据处理系统在NIST 标准谱图库中检索，由面积归一化法计算各成分相对含量。

2 结果与分析

2.1 发酵方式和酒曲对油莎豆白酒酒精度的影响

不同发酵方式和酒曲对油莎豆发酵酒酒精度的影响见图1。

图1 不同发酵方式和酒曲对油莎豆白酒酒精度的影响

由图1 可知，不同发酵方式发酵油莎豆粕得到的油莎豆白酒的发酵指标不同，采用固态方式发酵的混合酒曲油莎豆酒的酒精度最高为7.61%，其次是固态发酵的大曲酒，酒精度为7.45%，液态发酵的小曲酒酒精度最低为5.56%；固态发酵方式比液态发酵方式酒精度高，采用混合酒曲发酵要比单一酒曲发酵酒精度高。其原因可能是固态发酵环境可以加快酵母菌的繁殖速度，有利于菌种的快速增殖，产酒精能力也就相应增强；然而大曲和小曲混合发酵充分发挥了小曲的糖化作用，因此混合酒曲发酵中淀粉利用充分，酒精度更高一些。

2.2 发酵方式和酒曲对油莎豆白酒酸度的影响

由图2 可知，采用固态方式发酵的混合酒曲油莎豆白酒的酸度最高为 3.22 mmol·（10 g）-1，其次是固态发酵的大曲酒，酸度为 3.01 mmol·（10 g）-1，液态发酵的混合酒曲酸度为 1.01 mmol·（10 g）-1，大曲酒酸度为 0.98 mmol·（10 g）-1，小曲酒酒精度最低为0.46 mmol·（10 g）-1。固态发酵方式比液态发酵方式酸度高，采用混合酒曲发酵要比单一酒曲发酵酸度高。其原因可能是固态发酵环境使酵母菌大量繁殖，提高了对淀粉和还原糖的利用，使得酸度较高；然而混合酒曲中小曲的糖化能力比单一的大曲提高，加之酵母菌的大量繁殖促进了糖的利用，使得产物酸增加[5-6]。

图2 不同发酵方式和酒曲对油莎豆白酒酸度的影响

2.3 发酵方式和酒曲对油莎豆白酒残淀粉的影响

由图3 可知，采用固态方式发酵的混合酒曲油莎豆白酒的残淀粉最低1.88%，液态小曲酒的残淀粉最高为3.09%；固态发酵方式比液态发酵方式残淀粉量低，采用混合酒曲发酵要比单一酒曲发酵残淀粉量低。其原因可能是固态发酵环境可使酵母大量繁殖，提高了对淀粉的利用；混合酒曲中小曲的糖化也促使淀粉快速被利用[7]。

图3 不同发酵方式和酒曲对油莎豆白酒残淀粉的影响

2.4 发酵方式和酒曲对油莎豆白酒酯类物质影响

如表1 所示，从发酵方式看，固态发酵方式酯类含量总体高于液态发酵方式；从酯类物质种类看，乙酸乙酯是油莎豆白酒的主要香气成分，而且在大曲酒固态发酵方式中含量最高，不论哪种发酵方式小曲酒中均未检测到丁酸乙酯、乙酸戊酯、戊酸乙酯、己酸乙酯，而小曲酒中乳酸乙酯的含量高于大曲酒和混合曲酒。这也许就是造成大曲酒和小曲酒之间风味差异的原因。不论固态还是液态发酵的混合曲酒酯类物质的种类和数量均优于单一酒曲酒，所以混合曲酒口感更加丰厚饱满[8-9]。

表1 不同发酵方式和酒曲对油莎豆酒酯类物质的影响 mg·L-1

2.5 发酵方式和酒曲对油莎豆白酒醇类物质影响

如表2 所示，从醇类物质整体看，固态发酵方式的醇类数量均不及液态发酵方式，种类相差不多；从酒曲角度看，混合酒曲酒醇类物质含量最丰富，且异丁醇含量变化最大，成为醇类中的主要风味成分，大曲酒中异丁醇、活性戊醇、异戊醇的含量明显高于小曲酒，这也许是大曲酒和小曲酒风味差别的主要原因[10]。

表2 不同发酵方式和酒曲对油莎豆酒醇类物质的影响 mg·L-1

2.6 发酵方式和酒曲对油莎豆白酒醛类物质影响

如表3 所示，从整体来看，固态发酵方式醛类生成总量高于液态发酵方式；从酒曲角度看，混合曲酒醛类最高，其次是大曲酒，小曲酒含量最低；从乙醛种类来看，小曲酒乙醛含量较高，虽然乙醛含有苹果的清香味，会赋予酒特有的香气，但是乙醛会使人出现头晕、头痛等症状，而大曲酒的乙缩醛、异戊醛含量高于小曲酒，混合曲酒乙缩醛含量最高，为酒体香气的丰满发挥了作用[11]。

表3 不同发酵方式和酒曲对油莎豆酒醛类物质的影响 mg·L-1

3 结 论

为获得最佳的油莎豆白酒，研究不同发酵方式及酒曲对油莎豆酒发酵指标及香气成分的影响。结果表明：固态发酵方式生产的白酒酒精度和酸度高于液态生产方式，而残淀粉含量则恰恰相反，即液态发酵方式的残淀粉含量高；混合酒曲酒酒精度最高，其次是大曲酒，最后是小曲酒；固态发酵方式生产的白酒酯类、醛类香气成分高于液态发酵方式；液态发酵方式生产的白酒醇类物质含量高于固态发酵方式；不论哪种发酵方式，混合酒曲生产的酒酯、醇、醛含量总体最高，其次是大曲酒，小曲酒含量最低。