改善小曲酒出酒率和酒體品質(zhì)優(yōu)勢(shì)根霉的篩選研究

常 煦，張小龍，聶文強(qiáng)，何國(guó)慶，姚 鴻，許引虎，劉代武，2，3，李志軍，2

(1.安琪酵母股份有限公司，湖北宜昌 443003；2.湖北省酵母功能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北宜昌 443003；3.安琪酵母（睢縣）有限公司，河南商丘 476900)

小曲酒在我國(guó)有非常悠久的歷史，是以高粱、玉米、小麥、大米等為原料，根霉酒曲為糖化發(fā)酵劑，將原糧經(jīng)浸泡、蒸煮、培菌糖化、發(fā)酵釀造的白酒。具有工藝簡(jiǎn)單、發(fā)酵期短，用曲量少、出酒率高等優(yōu)點(diǎn)，在西南和中南地區(qū)廣為生產(chǎn)[1-2]。

小曲中發(fā)揮主要作用的是霉菌和酵母菌，還有某些細(xì)菌及放線菌[3]。根霉小曲主要是由純種培養(yǎng)的根霉和純種培養(yǎng)的酵母按照一定的比例組合而成，是釀造小曲酒的糖化發(fā)酵劑，具有糖化與發(fā)酵的雙重作用，其與小曲酒的出酒量和品質(zhì)密切相關(guān)。根霉是一種重要的功能菌，不僅糖化力極其強(qiáng)，還可以產(chǎn)生豐富的酯化酶系將酸與乙醇縮合生成芳香酯類，同時(shí)還可以直接產(chǎn)生一些復(fù)雜的代謝產(chǎn)物，影響白酒風(fēng)味及品質(zhì)[4-5]。

近年來(lái)在清香型小曲酒中的研究主要集中在根霉酒曲中不同酵母菌種篩選和應(yīng)用上。孫神英等[6]對(duì)馬克斯克魯維酵母、釀酒酵母和東方伊薩酵母的產(chǎn)酯能力進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)東方伊薩酵母有較強(qiáng)的產(chǎn)酯能力。李銳利[7]從小曲中篩選選育出一株高產(chǎn)乙酸乙酯的漢遜氏酵母菌株，其產(chǎn)乙酸乙酯量可達(dá)2.152 g/L。在有關(guān)根霉小曲中酵母菌種篩選和應(yīng)用的研究中，幾乎很少看到能提高小曲出酒率的報(bào)道。胡銀川等[8]采用根霉曲和耐高溫的活性干酵母組合以替代部分傳統(tǒng)小曲的研究中，確定了根霉曲和酵母最佳混合用量，根霉曲和耐高溫活性干酵母組合的原料出酒率比傳統(tǒng)方法提高了6.26 %。隨著釀酒生物技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)小曲將逐漸被淘汰，純根霉和高活性干酵母組合或減曲加糖化酶和活性干酵母結(jié)合的工藝，將是提高小曲白酒出酒率和品質(zhì)的重要途徑。

本研究以安琪酵母股份有限公司現(xiàn)有的8 種純種米粉根霉（Q3013、XGGM、M101、YG5-G、SZGM、F1、F2、甘肅2）為種子制作8 種麩皮根霉小曲，再以公司現(xiàn)有產(chǎn)品安琪小曲作為對(duì)照，分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的小曲酒釀造研究。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器

原料及耗材：大米，湖北當(dāng)陽(yáng)市生產(chǎn)；8 種米粉根霉（Q3013、XGGM、M101、YG5-G、SZGM、F1、F2、甘肅2）、安琪小曲和高酒酵母均為安琪酵母股份有限公司產(chǎn)品。

儀器設(shè)備：臥室圓盤滅菌鍋；SPX 系列生化培養(yǎng)箱，上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；氣相色譜儀GC-7890A，安捷倫公司；色譜柱，白酒專用分析柱。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 麩皮根霉小曲中試工藝流程和操作要點(diǎn)

1.2.1.1 工藝流程

本試驗(yàn)采用工藝流程：原料混合→加水→拌勻→滅菌→冷卻→接種→裝盤→淺盤發(fā)酵→干燥池干燥→粉碎→混合安琪高酒酵母→包裝

1.2.1.2 操作要點(diǎn)

物料混合滅菌：稱取一定質(zhì)量的原料麩皮,按原料的60%加自來(lái)水拌和均勻,裝入滅菌池中常壓蒸汽滅菌1 h，開風(fēng)機(jī)冷卻。

接種：待物料溫度冷卻到45 ℃左右，撒入米粉根霉，用量為原料的0.5%～1%，拌和均勻，再分裝到淺盤，要求厚度2～3 cm。

培養(yǎng)：培養(yǎng)過(guò)程中控制品溫29～35 ℃，以室溫控制品溫，培養(yǎng)時(shí)間36～40 h。前期需要開啟熱風(fēng)機(jī)控制室溫30～33 ℃，地面適當(dāng)灑水保濕，當(dāng)根霉旺盛生長(zhǎng)發(fā)熱，則采取開門開窗開啟吊扇的方式降低室溫，確保品溫控制在要求范圍。

干燥：物料轉(zhuǎn)入干燥池并適當(dāng)打散，開啟加熱管，開啟風(fēng)機(jī)，直至水分在8%以下停止干燥。

粉碎：開啟粉碎機(jī)，同時(shí)加入干燥物料和預(yù)碎的安琪高溫酒酵母，注意粉碎時(shí)2 種物料進(jìn)料的匹配性，以保證粉碎混合后的均勻性。

1.2.2 小曲酒發(fā)酵流程和操作要點(diǎn)

1.2.2.1 根霉小曲酒工藝流程

大米→浸泡→蒸煮→接種→糖化→發(fā)酵→蒸酒→小曲酒

1.2.2.2 操作要點(diǎn)

浸泡：取1000 g 大米于小白桶中，加1100 g 溫水浸泡，浸泡時(shí)間8～12 h。

蒸米：將浸泡好的大米在滅菌鍋中121 ℃蒸煮3 min左右。

接種：用玻璃棒趁熱將飯粒打散，待降溫至33 ℃左右時(shí)，補(bǔ)水使米和水的總重量到2100 g，然后加入小曲，加曲量為大米質(zhì)量的0.5 %，然后拌勻。

糖化：培菌溫度設(shè)定為32 ℃，時(shí)長(zhǎng)24 h。

發(fā)酵：補(bǔ)水1500 mL，培養(yǎng)溫度設(shè)定為33 ℃，發(fā)酵5 d。

蒸餾：每桶蒸餾時(shí)間為30 min 左右，接酒至50%vol左右。

1.2.3 不同根霉的發(fā)酵優(yōu)化

以安琪小曲為對(duì)照，固定其他條件不變，用8種不同純種米粉根霉（Q3013、XGGM、M101、YG5-G、SZGM、F1、F2、甘肅2）中試生產(chǎn)8 種不同麩皮根霉小曲，然后分別用這9 種根霉小曲進(jìn)行小曲酒發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后以發(fā)酵累計(jì)失重、酒精度、出酒量、糖度和酸度以及白酒風(fēng)味物質(zhì)為指標(biāo)以探究不同根霉對(duì)小曲酒發(fā)酵的影響。其中加曲量為大米質(zhì)量的0.5%，培養(yǎng)時(shí)間為6 d。

1.2.4 分析檢測(cè)方法

用電子秤每天秤重，記錄發(fā)酵過(guò)程中的質(zhì)量變化，記錄蒸餾至50 %vol 的酒基質(zhì)量；采用GB/T 10345—2007《白酒分析方法》測(cè)定酸度；斐林試劑法測(cè)定還原糖含量。

吸取100 mL 醪液于500 mL 全玻璃蒸餾器中，加100 mL 水，打開冷凝循環(huán)水，開啟電爐緩緩加熱蒸餾，用100 mL 容量瓶收集餾出液100 mL 后用酒精度計(jì)測(cè)定酒精度值。

揮發(fā)性成分分析：采用氣相色譜法，載氣為氮?dú)?，柱流?.3 mL/min；初始柱溫40 ℃，保持5 min，然后以6 ℃/min 升至52 ℃；再以12 ℃/min 升至130 ℃，以25 ℃/min 升至240 ℃，保持10 min；進(jìn)樣量1 μL，采用分流進(jìn)樣，分流比40∶1，進(jìn)樣口溫度250 ℃。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同根霉小曲酒的累計(jì)失重情況（圖1）

圖1 不同根霉小曲酒的發(fā)酵累計(jì)失重

發(fā)酵累計(jì)失重在一定程度上能夠反映微生物的生長(zhǎng)以及對(duì)淀粉的利用情況。從圖1 可看出，9種小曲酒發(fā)酵過(guò)程中的累計(jì)失重情況，所有的根霉小曲酒的失重主要集中第2 天、第3 天和第4 天，其中第2天（即培菌結(jié)束后加水發(fā)酵的第1天）失重最多。不同根霉小曲酒發(fā)酵過(guò)程中的失重情況存在明顯差異，其中F2 發(fā)酵中對(duì)應(yīng)的累計(jì)失重要明顯高于其他幾種小曲。說(shuō)明F2 的生長(zhǎng)和糖化能力最強(qiáng)，對(duì)淀粉利用將會(huì)更徹底。

2.2 不同根霉小曲酒醅的糖度和酸度（表1）

表1 不同根霉小曲酒醅的糖度和酸度 (g/100 g)

糖度可以一定程度反映微生物對(duì)淀粉的利用效果及發(fā)酵是否完全。由表1可知，每種小曲酒的糖度都比較低。其中SZGM最低，為0.081 g/100 g。酸度主要是由產(chǎn)酸微生物進(jìn)行有機(jī)酸代謝以及對(duì)脂肪、淀粉和蛋白質(zhì)的降解利用所形成，酒醅中適當(dāng)?shù)乃岫瓤梢砸种撇糠钟泻﹄s菌的生長(zhǎng)繁殖，促進(jìn)呈香呈味物質(zhì)的形成，參與酯化過(guò)程。然而，糟醅酸度過(guò)高會(huì)造成發(fā)酵緩慢，產(chǎn)酒率降低[9-10]。其中F2 的酸度最低，為0.34 g/100 g。

2.3 不同根霉小曲酒的酒精度和出酒量（圖2）

圖2 不同根霉小曲酒的酒精度和出酒量

在根霉小曲中，根霉主要起糖化作用，將淀粉轉(zhuǎn)化成可發(fā)酵性糖，供微生物生長(zhǎng)。酵母主要起酒化作用，產(chǎn)生酒化酶系將糖轉(zhuǎn)化為酒精。原料的出酒量是白酒釀造的重要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，它還能反映原料的利用情況，提高轉(zhuǎn)化效率可降低生產(chǎn)成本，不同的根霉小曲所對(duì)應(yīng)的酒精度和出酒量差異較大。由圖2 可知，安琪小曲的酒精度為14%vol，其他8種根霉小曲中F1、F2和SZGM的酒精度要高于安琪小曲，其中F2 的酒精度最大，可達(dá)14.4 %vol。在出酒量方面，安琪小曲的出酒量為500 g，而F1、F2、SZGM 的出酒量要高于安琪小曲：F2(552 g)＞SZGM (524 g)＞F1 (517 g)，其中F2 高出安琪小曲52 g。

2.4 不同根霉小曲酒香氣成分對(duì)比分析

利用氣相色譜儀分析了8 種根霉曲酒與安琪小曲酒的風(fēng)味物質(zhì)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同根霉小曲酒的揮發(fā)性物質(zhì)組成 (mg/L)

多數(shù)酯類是具有芳香氣味的揮發(fā)性化合物，是白酒香氣香味的主要組成部分。在這9 種小曲酒中，主體風(fēng)味物質(zhì)主要是乙酸乙酯。其中甘肅2 的乙酸乙酯含量最高，達(dá)189.15 mg/L，9 種根霉的乙酸乙酯含量從高到低分別是甘2＞F2＞XGGM＞安琪小曲＞YG5-5＞3031＞M101＞SZGM＞F1。其中F2 乙酸乙酯含量高出安琪小曲16.94 mg/L。白酒中乙醛和乙縮醛的主要作用是對(duì)香氣有較強(qiáng)的協(xié)調(diào)功能，其中F2的乙醛含量最高。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)比分析8 種根霉小曲和安琪小曲的發(fā)酵結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)不同根霉小曲酒的出酒量和酒質(zhì)有著明顯的差異，由中試生產(chǎn)得到的8 種根霉小曲中，F(xiàn)2 相對(duì)于安琪公司現(xiàn)有安琪小曲有著明顯優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)為F2 對(duì)淀粉利用更徹底，F(xiàn)2 酒精度高達(dá)14.4%vol，比安琪小曲高出0.4%vol，出酒量也比安琪小曲多52 g，乙酸乙酯高出安琪小曲16.94 mg/L。這將對(duì)安琪小曲的優(yōu)化升級(jí)或開發(fā)新的根霉小曲具有重要的指導(dǎo)意義。