板栗糯米黄酒制备工艺优化.pdf

2023 Vol.42 No.8172Serial No.378China BrewingApplication and Technology板栗糯米黄酒制备工艺优化谢娟,绍改革2,李坚盛,莫小珍,张明星,刘玲,徐学锋1*（1.华南农业大学食品学院，广东广州510 6 42;2.陕西省西安市农业技术推广中心，陕西西安7 10 0 0 7)摘要：为了丰富板栗的深加工途径，提高板栗资源开发利用的附加值，以板栗、糯米为原料制备板栗糯米黄酒。通过单因素试验和正交试验优化板栗糯米黄酒液化、糖化和发酵工艺。结果表明，最佳液化工艺为-淀粉酶用量4U/g，液化时间2 5min；最佳糖化工艺为糖化酶用量2 50 U/g，6 0 糖化3.0 h，糖化的还原糖含量为2 2 4.32 g/L。最佳发酵工艺条件为酸性蛋白酶用量15U/g、主发酵温度2 7、主发酵时间9d、板栗糯米质量比3:7、酵母接种量1.5%，该条件下酿制出的板栗糯米黄酒酒精度为14.0%vol、总酸含量4.10 g/L、氨基酸态氮含量0.55g/L、还原糖含量1.51g/L、感官品评90.8 分。黄酒酒体色泽清亮透明、香味醇香清雅、口感鲜甜醇厚，具有板栗黄酒的独特风格。关键词：板栗糯米黄酒；液化；糖化；发酵工艺优化中图分类号：TS262.4引文格式：谢娟，绍改革，李坚盛，等.板栗糯米黄酒制备工艺优化.中国酿造，2 0 2 3,42（8)：17 2-17 8.Optimization of preparation technology of chestnut glutinous rice HuangjiuXIE Juan,SHAO Gaige,LI Jiansheng,MO Xiaozhen,ZHANG Mingxing,LIU Ling,XU Xuefeng(1.College of Food Science,South China Agriculture University,Guangzhou 510642,China;2.Xian Agricultural Technology Extension Center,Xian 710007,China)Abstract:In order to enrich the deep processing of chestnut and improve the added value of the development and utilization of chestnut resources,chestnut glutinous rice Huangjiu(Chinese rice wine)was prepared with chestnut and glutinous rice as raw materials.The liquefaction,saccharificationand fermentation technology of chestnut glutinous rice Huangjiu were optimized by single factor tests and orthogonal experiments.The results showedthat the optimal liquefaction process was-amylase addition 4 U/g,and liquefaction time 25 min,the optimal saccharification process was glucoa-mylase addition 250 U/g,saccharification temperature 60 C and time 3.0 h,and the reducing sugar content of saccharification mash was 224.32 g/L.The optimum fermentation technology conditions were as follows:acid protease addition 15 U/g,main fermentation temperature 27 C,time 9 d,mass ratio of chestnut and glutinous rice 3:7,yeast inoculum 1.5%o.Under these conditions,the alcohol content,total acid content,amino nitrogencontent,reducing sugar content and sensory evaluation of the Huangjiu were 14.0%vol,4.10 g/L,0.55 g/L,1.51 g/L and 90.8 points,respectively.TheHuangjiu had the unique style of chestnut Huangjiu with clear and transparent color,mellow and elegant aroma,sweet and mellow taste.Key words:chestnut glutinous rice Huangjiu;liquefaction;saccharification;fermentation technology optimization板栗（Castanea mollissima Blume)为壳斗科(Fagaceae)栗属（Castanea)植物，是重要的“木本粮食”之一1-2 ,具有营养价值高、风味独特的优点，其淀粉含量占干质量50%80%3,也是必需脂肪酸、维生素和膳食纤维的良好来源4。板栗中蛋白质含量高于稻米，其中的必需氨基酸类物质含量丰富5，具有养胃健脾、补肾强筋之功效，是抗衰老、延年益寿的滋补佳品6-8 。目前我国的板栗主要以生栗直接销售，加工方式以粗加工为主，如糖炒栗子，该产品占据了中国板栗消费市场的6 0%7 0%，而板栗深加工产品所占比例不到12%4。由于板栗水分含量高，不耐贮藏，随着时间的延长，营养成分发生变化，严重影响板栗产品的加工品质及感官特性9。板栗中抗性淀粉占总淀粉含量的6 0%0,抗性淀粉不易降解，影响板栗原料的充分利用，只有解决收稿日期：2 0 2 3-0 2-2 7修回日期：2 0 2 3-0 6-2 7基金项目：广东省自然科学基金（2 0 15A030313401)作者简介：谢娟（1997-)，女，硕士研究生，研究方向为食品微生物。*通讯作者：徐学锋（197 7-），男，副教授，博士，研究方向为食品加工与安全。文章编号：0 2 54-50 7 1(2 0 2 3)0 8-0 17 2-0 7doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2023.08.028这一问题，板栗中的淀粉和其他营养成分才能被充分利用，并进一步改善产品的品质。目前对板栗的深入开发利用正在逐步开展，如开发板栗饮料12 、板栗清酒13 和板栗酱14等，丰富了板栗深加工产品种类，具有重要的经济价值和社会意义。黄酒开启了我国最古老的酒文化，是世界三大古酒之一，犹如酒品中的瑰宝15。黄酒主要以糯米、黍米等为原料经糖化发酵而成，风味独特，含多种保健功能成分，如生物活性肽、多酚类和黄酮类等物质16 ,具有抗氧化、降血压、构建肠道微生态平衡等多种功效17-19。随着生活质量的提高和健康理念的普及，黄酒受到了广泛关注，许多学者对黄酒的发酵条件以及保健性能开展了研究，万萍等2 0 酿造的苦养糯米黄酒酒精度可达17.0%vol，酒体协调，具有苦2023年第42 卷第8 期中国酿造应用技术荞干黄酒独特的风格。吴灿等2 1 优化莲子黄酒的发酵条件，酿造的莲子黄酒酒精度达14.2%vol，品质优良，营养丰富，具有一定的保健作用。也有学者将黄芪2 2 、葛根2 3、白首乌2 4等中药成分直接加入发酵液中进行发酵，生产出具有保健功能的黄酒，为功能性黄酒的生产和研发提供了理论依据和技术支持。目前传统黄酒原料涉及板栗的较少，以板栗为原料充分利用其中的抗性淀粉和其他营养成分，开发具有独特风味和营养价值的板栗黄酒，是丰富黄酒品种的有益尝试2 5。本研究以板栗、糯米为原料酿造板栗糯米黄酒，对板栗糯米黄酒的酿造工艺进行优化，评价不同发酵温度、时间、板栗糯米质量比等因素对黄酒理化指标的影响，探索一条成熟的板栗糯米黄酒发酵工艺流程，开发新的黄酒品类，为深化板栗加工路径提供理论依据和技术支持。1材料与方法1.1 材料与试剂板栗：福建南平板栗；糯米：合鑫泰珍珠糯米厂；甜酒曲、安琪酿酒高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；高温-淀粉酶（40 0 0 0 U/g）、酸性蛋白酶（50 0 0 0 U/g)：索莱宝生物试剂公司；糖化酶（10 0 0 0 0 U/g)：上海源叶生物科技公司；其他试剂均为分析纯。1.2仪器与设备UV1800PC紫外分光光度计：上海亚津电子科技有限公司；7 8 90 B-7000D气相色谱-质谱联用（gaschromatogra-phy-mass spectrometry,GC-MS)仪：安捷伦科技有限公司；LRH-250-GSI人工气候培养箱：广东泰宏君科学仪器股份有限公司；TG-16W台式高速离心机：长沙湘智仪器有限公司；SSY-H8数显恒温水浴锅：上海隆拓仪器设备有限公司。1.3试验方法1.3.1板栗糯米黄酒制备工艺流程及操作要点糯米一浸泡一沥干-淀粉酶糖化酶板栗去壳切碎蒸煮匀浆液化糖化发酵一过滤一原酒个酵母、酒曲、蛋白酶操作要点：原料处理：挑选无腐败、无霉变的板栗，脱壳、洗净、切碎；选择颗粒饱满、色泽清白透亮的糯米，清洗后，在室温条件下用清水浸泡2 4h，沥干备用。蒸煮：原料（板栗、糯米)的总质量为1kg，板栗和糯米的质量比为4:6，将原料放入蒸饭柜中蒸制2 0 min。匀浆：按照料液比1:2(g:mL)将板栗与糯米进行匀浆，装入发酵容器。液化：向发酵容器中加入4U/g液化酶，95液化2 5min。糖化：液化完成后，向液化中加入2 50 U/g糖化酶，60糖化3h，得糖化。总第37 8 期发酵：糖化冷却至室温，加入15U/g酸性蛋白酶、黄酒高活性干酵母（原料的1.5%）以及安琪甜酒曲（料液的1%)进行发酵，2 7 主发酵9d，15后发酵5d。过滤：将发酵完成后的板栗糯米黄酒用无菌纱布和脱脂棉进行粗滤，获得原酒。1.3.2液化条件的优化液化程度常用液化淀粉葡萄糖值（dextroseequivalent，DE)来度量，即测定的所有还原糖占测定糖浆中干物质的百分比2 8-2 。液化酶用量和液化时间对DE值的影响：向发酵罐中分别添加2 U/g、4U/g、6 U/g、8 U/g、10 U/g 的-淀粉酶，95酶解液化，分别在10 min、15m i n、2 0 m i n、2 5m i n 时取样，8000r/min离心2 0 min取上清液，测定还原糖与干物质含量，计算DE值，考察液化酶用量、液化时间对液化程度的影响。1.3.3糖化条件的优化选择糖化酶用量（50 U/g、10 0 U/g、150 U/g、2 0 0 U/g、250U/g、30 0 U/g)、糖化时间(1.0 h、1.5h、2.0 h、2.5h、3.0 h、3.5h）和糖化温度（50、55、6 0、6 5、7 0）进行试验，测定不同糖化条件下的还原糖含量，考察各因素对糖化效果的影响。1.3.4酸性蛋白酶的添加对黄酒发酵的影响向糖化中分别加入5U/g、10 U/g、15U/g、2 0 U/g、25U/g、30 U/g 的酸性蛋白酶，并加入酒曲和酿酒酵母进行发酵，以不加蛋白酶的发酵液为对照，每隔2 4h测定一次发酵液的CO2质量损失，发酵6 d后，测定氨基酸态氮含量和酒精度，考察酸性蛋白酶添加量对黄酒发酵速率和理化指标的影响。1.3.5发酵工艺条件优化单因素试验：选取主发酵温度(2 1、2 4、2 7、30、33)、主发酵时间（6 d、7 d、8 d、9d、10 d)、板栗糯米质量比（6:4、5:5、4:6、3:7、2:8）、酵母菌接种量（1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%）进行单因素试验，并测定发酵液的酒精度和总酸含量。正交试验：根据单因素试验结果，以主发酵时间（A）、主发酵温度（B)、板栗糯米质量比（C)和酵母接种量(D)为评价因素，以酒精度、总酸含量为评价指标进行正交试验，因素与水平见表1。表1板栗糯米黄酒发酵工艺条件优化正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal tests for fermentationtechnology optimization of chestnut glutinous rice HuangjiuA主发酵时间/B主发酵温度/C板栗糯米D酵母接种量/水平d172839173质量比245:5274:6303:7%1.01.52.02023 Vol.42 No.8174.Serial No.3781.3.6黄酒理化指标检测还原糖含量通过3,5-二硝基水杨酸比色法30 测定；干物质含量采用折光法31 测定;DE值为还原糖占糖浆干物质的百分比(%)32 ;黄酒总酸、氨基酸态氮含量的测定参照国标GB/T136622018黄酒33;酒精度参照国标GB5009.2252016食品安全国家标准酒中乙醇浓度的测定34。1.3.7感官品评参考葛祎楠35 的方法，由10 位感官品评人员（5男5女）对板栗糯米黄酒外观、香气、口感和风格进行评定，满分100分，感官品评标准见表2。表2 板栗糯米黄酒感官评分标准Table 2 Sensory evaluation standards of chestnut glutinous riceHuangjiu指标外观(15分）香气(30分）鲜甜醇厚，柔和爽口，酒体协调，有浓郁的酒香口感鲜甜醇厚，爽口，但不够柔和(40分）鲜美爽口，酒味较淡薄淡而无味，苦涩，有怪味酒体协调，有板栗糯米黄酒的风格风格酒体组分尚协调，但风格不明显(15分）酒体组分不协调，无板栗糯米黄酒的风格1.3.8数据处理采用Exce12016软件进行数值统计和计算，数据结果表示为“平均值+标准差”(n=3)，利用GraghPadPrism8.0进行绘图。2结果与分析2.1板栗糯米黄酒液化条件优化液化酶的作用是水解长链淀粉分子中的-1,4葡萄糖苷键，主要生成小分子糊精和少量寡糖、麦芽糖以及葡萄糖。不同液化酶用量和液化时间对DE值的影响见图1。由图1可知，在一定程度上DE值与液化酶用量和液化时间呈正相关，随着液化酶用量增加、液化时间延长,DE值从7%上升至30%。DE值小液化程度低，淀粉水解不充分，导致后续糖化酶用量增大、糖化时间延长；DE值大液化程度高，还原糖含量高，但糊精太小，不利于糖化过程酶与底物形成络合结构，影响催化效率，同时发酵液稀薄，酒的风味寡淡，当DE值控制在15%2 0%时，有利于糖化的进行和黄酒口感风味的提升30 。图1中4U/g、2 0 mi n 组和4U/g、25min组的DE值在15%2 0%区间内，其中4U/g、2 5m i n 组的DE值较高，达到18.47%，还原糖含量也更高。因此，选择最优液化工艺是液化酶用量4U/g、液化时间2 5min。China Brewing%/20山1510510图1不同液化酶用量和液化时间对DE值的影响Fig.1 Effect of different liquefied enzyme addition and liquefactiontimeonDEvalue2.2板栗糯米黄酒糖化条件的优化感官描述评分分值/分透明清亮，有光泽1115透明清亮，光泽略差610浑浊，失光，有变色现象15醇香淡雅，且香气协调2130醇香淡雅，香气不明显1120没有香味或存在其他不愉快气味110314021301120110111561015Application and Technology35302.2.1糖化酶用量对还原糖含量的影响不同糖化酶用量对还原糖含量的影响见图2。由图2 可知，糖化酶添加量为50 2 50 U/g时，还原糖含量随糖化酶用量的增加而显著上升，最高可达195.96 g/L；当酶量提高至30 0 U/g时，还原糖生成量略有下降但不显著（P0.05)，由酶促反应动力学可知，在一定范围内增加酶用量可以加快反应速率，但增加到一定程度，反应底物被大量消耗，酶与淀粉接触的能力下降，还原糖含量不会持续上升，继续提高酶用量意义不大。因此，选择2 50 U/g为最佳糖化酶添加量。220(-1.)/导期亚18014010060不同字母代表差异显著（P 1.5%时，酒精度降低，这可能是因为接种的酵母菌数量超过一定程度时，发酵液中并没有足够多的还原糖供给酵母生长繁殖，微生物处于竞争状态，酒精度略有下降2 。因此，确定1.5%为酵母最佳接种量。16一酒精度总酸aa3.5王0A%/123.02.589一酒精度一总酸bbHdabC5:5板栗糯米质量比王bbca81041.0图9不同酵母接种量对黄酒的总酸含量和酒精度的影响Fig.9 Effect of different yeast inoculum on total acid contents andalcohol content of Huangjiu2.4.5 正交试验在单因素试验结果的基础上，选取主发酵时间（A)、主发酵温度（B)、板栗糯米质量比（C)、酵母接种量(D)进行正交试验，以酒精度和总酸含量为评价标准，根据表1中相应因素及水平对板栗糯米黄酒的发酵工艺进行优化试验，结果见表3。110a864abc4:63:7Cabd1.52.02.5酵母接种量/%C2:8bccd3.0206(-7.3)/喜4202023年第42 卷第8 期中国酿造应用技术表3板栗糯米黄酒发酵工艺条件优化正交试验结果与分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments forfermentation technology conditions optimization ofchestnut glutinous rice Huangjiu试验号A11213142526273833ki12.5813.1611.90 12.80k213.1312.8312.65 12.96酒精度k12.7312.4513.8912.67R0.55kl3.73k23.84总酸3.87R0.14由表3可知，以酒精度和总酸含量为评价指标，影响板栗糯米黄酒发酵的因素主次顺序均为CBAD,即板栗糯米质量比 主发酵温度 主发酵时间 酵母接种量。以酒精度为评价指标时，板栗糯米黄酒最优发酵工艺组合为A,B,C,D2；以总酸含量为评价指标时，板栗糯米黄酒最优发酵工艺组合为A,B,CD2。两个组合均未出现在正交表的9组试验中，需要对A,B,CD,和A,B,C,D,进行验证试验，比较两个组合的酒精度、总酸、氨基酸态氮、还原糖含量和感官评分值，结果见表4。表4正交试验验证试验结果Table 4 Verification tests results of orthogonal experiments酒精度/总酸含量/氨基酸态氮还原糖含量/感官评分/样品%volA,B,C,D,14.720.40b 3.340.16bA,B,C,D,14.000.25b 4.100.07a纯糯米组15.7 0 0.41a4.390.01a0.280.03c3.540.37a79.42.69c由表4可知，板栗糯米黄酒中A,B,C,D,的总酸、氨基酸态氮、感官评分均显著高于A,B,C,D,组合(P0.05)，说明AB,CD酿造的黄酒具有更好的营养价值和风味口感。A,B,C.D,组合中氨基态氮含量为0.55g/L，是纯糯米酒的1.96倍，酒中的营养物质得到较大提升，感官评分达90.8 分，显著高于纯糯米酒，说明添加一定含量的板栗进行发酵能提升黄酒的风味口感，增加保健价值，丰富传统黄酒的种类。总第37 8 期因此，确定板栗糯米黄酒的最佳发酵工艺组合为A,BC,D2,即主发酵温度2 7、主发酵时间9d、板栗糯米质量比3:7、接种量1.5%。3结论酒精度/总酸含量/BCD%vol1122331223311321320.711.993.723.723.893.763.823.950.170.22(gL)含量/(gL)0.420.00b1.310.02b84.12.39ba0.550.00a1.510.05b90.83.11a177.(gL)以板栗、糯米为原料，通过糖化发酵生产板栗糯米黄112.000.31212.580.27313.150.12313.170.38114.210.65212.000.15214.300.53311.690.53112.200.160.293.803.863.760.103.540.133.810.003.830.153.650.214.050.123.820.183.960.073.810.023.820.05(gLl)分酒，优化后得到的液化糖化工艺为-淀粉酶用量4U/g,液化25min，糖化酶添加量为2 50 U/g，6 0 糖化3.0 h，糖化中的还原糖含量达到2 2 4.32 g/L。采用单因素试验及正交试验确定板栗糯米黄酒的最佳发酵工艺为酸性蛋白酶用量15U/g、板栗糯米质量比3:7、酵母接种量1.5%、主发酵温度2 7、主发酵时间9d，在此优化工艺条件下，酿造的黄酒酒精度达14.0 0%vol、总酸含量4.10 g/L，其中氨基态氮含量是纯糯米酒的1.96 倍，感官评分也提高了11.4分，板栗糯米黄酒酒体色泽清亮透明，香味醇香清雅、口感鲜甜醇厚，风味协调，具有板栗酒的独特风格。板栗糯米黄酒的研发，符合当今酒类生产消费的发展趋势，提高了板栗加工产品的附加值，丰富了传统中国黄酒的风味口感及品类。参考文献：1 LI Q,SHI X,ZHAO Q,et al.Effect of cooking methods on nutritionalquality and volatile compounds of Chinese chestnut(Castanea mollissimaBlume)J.Food Chem,2016,201:80-86.2周葵，张雅媛，游向荣，等.板栗粉食品的开发利用研究进展.食品研究与开发，2 0 2 1,42(5)：2 0 1-2 0 6.3 LIU C,YAN H,LIU S,et 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