馬鈴薯黃酒輔料的研究

黃酒在中國有著悠久的歷史。這不僅是中國的特產(chǎn)，也是世界上最古老的飲料之一。傳統(tǒng)上生產(chǎn)黃酒所用原料以糯米為主,添加的輔料也是以糧谷類原料為主。在目前世界主要糧食緊張的形勢下,有必要探討以其他農(nóng)產(chǎn)品作為黃酒發(fā)酵原料,以開拓黃酒釀制新途徑。馬鈴薯是我國的高產(chǎn)作物之一,同時(shí)也是十大熱門營養(yǎng)健康食品之一。我國馬鈴薯的種植面積約為466.67萬hm2,鮮薯年產(chǎn)量約為6000萬t,居世界首位。但在我國,90%以上的馬鈴薯是作為蔬菜鮮食,工業(yè)加工多限于加工粗制淀粉,制作粉絲、粉條等,不僅數(shù)量少,而且加工深度不夠,經(jīng)濟(jì)效益不高。目前有關(guān)以馬鈴薯為輔料釀制黃酒的報(bào)道很少,僅僅有馬鈴薯發(fā)酵生產(chǎn)啤酒的報(bào)道。文中主要結(jié)合黃酒釀制工藝,采用馬鈴薯部分替代糯米的新方法,探討其釀制過程中各項(xiàng)指標(biāo)及其品質(zhì)變化。1材料和方法1.1材料表面1.1.1酵母、麥曲、小麥曲馬鈴薯:克新4號;糯米:江蘇產(chǎn)圓糯米;活性干酵母:安琪牌黃酒酵母;麥曲:浙江東風(fēng)紹興酒業(yè)有限公司饋贈(zèng);糖化酶:丹麥Novo公司生產(chǎn)的AMG,酶活300AGu/mL。1.1.2顯微鏡和水浴鍋LRH-250生化培養(yǎng)箱;OLYMPUSCH959977型顯微鏡;比重式酒精度計(jì);DK-80型電熱恒溫水浴鍋;酸度計(jì):PHS-9V型酸度計(jì)。1.1.3氨基氮、總糖、酵母菌數(shù)和理化指標(biāo)酒精度:蒸餾法;酸度:電位滴定法;pH值:酸度計(jì)法;氨基氮:電位滴定法;總糖:廉-愛農(nóng)法;酵母菌數(shù)測定:血球計(jì)數(shù)板法;黃酒感官評定:按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13662-2000,對黃酒的感官品質(zhì)進(jìn)行評定。1.2方法1.2.1馬鈴薯的制備實(shí)驗(yàn)中采用新鮮馬鈴薯作為輔料添加。新鮮馬鈴薯洗凈切成截面約為0.3×0.3cm的薯?xiàng)l,于常壓下蒸煮10min,在通風(fēng)地方攤開蒸煮好的馬鈴薯,使其溫度降低到27℃左右。1.2.3酵母粉添加量的確定采用2次喂飯法進(jìn)行黃酒釀制,總量400g,其中糯米200g,新鮮馬鈴薯200g(按淀粉比馬鈴薯占16%,糯米占84%)。取200g糯米,進(jìn)行浸米、蒸煮冷卻后,伴入280mL事先加入0.08%活化酵母(10倍于酵母量的2%葡萄糖溶液,34℃活化20min),13%麥曲和1.28AGu/g原料糖化酶的水中,放人恒溫培養(yǎng)箱28℃恒溫發(fā)酵。24h第1次喂飯,48h第2次喂飯,第1次喂飯加入40%馬鈴薯(80g),第2次喂飯加入60%馬鈴薯(120g),同上比例加入酵母、麥曲、糖化酶。在發(fā)酵進(jìn)行到15h左右進(jìn)行第1次開耙,36h左右進(jìn)行第2次開耙,65h左右進(jìn)行第3次開耙,以便排除CO2和其他雜氣,同時(shí)通入新鮮的空氣利于酵母的生長繁殖。前發(fā)酵結(jié)束后,密閉于15℃恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行后發(fā)酵,當(dāng)酒精含量基本穩(wěn)定,酒醅沉靜為后發(fā)酵結(jié)束,歷時(shí)約為15～20d。2結(jié)果與分析2.1原料的預(yù)處理釀制黃酒的原料要求有比較高的淀粉含量,并且含有很高的支鏈淀粉。因?yàn)楹ф湹矸鄹叩脑弦子谡糁蠛?而且淀粉酶對支鏈淀粉的分支點(diǎn)不易切斷,所以在黃酒的釀造過程種,使許多長鏈和短鏈糊精及低聚糖殘留于成品酒中,從而使黃酒具有醇厚感。而含直鏈淀粉高的原料,蒸煮時(shí)吸水較多,蒸煮糊化不均勻,不利于黃酒的釀制。釀制黃酒的主要原料為糯米,其淀粉95%以上是支鏈淀粉,馬鈴薯含有80%左右的支鏈淀粉。而黃酒釀中同時(shí)要求脂肪含量要低,馬鈴薯的脂肪含量為1.14%,所以馬鈴薯具有釀制黃酒的基本品質(zhì)。2.2確定發(fā)酵條件在黃酒生產(chǎn)中未見有以馬鈴薯為輔料釀造黃酒的報(bào)道,本研究對影響黃酒發(fā)酵的因素進(jìn)行試驗(yàn)來確定發(fā)酵條件。根據(jù)黃酒釀制的要求,黃酒在96h(4d)的前發(fā)酵結(jié)束后,酒精度要達(dá)到14.0%以上,所以在試驗(yàn)中主要確定前發(fā)酵的條件,使其在前發(fā)酵結(jié)束后酒精度達(dá)到14%以上。2.2.1度和酸度在前發(fā)酵過程中添加不同酵母量(按原料百分比),發(fā)酵96h(4d),測定其酒精度和酸度。結(jié)果表明(見表1)酵母用量為0.08%和0.10%時(shí)酒精度最高,從表2中可以看出隨著酵母量的加大,酸度也隨之增加,在黃酒的生產(chǎn)中若酸度過大會(huì)影響黃酒的感官品質(zhì),此外,考慮其成本因素及對黃酒品質(zhì)影響,選用0.08%為后續(xù)試驗(yàn)的酵母用量。2.2.2麥曲添加量的影響試驗(yàn)了不同麥曲添加量(按原料質(zhì)量百分比計(jì))在前發(fā)酵中對酒精度和酸度的影響,發(fā)酵96h(4d),測定酒精度和酸度。結(jié)果表明,麥曲添加量為13.0%和15.0%時(shí)酒精度最高,但在黃酒生產(chǎn)中麥曲量超過總配料的1/6會(huì)給黃酒帶來苦味。所以選用13.0%為后續(xù)試驗(yàn)麥曲添加量。2.2.3料水比對發(fā)酵過程的影響試驗(yàn)不同料水比對前發(fā)酵中酒精度和酸度的影響,發(fā)酵96h(4d)測定其酒精度和酸度,結(jié)果表明,料水比的降低,酒精度和酸度升高,當(dāng)料水比為1∶0.6時(shí)酒精度達(dá)到14.3%,符合前發(fā)酵結(jié)束后要求酒精度達(dá)到14.0%的要求,所以選料水比為1∶0.6為后續(xù)試驗(yàn)的料水比。2.2.4糖化酶用量的確定試驗(yàn)添加糖化酶對發(fā)酵過程中酒精度和酸度的影響,從表4中可看出,添加糖化酶可以提高黃酒的酒精度,但同時(shí)酸度也會(huì)增加。結(jié)果表明當(dāng)添加1.28AGu/g原料的糖化酶黃酒的酒精度達(dá)到15.0%。因此加入糖化酶可以適當(dāng)提高料水比,以便提高出酒率,加入糖化酶后料水比為1∶0.7,酒精度也能達(dá)到14.0%以上。所以在后續(xù)試驗(yàn)中添加1.28AGu/g原料糖化酶,且料水比提高為1∶0.7。通過對影響黃酒發(fā)酵因素進(jìn)行試驗(yàn),確定了黃酒釀造的基本條件為添加同糯米等量的新鮮馬鈴薯(按淀粉比馬鈴薯為16%,糯米為84%)做為輔料,0.08%的黃酒活性干酵母、麥曲量13%、糖化酶1.28AGu/g原料、料水比為1∶0.7,在后續(xù)試驗(yàn)中,還需進(jìn)一步對發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化,以改善馬鈴薯黃酒的風(fēng)味和品質(zhì)。2.3發(fā)酵過程中的主要理化指標(biāo)變化2.3.1馬鈴薯過程中酒精含量的變化酒精含量是黃酒生產(chǎn)中最為主要的控制指標(biāo)。發(fā)酵過程中酒精的變化趨勢見圖1所示。試驗(yàn)結(jié)果顯示,在整個(gè)發(fā)酵過程中,酒精含量不斷上升,前發(fā)酵階段即前4d,酒精度的增加很快,進(jìn)入發(fā)酵后期趨于平緩。在4d前發(fā)酵結(jié)束時(shí),馬鈴薯黃酒中酒精含量達(dá)到15.3%,后發(fā)酵結(jié)束時(shí)酒精含量達(dá)到16.8%,達(dá)到了國家對優(yōu)質(zhì)黃酒中酒精含量的要求。酸是黃酒的重要呈味物質(zhì),它與其他呈味物質(zhì)共同組成黃酒特有的芳香。適量的酸在黃酒中起到緩沖調(diào)和的作用,并在貯存過程中逐步形成芳香酯。試驗(yàn)中測定了酸度的變化情況。試驗(yàn)結(jié)果見圖1。從圖1中可看出,酸度隨著發(fā)酵時(shí)間的延長而增加,在前發(fā)酵階段即前4d,酸度的增加較快,后發(fā)酵趨于平緩,發(fā)酵結(jié)束時(shí)黃酒總酸為6.25g/L,符合國家成品黃酒標(biāo)準(zhǔn)。2.3.2馬鈴薯黃油的營養(yǎng)成分測定氨基酸是黃酒的主要成分之一,它們不僅是黃酒的營養(yǎng)成分,而且是酒的風(fēng)味物質(zhì)或風(fēng)味物質(zhì)的前體物質(zhì)。試驗(yàn)中分析了氨基氮在發(fā)酵過程中的變化趨勢,結(jié)果見圖2。結(jié)果顯示,氨基氮的含量在前發(fā)酵增加較慢,進(jìn)入后發(fā)酵后增加較多,到后發(fā)酵結(jié)束,馬鈴薯黃酒中的氨基氮達(dá)到1.03g/L,與全糯米黃酒相比馬鈴薯黃酒中氨基氮含量比較高,主要原因可能是馬鈴薯原料中游離的氨基酸含量比較高,無疑為發(fā)酵過程中氨基氮的形成提供了豐富的來源,因此馬鈴薯黃酒的鮮味比較突出,而且氨基氮含量高也符合現(xiàn)代人追求營養(yǎng)健康的要求。碳源是發(fā)酵過程中微生物生長所必需的營養(yǎng)組成,發(fā)酵過程中也分析了總糖的消耗利用情況,試驗(yàn)結(jié)果見圖2。從圖2結(jié)果可看出,總糖在前發(fā)酵階段下降很快,進(jìn)入后發(fā)酵后糖降比較慢,在整個(gè)發(fā)酵過程中還原糖逐漸被利用,含量逐漸減少,酶和酵母的活力比較強(qiáng),發(fā)酵正常進(jìn)行。2.3.3發(fā)酵過程中酵母數(shù)量的變化酵母是黃酒釀制過程中主導(dǎo)因子,純種酵母釀制的正常發(fā)酵要求酵母數(shù)必須在2×108個(gè)/mL以上,圖3是酵母數(shù)在發(fā)酵過程中的變化結(jié)果。圖3結(jié)果顯示,在發(fā)酵過程進(jìn)行到48h,即在第2次喂飯之后,酵母數(shù)量增加到最大,因?yàn)榇藭r(shí)酵母全部加入,數(shù)量也達(dá)到最大4.32×108個(gè)/mL。此后酵母數(shù)量隨著發(fā)酵的進(jìn)行而緩慢減少,在整個(gè)發(fā)酵過程中酵母數(shù)量始終保持在2×108個(gè)/mL左右,到后發(fā)酵結(jié)束時(shí)還殘存1.8×108個(gè)/mL的活菌數(shù),通過鏡檢衰老和死亡的酵母比較少,保證了發(fā)酵的正常進(jìn)行。3成品黃酒的分析3.1馬鈴薯黃油的發(fā)酵馬鈴薯釀制全部完成后,測定了馬鈴薯黃酒的理化指標(biāo),試驗(yàn)結(jié)果見表5。其各項(xiàng)指標(biāo)符合傳統(tǒng)黃酒的國家標(biāo)準(zhǔn),而且氨基氮含量優(yōu)于傳統(tǒng)黃酒,但唯一不足的是馬鈴薯黃酒的pH略高于國家標(biāo)準(zhǔn),其可能原因是馬鈴薯原料中含偏堿性成分較多,因此有必要在后續(xù)研究中盡可能采用pH控制發(fā)酵或?qū)υ线M(jìn)行處理。3.2馬鈴薯的口感及動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)馬鈴薯黃酒,呈橙黃色,具有濃郁的香氣且略帶果蔬的清香,與全米黃酒相比口味較為淡爽,由于氨基酸含量比較高,所以酒的鮮味比較突出,但苦澀較重,可能是因?yàn)轳R鈴薯中含有豐富的酚類物質(zhì),在以后的研究中要著重改善馬鈴薯黃酒的苦澀味。感官分析見表6。4馬鈴薯不同的發(fā)酵工藝(1)加入與糯米同等重量的新鮮馬鈴薯(按淀粉比馬鈴薯為16%,糯米為84%),添加0.08%酵母、13.0%麥曲、1.28AGu/g原料糖化酶,料水比為1∶0.7的條件下,采用2次喂飯法可以釀制出符合國家標(biāo)準(zhǔn)的馬鈴薯黃酒。(2)黃酒發(fā)酵分2個(gè)階段,即主發(fā)酵和后發(fā)酵。前發(fā)酵階段主要掌握開耙的時(shí)機(jī),放出CO2并溶入O2,保證發(fā)酵順利進(jìn)行。(3)馬鈴薯能夠代替部分糯米釀制黃酒,所得到的馬鈴薯黃酒品質(zhì)與傳統(tǒng)的全糯米黃酒相比并無很