绍兴黄酒节水生产关键技术与实践

胡建波，曹红艳，杨晓婷，高昕宇，杨雪雯，黄晓倩，华梦妮，王圆圆，田润刚

(1.绍兴文理学院生命科学学院,浙江绍兴312000；2.绍兴市抱龙山酒业有限公司,浙江绍兴312099)

绍兴黄酒节水生产关键技术与实践

胡建波1，曹红艳1，杨晓婷1，高昕宇1，杨雪雯1，黄晓倩1，华梦妮1，王圆圆2，田润刚1

(1.绍兴文理学院生命科学学院,浙江绍兴312000；2.绍兴市抱龙山酒业有限公司,浙江绍兴312099)

研究了浸米时间与米浆水总酸、COD值、原料米损失率以及黄酒产率之间的关系，结果表明，传统浸米作业中原料米的损耗最高可达9.16%，米浆水COD值可达63194.5 mg/L，而且浸米时间越长，单位原料米的黄酒产率越低，即使10℃下浸米14 d，黄酒得率也将降低19.53%。研究成果对于改良黄酒浸米作业，优化黄酒发酵工艺具有重要意义。基于该项研究，作者认为黄酒节水生产的关键技术是米浆水治理。因此，设计了一种循环利用米浆水，集浸米、蒸饭、发酵过程为一体的黄酒发酵设备和配套的工艺措施，使用该设备酿造黄酒的工艺特点是：原位浸米、原位蒸饭、原位发酵，米浆水循环利用，不仅节省器具、降低物料传送强度、节约人力和能耗，而且大幅度降低了生产用水，实现了高COD值米浆水零排放。生产的黄酒在理化指标和感官评价方面均与传统工艺黄酒无明显的差异。

黄酒；节水生产；米浆水；COD：发酵设备

绍兴既是著名的江南水乡，同时也是享誉国内外的黄酒之乡。全市现有酒厂82家，从业人员1.3万余人。2012年黄酒产量63.39万kL，约占全国总产量和产值的1/3，并保持约10%的年增长速度。黄酒产业迅速发展的同时，酿酒污水问题也日趋严重，仅绍兴地区每年产生的酿酒废水约200万t，主要来自米浆水、淋饭水、冷却水和洗涤水，属高浓度有机废水[1]。尤其是米浆水，因富含淀粉、乳酸（有机酸）、氨基酸、糖类、脂肪、维生素等有机物，COD值超过30000 mg/L[2]，最高可达53000 mg/L[3]。酿酒废水大大增加了生产成本和环境治理难度，势必影响到将来黄酒产业的进一步发展，因此节水减排是黄酒行业亟待解决的关键技术之一。

绍兴传统黄酒工艺的显著特点就是浸米时间特别长，一般需要10～20 d，其工艺本质是：(1)使原料米充分吸涨，有利于原料米淀粉糊化；(2)通过乳酸发酵产生一定的酸度，使发酵醪呈酸性，抑制杂菌，并促进酵母生长；(3)形成黄酒特有的风味[3-6]。浸米后原料米损失高达5%～6%[7]，企业平均每酿造1 t黄酒，将产生0.625 t米浆水[3]，传统的“三浆四水”工艺虽然能够利用一部分米浆水，但由于米浆水有异味，多数企业做废弃处理。

目前有不少研究者提出通过改良黄酒酿造工艺，来减少米浆水的生成。如采用生料发酵法[8]；利用液化法酿造黄酒[9]；采用膨化米为原料[10]；将高温流化技术应用于黄酒原料米的处理[11]；采用喷淋浸米1 h的工艺取代传统长时间浸米工艺[12]；采用米浆水循环浸米，使废水得到回收利用[13，14]。或将米浆水作为投料水加以利用，也能降低黄酒生产中的高COD值废水排放[3，15，16]。

基于上述研究以及我们的实践经验，认为黄酒节水生产的关键技术是米浆水的处理。事实上原料米只需要浸米1～2 h就可以达到充分吸涨的状态[12，17，18]，因此，通过进一步验证浸米过程的酸度、原料米损耗率、COD值等指标的变化，提出了缩短浸米时间，循环利用米浆水，原位一体化发酵的新工艺措施。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

原料：糯米，抱龙山酒业有限公司提供；糖化酶，江苏锐阳生物科技；黄酒酵母，安琪酵母股份有限公司。

试剂：中性甲醛（37%～40%）、氢氧化钠、硫酸铜、亚铁氰化钾、亚甲基蓝、酒石酸钾钠、无水葡萄糖、浓硫酸(ρ=1.84)、高锰酸钾、草酸钠、盐酸，以上试剂均为AR级。

仪器设备：梅特勒EL204分析天平，雷诺PHSJ-4F酸度计，Gibertini DEEPV/VADE 4蒸馏单元；Gibertini Densimat/Alcomat 2酒精度测试仪、粗天平、电炉、离心机、25 mL滴定管、250 mL锥形瓶、量筒、玻璃移液管等。

1.2 实验方法

1.2.1 浸米实验

样品制备：16 d内每天称取糯米样品4份，每份100 g，分别置于500 mL广口瓶中，贴上编号和日期，加入150 mL清水。分两组处理，每组2瓶，一组置于20℃生化培养箱，另一组置于10℃生化培养箱，每组所有测定指标均采用2瓶的平均值。浸米后第17天采样，将米浆水全部用滤网滤出，浸渍后的糯米连瓶一起以105℃烘干至恒重，称量后将广口瓶彻底清洗，烘干，按编号依次称重，计算浸渍后米的重量。同时取2瓶未浸泡的米（各100 g），同上法，以105℃烘干至恒重，作为对照。米浆水离心澄清后测定总酸、氨基酸态氮、pH值和COD值，沉淀物105℃烘干称重。

总酸和氨态氮测定：采用氢氧化钠滴定法测定，参见GB/T 13662—2008黄酒，6.6总酸、氨基酸态氮。

总糖测定：采用斐林试剂法，参见GB/T 13662—2008黄酒，6.2.2第二法：亚铁氰化钾滴定法。

酒精度测定：取酒样100 mL，利用Gibertini DEEPV/ VADE 4蒸馏单元蒸馏，搜集蒸馏液于100 mL容量瓶，蒸馏水添加至刻度；利用Gibertini Densimat/Alcomat 2酒精度测试仪直接读出酒精度。

COD值测定：采用高锰酸钾滴定法[20]，样品稀释度为10000倍。

浸米时间与黄酒产率的关系分析：称取4份糯米，每份1 kg，在10℃下分别浸米1 h、24 h、1 d、14 d。然后滤除米浆水，蒸熟后加适量凉水，添加4 g糖化酶60℃保温糖化至糖度为18度时，加安琪黄酒酵母3 g（5%蔗糖水，37℃活化30 min），20℃发酵1个月，压榨后得粗黄酒，计算得率。取粗黄酒离心澄清后，测定主要理化指标。实验中为了避免麦曲对出酒率和出糟率的影响，因而直接采用精制糖化酶作为糖化剂。

1.2.2 原位一体化发酵设备的设计

根据文献和我们多年生产黄酒的经验，认为黄酒节水生产的关键技术是尽量少产生米浆水，并充分利用米浆水。因此，研发了一种循环利用米浆水，集浸米、蒸饭、发酵过程为一体的黄酒发酵设备和工艺措施，主要结构包括发酵池、风力输送机、蒸汽蒸饭装置、高压空气搅拌/冷却装置、发酵醪输送装置（图1）。

以处理5000 kg原料米为例，采用800 cm×244 cm× 122 cm的发酵池，生产黄酒的工艺步骤简述如下：

浸米：在发酵池内放清水2500 L，加入澄清米浆水2500 L，用风力输送机输入5000 kg原料米，抹平。浸米24 h后，向发酵池底部输入压缩空气，松米。

排水：打开底部阀门，把米浆水排入专用不锈钢罐内做澄清处理，米浆水约3500 L。

蒸饭：打开蒸汽阀，通入高温蒸汽，待蒸汽窜出饭面，加入1000 L煮沸过的澄清米浆水，续蒸10～15 min关闭蒸汽阀。剩余2500 L澄清浆水用于下一轮浸米。

冷却：打开鼓风装置，使米饭风冷至75～90℃时，关闭鼓风机及阀门。

放料：将清水6000 L，麦曲600 kg，本公司特制酒药15 kg放入盛料桶内混匀，用物料泵加入蒸好的米饭，搅拌均匀，控制温度在27～29℃。

前发酵：放料15～20 h后，进入旺盛发酵期，饭粒上浮，根据发酵温度通入压缩空气开耙搅拌，间隔3～4 h搅拌1次，48 h后每隔12 h搅拌1次。

后发酵：前发酵3 d后，打开排料阀，用输送泵将酒醪泵入后酵罐，继续发酵35～45 d，根据检测指标终止发酵，压榨过滤。

2 结果与分析

2.1 浸米与原料损耗率

100 g未浸泡的原料米经105℃烘至恒重后为89.87 g，含水量为10.13%。浸泡米干重和米浆水的测定数据分析见表1和表2。

由表1、表2可以看出，随着浸渍时间的延长，原料米损失率逐渐增加，米浆水pH值不断下降，总酸呈指数增长趋势（图2），米浆水COD值（图3）和原料损失率呈线性递增（图4）。20℃浸米16 d后米浆水COD值达63194.50 mg/L，原料损失率为9.16%。10℃浸米16 d后米浆水COD值达32192.78 mg/L，原料损失率为6.42%。米浆水中的不溶物含量较少，每100 g米产生0.06～0.24 g不溶物，主要是淀粉，可作为沉淀处理，因此未测量其COD值。

2.2 浸米时间与黄酒产率

称取4份糯米，每份1 kg，分别于10℃浸米2 h、24 h、7 d、14 d后酿造为黄酒，计算得率，酒糟为230～240 g（干重57.5 g～60 g）。测量数据见表3，可以看出，浸米时间越长，单位原料米的黄酒得率越低。浸米14 d后每公斤原料米的黄酒得率比浸米2 h的黄酒得率降低19.53%。

2.3 新设备工艺黄酒的理化指标

通过本公司技术人员感官检验，认为生产的黄酒与传统工艺黄酒在外观、气味、口感等方面无显著差异。经绍兴市食品药品检验研究院检验，主要理化指标如下（报告编号SPC 201602666）：总糖31.1 g/L，非糖固形物含量36.3 g/L，酒精度12.7%vol，总酸4.2 g/L，氨基酸态氮1.01 g/L，pH3.9，氧化钙0.1 g/L，β-苯乙醇36.7 mg/L，铅0.035 mg/kg。

3 讨论

已有的研究报道已经认识到了米浆水处理在黄酒节

水生产中的重要性，并提出了一些可行的改良措施，如生料发酵法[8]、液化法酿造工艺[9]、膨化米酿造工艺[10]、高温流化米酿造法[11]、快速浸米工艺[12]、米浆水循环浸米[14]、米浆水作为投料水[3，15]等。为此，通过系统的实验，重新研究了浸米时间与米浆水总酸、COD值、原料米损失率和黄酒产率之间的关系，发现在传统浸米工艺中原料米的损耗最高可达9.16%，米浆水COD值可达63194.5 mg/L，而且浸米时间越长，单位原料米的黄酒产率越低，即使10℃下浸米14 d，黄酒得率也将降低19.53%。研究成果对于改良浸米工序，优化黄酒发酵工艺具有重要意义。

在上述研究的基础上，通过文献分析，结合长期生产黄酒的经验，认为黄酒节水生产的关键技术是米浆水的处理。因此，我们研发了一种循环利用米浆水，集浸米、蒸饭、发酵过程为一体的黄酒发酵设备和配套的工艺措施，使用该设备酿造黄酒的工艺特点是：原位浸米、原位蒸饭、原位发酵，米浆水循环利用，不仅节省器具、降低物料传送强度、节约人力和能耗、而且大幅度降低了生产用水，实现了高COD值米浆水零排放。生产的黄酒在理化指标和感官评价方面与传统工艺黄酒无明显的差异。

[1]刘海亚,朱定松.黄酒工业废水处理技术[J].工业水处理,2005, 25(2)：67-68.

[2]鲁玉龙,祁华宝.黄酒酿制米浆废水的处理[J].工业用水与废水,2002,33(2)：50-51.

[3]俞关松,毛青钟.黄酒浸米浆水作复制糟香白酒投料水的研究[J].酿酒,2012,39(5)：71-72.

[4]毛青钟.黄酒浸米浆水及其微生物变化和作用[J].酿酒科技, 2004(3)：73-75.

[5]程斐,周高峰,谢广发,等.适用于黄酒生物酸化浸米的乳酸菌筛选[J].食品与生物技术学报,2013,32(10)：1079-1084.

[6]姬中伟,黄桂东,毛健,等.浸米时间对黄酒品质的影响[J].基础研究,2013(1)：49-52.

[7]汪建国,汪陆翔.大米品种和品质与黄酒酿造关系的探讨[J].中国酿造,2006,162(9)：60-63.

[8]吕伟民,夏海华,赵云财,等.生大米酿制黄酒的生产工艺[J].酿酒科技,2003(3)：77-78.

[9]赵宝成,杨国琪,赵光鳌.液化法黄酒酿造新技术的应用[J].酿酒,2003,30(5)：63-65.

[10]陆燕,徐文琦,赵光鳌,等.糯米膨化法对黄酒酿造及其风味的影响[J].食品与发酵工业,2003,29(6)：67-71.

[11]彭昌亚,张建华,帅桂兰,等.利用高温硫化米酿制新型黄酒[J]酿酒,2002,29(2)：90-91.

[12]董鲁平,张辉,万全林,等.快速浸米酿制黄酒新工艺研究[J].酿酒科技,2011(2)：89-92.

[13]俞卫华,钱俊青.酿酒米浆水循环利用方法的研究[J].浙江工业大学学报,32(2)：112-116.

[14]李海霞,何国庆,楼凤鸣,等.米浆水和淋饭水回收利用对黄酒发酵过程的影响[J].中国食品学报,2012,12(4)：146-152.

[15]薛洁,王异静,刘岩,等.黄酒酿造中米浆水回收技术的研究[J].酿酒科技,2009(9)：17-19.

[16]魏桃英,张秋汀,沈丽敏,等.对黄酒米浆水综合回用的研究[J].酿酒科技,2016(2)：100-103.

[17]水間智哉.酒造用原料米の吸水特性の解析[J].日本醸造協会誌,2009,104(5)：322-330.

[18]余世锋,马莺,张海玲.籼米、粳米及泰国香米吸水性质及其动力学研究[J].食品工业科技,2009(9)：86-90.

[19]全国食品工业标准化技术委员会酿酒分技术委员会.黄酒：GB/T 13662—2008[S].北京：中国标准出版社,2009.

[20]耿梅.高锰酸钾法测定COD浓度的全过程分析[J].知识经济, 2008(7)：92.

Key Techniques and Practice in Water-Saving Production of Shaoxing Yellow Rice Wine

HU Jianbo1,CAO Hongyan1,YANG Xiaoting1,GAO Xinyu1,YANG Xuewen1, HUANG Xiaoqian1,HUAMengni1,WANG Yuanyuan2and TIAN Rungang1
(1.College of Life Science,Shaoxing University,Shaoxing,Zhejiang 312000;
2.Baolongshan Winery Co.Ltd.,Shaoxing,Zhejiang 312099,China)

The relationships between rice steeping time and total acids in rice steeping water,COD,rice loss rate,and wine yield were investigated.The results suggested that,in traditional rice steeping,rice loss rate reached up to 9.16%,COD in rice steeping water reached up to 63194.5 mg/L,and the longer the rice steeping time,the lower the wine yield.Even for rice steeped at 10℃for two weeks,wine yield would reduce by 19.53%.These findings were of great significance in improving rice steeping and optimizing yellow rice wine fermentation.Based on these findings,we believed that rice steeping water treatment is the key technology in water-saving production of yellow rice wine.Thus we designed a fermenting equipment integrating rice steeping,rice cooking and fermentation together.Such equipment had the following technical features:in situ rice steeping,in situ rice steaming,in situ fermentation,and recycling of rice steeping water,which could not only save containers,reduce materials transferring,save manpower and energy consumption,but also save the use of production water greatly and achieve zero discharge of high COD rice steeping water.There was no difference in physiochemical indexes and sensory evaluation between the produced wine and the wine produced by traditional techniques.

yellow rice wine;water-saving production;rice steeping water;COD;fermentation equipment

TS262.4；TS261.4

A

1001-9286（2017）03-0076-05

10.13746/j.njkj.2016383

基于黄酒节能节水生产的浸米、蒸饭、发酵一体化工艺设备研究，绍兴市越城区科技局，项目编号：201506。

2016-12-30

胡建波（1995-），男，贵州省清镇市人，绍兴文理学院酿酒工程专业2013级在校本科生。

田润刚（1967-），男，甘肃天水市人，博士，绍兴文理学院酿酒工程专业教授。

优先数字出版时间：2017-02-13；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170213.1403.010.html。