生料发酵制备罗平小黄姜糯米保健酒的工艺研究

赵丛丛，杨君艳，李泽田，陈继珂，李虹琴，吴宁，翁明琴

（曲靖师范学院，云南曲靖 655011）

糯米中含有大量的具有生物活性的短肽和维生素[1]，其含有的糖类、有机酸[2]对于身体虚弱者可以起到一个补气血的作用，常喝糯米酒可促进胃液分泌，增加食欲、提高血液循环[3]。罗平小黄姜是云南省曲靖市注册地理标志证明商标产品，姜含有挥发油、姜辣素和二苯基庚烷三大类，具有保护消化器官、止呕、抗炎、抗菌等作用[4-6]。

生料发酵，是指原料无需先经过蒸煮液化、糖化处理，直接加水拌料，糖化与发酵过程同时进行[7]。有研究数据[8]表明生料发酵可降低电耗25%、煤耗25%～30%、水耗5%。本试验通过研究发酵时间、姜汁糯米比、淀粉酶添加量、糖化酶添加量等因素，对生料发酵制备罗平小黄姜糯米保健酒的发酵工艺进行了优化。

1 材料与方法

1.1 材料与主要仪器

CP114型分析天平：美国奥豪斯天平有限公司；TU-1810型紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限公司；XMTD-600电子恒温不锈钢水浴锅：上海宜昌仪器纱筛厂；UPH-IV-20T超纯水机：成都超纯科技有限公司；酒精计：国营武强仪表厂。

糯米：从超市选购，选择圆糯米，无虫害，白色不透明，无发黄发霉，无爆腰，气味良好，以当年生产的优质糯米为主要原料；小黄姜：选用色泽鲜美，辣味充足，根茎饱满，无霉烂的罗平小黄姜；淀粉酶（固体，2000U/g）、糖化酶（固体，100 000 U/g）、甜酒曲：均由安琪酵母股份有限公司提供；氢氧化钠、葡萄糖、DNS试剂：分析纯。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 原料的选择

姜：选取正宗的，无异味、无霉变、无腐烂的罗平小黄姜。

糯米：选取颗粒饱满、色泽亮白的，无霉变、无异味的优质糯米。

1.2.2.2 浸泡、研磨

将挑选好的优质糯米淘洗干净后，将糯米放在洁净的容器中用蒸馏水浸泡6 h～10 h，不得出现浸烂或白心（硬心）[9]。然后捞出冲洗，滴净浆水，并将其研磨至小颗粒状。

1.2.2.3 加入淀粉酶、糖化酶

将糯米与姜汁按一定比例混合，加水调配，加入淀粉酶、糖化酶，于一定温度下进行糖化，得糖化液。

1.2.2.4 主发酵

糖化液冷却后，加入0.38 g/100 L甜酒曲，于33℃下发酵一段时间。

1.2.2.5 后发酵

主发酵结束，将酒液与酒渣分离，用双层纱布过滤澄清的液体，放置在10℃温度下后发酵7 d。

1.2.2.6 陈酿

后发酵结束后，将酒液置于低温20℃下陈酿，促进酒体的稳定和澄清。陈酿结束后，添加0.75 g/L壳聚糖澄清处理，过滤后的酒液用孔径为0.45 μm的微孔膜过滤得小黄姜糯米保健酒。

1.2.3 检测方法

酒精度的测定：采用蒸馏法，按照中华人民共和国国家标准GB/T15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》。

残总糖、产酒率、淀粉利用率的测定参照文献方法[7]。

1.2.4 发酵条件的优化

1.2.4.1 单因素试验

在确定姜汁与糯米质量比为1∶40、淀粉酶添加量为25 U/g、糖化酶添加量为350 U/g以及甜酒曲添加量为0.38 g/100 L的条件下，选择发酵时间为24、32、48、60、72 h进行试验，考察其对发酵的影响；在确定发酵时间为48 h、淀粉酶添加量25 U/g、糖化酶添加量为350 U/g以及甜酒曲添加量为0.38 g/100 L的条件下，选择姜汁与糯米质量比为 1 ∶10、1 ∶20、1 ∶30、1 ∶40、1∶50进行试验，考察其对发酵的影响；在确定发酵时间为48 h、姜汁与糯米的质量比为1∶40、糖化酶添加量为350 U/g、甜酒曲添加量为0.38 g/100 L的条件下，选择淀粉酶添加量为 15、20、25、30、35 U/g 进行实验，考察其对发酵的影响；在确定发酵时间为48 h、姜汁与糯米质量比为1∶40、淀粉酶添加量为25 U/g、甜酒曲添加量为0.38 g/100 L的条件下，分别选择糖化酶添加量为 250、300、350、400、450 U/g 进行试验，考察其对发酵的影响。

1.2.4.2 正交试验

选用姜汁糯米比、淀粉酶添加量、糖化酶添加量、发酵时间四因素三水平进行正交试验，以感官评价为指标选出最优组合。

1.3 感官评价标准[10-11]

感官评价标准见表1。

表1 感官评价标准Table 1 Sensory evaluation index

2 结果与分析

2.1 发酵时间的确定

在确定姜汁与糯米质量比为1∶40、淀粉酶添加量为25 U/g、糖化酶添加量为350 U/g以及甜酒曲添加量为0.38 g/100 L的条件下，研究发酵时间对发酵的影响，试验结果见图1和图2。

图1 发酵时间对感官品质的影响Fig.1 Effect of fermentation time on sensory quality

图2 发酵时间对发酵工艺的影响Fig.2 Effect of fermentation time on fermentation process

由图1、图2可知，发酵的最佳时间段应是32 h～60 h，尤其以48 h为最佳。在适宜的发酵温度及相关条件下，随着时间的增长，酒中菌种的活性也随之增大能够产出更多的乙醇及芳香类物质，使小黄姜酒具有独特的香气及风味[12]。但是，发酵时间一旦过长，则会出现酸败现象，从而使得糯米酒发涩、发酸、发苦。实验结果表明，在发酵时间为48 h时，小黄姜酒的整体感官品质为优等，口感圆润、纯正、细腻、风格明确[13]，酒中的残总糖含量最低，淀粉的利用率最高，发酵产物的酒精度最高，产酒量也最多。

2.2 姜汁糯米质量比确定

在确定发酵时间为48 h、淀粉酶添加量25 U/g、糖化酶添加量为350 U/g以及甜酒曲添加量为0.38 g/100 L的条件下，研究姜汁与糯米质量比对发酵的影响，试验结果见图3和图4。

姜汁与糯米质量比是影响发酵的重要因素之一，若姜汁添加过多，姜味太过浓烈辛辣，不仅会影响酒的风味口感，还会抑制酒中的活性物质，降低产酒量；而姜汁添加过少，则会使得姜味偏淡，发酵后的酒中无法品尝出独特口感。如图3、图4所示，姜汁与糯米质量比在1∶30～1∶50之间为最佳，尤其以1∶40最为明显。在姜汁与糯米比例为1∶40时，发酵后的酒中不仅有糯的醇香，还有独特的小黄姜的清香，口感也较为醇厚甘甜，爽口，和谐纯正，无异味。且残总糖含量较低，酒精度及产酒率较高。

图3 姜汁糯米质量比对感官品质的影响Fig.3 Effect of glutinous rice ratio of ginger juice on sensory quality

图4 姜汁糯米质量比对发酵工艺的影响Fig.4 Effect of glutinous rice ratio of ginger juice on fermentation process

2.3 淀粉酶添加量的确定

在确定发酵时间为48 h、姜汁与糯米的质量比为1∶40、糖化酶添加量为350 U/g、甜酒曲添加量为0.38 g/100 L的条件下，研究淀粉酶添加量对发酵的影响，试验结果见图5和图6。

淀粉酶添加量主要是对发酵的内部活动产生影响，淀粉酶的主要作用是将糯米中的淀粉水解成糊精、三糖、葡萄糖等，以便于后续的糖化[14]。当淀粉酶添加量为25 U/g时，糯米中的淀粉被利用的最多，发酵产物中的酒精度也最高。虽说在淀粉酶添加量为35 U/g时，各项发酵指标也较高，但此时糯米小黄姜保健酒酒味较淡，略带涩味，感官品质较低。可能是由于淀粉酶含量较高，水解出大量葡萄糖，但未被完全糖化利用，使得发酵液中残总糖变高且酒味过淡。

图5 淀粉酶添加量对感官品质的影响Fig.5 Effect of amylase on sensory quality

2.4 糖化酶添加量的确定

在确定发酵时间为48 h、姜汁与糯米质量比为1∶40、淀粉酶添加量为25 U/g、甜酒曲添加量为0.38 g/100 L的条件下，研究糖化酶添加量对发酵的影响，试验结果见图7和图8。

图7 糖化酶添加量对感官品质的影响Fig.7 Effect of glucoamylase on sensory quality

图8 糖化酶添加量对发酵工艺的影响Fig.8 Effect of glucoamylase on fermentation process

试验结果表明，当糖化酶添加量为350 U/g时，各项指标都能达到最高，整体感官品质也较好。虽然糖化酶添加量在300 U/g时，发酵液中残总糖含量最低，但产物的酒精度、产酒量及淀粉利用率都比较低。因此，糖化酶添加量为350 U/g是最佳的因素水平。

2.5 正交试验

通过单因素试验分析以后，按L9（34）正交表进行试验。

表2 正交水平设计Table 2 Orthogonal Level Design

表3 正交试验结果Table 3 Orthogonal experimental results

续表3 正交试验结果Continue table 3 Orthogonal experimental results

极差R值反映的是各个单因素水平对正交试验的影响大小，由上表R值数据可知，因素影响主次顺序为A（发酵时间）＞B（姜汁与糯米比例）＞C（淀粉酶添加量）=D（糖化酶添加量）；根据上表k值可以得出，正交试验的优组合是发酵时间为48 h，姜汁糯米质量比为1∶40、淀粉酶添加量30 U/g、糖化酶添加量350 U/g，且该组合的小黄姜糯米保健酒整体感官评分较高，色泽呈黄色，有糯米酒特有的醇香以及小黄姜的清香，香气浓郁，口感醇厚甘甜，和谐纯正，无异味，且无肉眼可见的杂质，为优等品。

3 结论

通过研究，得到生料发酵制备罗平小黄姜糯米保健酒的最佳条件为：发酵时间为48 h，姜汁糯米比1∶40、淀粉酶添加量30 U/g、糖化酶添加量350 U/g。主发酵结束后，经后发酵及陈酿过程，所得的罗平小黄姜糯米色泽呈黄色，有糯米酒特有的醇香以及小黄姜的清香，香气浓郁，口感醇厚甘甜，和谐纯正，无异味，且无肉眼可见的杂质，为优等品。