酶制劑對醪糟品質(zhì)改良效果研究

陳書明（三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南三門峽472000）

酶制劑對醪糟品質(zhì)改良效果研究

陳書明
（三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南三門峽472000）

以糯米為原料，研究了單一酶制劑和多種酶制劑復(fù)合后對醪糟感官品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：使用單一酶制劑時，單一酶制劑最佳添加量分別為：糖化酶0.4 g/kg，α-淀粉酶為1.5 g/kg，酸性蛋白酶為0.8 g/kg，異淀粉酶為1.2 g/kg；在最佳單一酶制劑使用量的基礎(chǔ)上，通過正交試驗，進一步研究出多種酶共同使用時的最佳配比：糖化酶添加量為0.3 g/kg、α-淀粉酶為1.0 g/kg、酸性蛋白酶添加量為0.6 g/kg、異淀粉酶添加量為0.6 g/kg。該配比下生產(chǎn)的醪糟質(zhì)地均一、白色、有光澤，具有醪糟特有的醇香，風味復(fù)雜，口感柔和。

醪糟；酶制劑；模糊數(shù)學(xué)

醪糟俗稱米酒、伏汁酒、酒釀兒等，以大米（糯米）為主要原料，經(jīng)蒸煮、加曲、糖化、發(fā)酵而成，是中國的一種傳統(tǒng)發(fā)酵食品。醪糟以其特殊的口感、豐富的營養(yǎng)成分以及良好的保健效果而廣泛流傳，深受我國國民的喜愛[1]。但至今，醪糟仍以自然發(fā)酵、作坊式生產(chǎn)為主，生產(chǎn)周期長，熱能損耗大。酶制劑是生物制劑，對人體不具有任何毒害作用，同時還具有作用專一、高效的特點，被廣泛應(yīng)用于釀酒工業(yè)，但目前在醪糟生產(chǎn)上還沒有得到應(yīng)用。本文主要研究在縮短發(fā)酵時長的情況下不同酶制劑對醪糟感官品質(zhì)的影響，以探求適合其生產(chǎn)的酶制劑，為指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)提供一定的

參考。

1　材料與方法

1.1試驗材料

糯米：市售；甜酒曲：安琪酵母股份有限公司；糖化酶（130 000 U/g）：四川新華揚山野生物有限公司；α-淀粉酶（2 000 U/g）：邢臺萬達生物工程有限公司；蛋白酶（50 000 U/g）：張家港金源生物化工有限公司；異淀粉酶（2 000 U/g）：武漢遠城科技發(fā)展有限公司。

1.2試驗儀器

JY601電子稱：上海滬粵明科學(xué)儀器有限公司；MC-EP201電磁爐：廣東美的生活電器電磁爐制造有限公司；YX280B高溫滅菌鍋：上海隆拓儀器設(shè)備有限公司；LRH-150B恒溫箱：青島揚中儀器有限公司。

1.3方法

1.3.1工藝流程

1）洗米蒸飯：將糯米淘洗干凈，用水浸泡至米無硬心，撈起放于置有濾布的鋼絲碗內(nèi)，于高壓鍋內(nèi)蒸熟（約0.1 MPa，15 min）。

2）淋水降溫：先用少量涼開水淋洗蒸熟的糯米飯，使其降溫至60℃左右，然后加入配置好的酶液，溫度應(yīng)控制在（34±2）℃。

3）落缸搭窩：將酒曲粉按0.4%用量均勻拌入飯內(nèi)（留少許灑入不銹鋼口盅內(nèi)），然后將飯松散放入不銹鋼口盅中，（30±2）℃培養(yǎng)24 h，為使酶與底物充分接觸，轉(zhuǎn)速15 r/min。

4）滅菌：發(fā)酵后的產(chǎn)品在蓋上蓋子煮沸，即為成品。1.3.2單因素試驗設(shè)計

α-淀粉酶（2 000 U/g）的用量分別設(shè)定為1.0、1.5、2.0、2.5 g/kg，糖化酶（130 000 U/g）、蛋白酶（50 000 U/g）、異淀粉酶（谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶2 000 U/g）用量分別設(shè)為0.4、0.8、1.2 g/kg，試驗中將各種酶制劑配制成一定濃度的酶溶液，然后按梯度要求添加澆淋到糯米飯中，對照組內(nèi)不加酶制劑。

1.3.3正交試驗設(shè)計

按照1.3.1的工藝，在單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上各取3個水平進行L9（34）正交設(shè)計試驗，正交設(shè)計因素和水平見表1。

表1　正交設(shè)計因素和水平Table 1　Factors and levels oforthogonaldesign

1.3.4醪糟感官評價方法

以感覺、嗅覺正常的4位食品專業(yè)老師和6位學(xué)生為參評員對醪糟進行品質(zhì)感官評定，每組取3瓶醪糟的平均值。感官評定的評分標準見表2。

要求評定前12 h不吸煙、不飲酒、不食辛辣等刺激性食物；每個人的評定過程單獨完成，每評完一個樣品以清水漱口，間隔5 min后再評定下一個樣品。

采用調(diào)查發(fā)確定醪糟各感官指標的權(quán)重為組織狀態(tài)0.3、色澤0.2、氣味0.2、口感0.3，總和為1。權(quán)重集X={X1，X2，X3，X4}={0.3，0.2，0.2，0.3}，且總和為1。

表2　感官評定標準Table 2　Standards of sensory evaluation

醪糟感官指標綜合評判集Y=XR，式中：X為權(quán)重集；R為模糊矩陣。

2　結(jié)果與分析

2.1糖化酶添加量對醪糟品質(zhì)的影響

葡萄糖淀粉酶簡稱糖化酶，可以迅速的從淀粉的非還原性末端將淀粉水解，釋放出葡萄糖，并能使水解下來的葡萄糖發(fā)生構(gòu)型變化，形成β-D-葡萄糖，它也可以微弱的水解α-1，6糖苷鍵和α-1，3連接的碳鏈。因其一般都能將淀粉百分之百地水解生成葡萄糖，因此被廣泛地應(yīng)用于酒精、白酒、抗生素、氨基酸、有機酸、甘油、淀粉糖等工業(yè)中，是我國產(chǎn)量最大的酶制劑產(chǎn)品[2]。糖化酶添加量對醪糟品質(zhì)的影響見表3。

表3　糖化酶添加量對醪糟品質(zhì)的影響Table 3　Effect ofdifferentglucoamylase additives on the quality of fermented glutinous rice

試驗過程中發(fā)現(xiàn)，糖化酶添加量為0.4 g/kg時，醪糟品質(zhì)最好，糖化酶添加量為0.8 g/kg時酒味過重，1.2 g/kg時甜味重、酒味淡、酸味輕。這可能是糖化酶添加量為0.8 g/kg時發(fā)酵過度，1.2 g/kg時發(fā)酵不足導(dǎo)致。添加量為1.2 g/kg時糖化速度過快，導(dǎo)致醪糟樣品內(nèi)滲透壓迅速增加，使得酵母菌活力不足，發(fā)酵不旺，酒精度表現(xiàn)為降低；另一方面，汁液的通氣性變差，發(fā)酵主要以酒精發(fā)酵為主，不利于好氣的乙酸、乳酸等的發(fā)酵，酸味表現(xiàn)為輕。

由表3可見，10名評價人員的評檢結(jié)果存在差異，據(jù)此可建立模糊矩陣。模糊評定矩陣根據(jù)評定人員的評定結(jié)果（見表3）確定，即將表3中的數(shù)字除以評定人總數(shù)（10人），就可以得到模糊矩陣R，R1表示當糖化酶添加量為0.4 g/kg的模糊評定矩陣，R2為0.8 g/kg時的模糊評定矩陣，R3為1.2 g/kg時的模糊評定矩陣。

醪糟感官特性的綜合評定結(jié)果是指標權(quán)重集X與模糊矩陣R的合成，即根據(jù)模糊變換原理，用矩陣乘法計算3組醪糟樣品對各因素的綜合評判結(jié)果Y=XR。

歸一化后得：Y1=（0.494，0.484，0.022）。

同理得：Y2=（0.29，0.42，0.29），Y3=（0.26，0.37，0.37）。這說明添加糖化酶0.4 g/kg時有49.4%的人認為品質(zhì)為優(yōu)等，48.4%的認為中等；添加量為0.8 g/kg時有29%的人認為品質(zhì)為優(yōu)等，42%的人認為為中等；為1.2 g/kg時時，26%的人認為為優(yōu)等，37%的人認為為中等，因此認為糖化酶的最佳添加糖化酶為0.4 g/kg。

2.2α-淀粉酶添加量對醪糟品質(zhì)的影響

α-淀粉酶也叫液化酶，是內(nèi)切型糖苷酶，能隨機水解直鏈淀粉和支鏈淀粉內(nèi)部的α-1，4鍵，對外側(cè)α-1，4鍵不易切割，對α-1，6鍵及與α-1，6鍵緊靠的α-1，4鍵不能切割，能把淀粉快速將淀粉分解為大、小糊精，專起液化作用[3]。試驗過程中發(fā)現(xiàn)，隨α-淀粉酶的增加，醪糟出水速度增加，發(fā)酵結(jié)束，添加量為1.0 g/kg的出汁量最少，另外3個沒區(qū)別。當添加量為2.5 g/kg時糟液變得混濁，這說明α-淀粉酶迅速將支鏈淀粉分解，但很不徹底，其殘留物中帶有α-1，6分枝的小分子糊精，這種糊精不能被酵母發(fā)酵成酒精，成為醪液中的殘余淀粉。不同α-淀粉酶添加量對醪糟品質(zhì)影響結(jié)果按2.1計算，歸一化后得：Y1= （0.27，0.55，0.18），Y2=（0.55，0.40，0.05），Y3=（0.402，0.413，0.185），Y4=（0.26，0.48，0.26）。由計算結(jié)果可知，α-淀粉酶添加量為1.5 g/kg時，有55%的人認為醪糟品質(zhì)優(yōu)等，其它添加量時認為優(yōu)等的人數(shù)均少于該數(shù)值，因此認為α-淀粉酶的最佳添加量為1.5 g/kg。

2.3酸性蛋白酶添加量對醪糟品質(zhì)的影響

在釀酒業(yè)中應(yīng)用酒用酸性蛋白酶，可在白酒釀造的發(fā)酵過程中起協(xié)同作用，具有溶解發(fā)酵原料的顆粒、促進微生物的生長、繁殖及酶的形成、強化酵母菌等的酒精代謝、分解蛋白質(zhì)生成香味物質(zhì)、降解酵母菌體蛋白等多種功能[4-5]。研究過程中發(fā)現(xiàn)，隨著酸性蛋白酶添加量的增加，醪糟酒味增大、酸味下降、風味變復(fù)雜、顏色由白變淺黃。說明酸性蛋白酶在釀酒的酸性環(huán)境中，將原料蛋白質(zhì)水解成氨基酸，氨基酸是生成白酒香味成分的前體物質(zhì)，經(jīng)過不同微生物及酶的代謝，生成多種香味物質(zhì)。當添加量為1.2 g/kg時，醪糟甜味與0.8相比略低，有焦苦味、米粒空，口感無彈性。酸性蛋白酶后醪糟的感官品質(zhì)評價結(jié)果按2.1對進行計算，歸一化后得：Y1=（0.22，0.50，0.28），Y2= （0.48，0.49，0.03），Y3=（0.22，0.37，0.41）。由計算結(jié)果可知，酸性蛋白酶添加量為0.8 g/kg時，有48%的人認為醪糟品質(zhì)優(yōu)等，為最佳添加量。

2.4異淀粉酶添加量對醪糟品質(zhì)的影響

在糯米中，支鏈淀粉占98%，支鏈淀粉是由α-1，4-葡萄糖鏈通過α-1，6-糖苷鍵產(chǎn)生側(cè)枝而形成高度分支的多糖，由于每隔20～25個葡萄糖單位就有一個支鏈點，支鏈淀粉含4%～5%的α-1，6-糖苷鍵。異淀粉酶是一類能夠?qū)Ｒ坏厍虚_支鏈淀粉分支點中的α-1，6糖苷鍵，將最小單位的支鏈分解，從而剪下整個側(cè)枝，最大限度地利用淀粉原料，形成直鏈淀粉的酶類[6]。在淀粉加工中，異淀粉酶和糖化酶協(xié)同作用時，可以加速糖化過程，提高糖化率；和β-淀粉酶聯(lián)合作用時則可以大大提高麥芽糖得率[7]。試驗時發(fā)現(xiàn)，添加異淀粉酶與對照相比，醪糟感官品質(zhì)改變不明顯。結(jié)果按2.1計算，歸一化后得：Y1=（0.0，0.47，0.53），Y2= （0.0，0.64，0.36），Y3=（0.0，0.74，0.26）。由計算結(jié)果可知，在該給定酒曲添加量和發(fā)酵時長下，單一的添加異淀粉酶醪糟感官品質(zhì)達不到優(yōu)等；當異淀粉酶添加量為1.2 g/kg時，有74%的人認為醪糟品質(zhì)中等，為該試驗的最佳添加量。

2.5正交試驗結(jié)果

在單因素試驗結(jié)果基礎(chǔ)上，進行正交試驗。為降低生產(chǎn)成本，對各因素進行水平選擇時，除異淀粉酶外，其它酶最大水平為單因素試驗時最佳添加量；異淀粉酶價格較高，其在淀粉水解成葡萄糖的過程中起協(xié)同作用，因此，最大水品設(shè)定為0.8 g/kg。試驗組感官評分結(jié)果和數(shù)據(jù)處理方法也與單因素相同。正交試驗設(shè)計及評價結(jié)果見表4。

結(jié)論推算：將模糊綜合評價結(jié)果的各個量分別乘以其對應(yīng)的分值，并進行加和得到各試驗組的模糊處理評價分數(shù)。如：Y1=0.52×90+0.42×80+0.06×70= 84.6。對感官評價結(jié)果進行模糊數(shù)學(xué)計算后得知，9組樣品每組都有50%以上的人認為產(chǎn)品感官品質(zhì)為優(yōu)等，其中2號樣品認可人數(shù)最多，為84%，其次是5號為73%。

表4　正交試驗設(shè)計及綜合評價結(jié)果Table 4　Effectof differentα-amylase additives on the quality offermented glutinous rice

由表4可知，各因素對醪糟的綜合感官評定得分影響大小順序為：B＞D＞A＞C，即α-淀粉酶影響最大，其次為支鏈淀粉酶，然后糖化酶，酸性蛋白酶影響最小，最優(yōu)水平的組合為A2B2C2D2，即糖化酶添加量為0.3 g/kg，α-淀粉酶為1.0 g/kg，酸性蛋白酶添加量為0.6 g/kg，異淀粉酶添加量為 0.6 g/kg。按照組合A2B2C2D2進行驗證試驗，綜合感官評定得分為Y= （0.90，0.07，0），說明有90%的人認為醪糟品質(zhì)優(yōu)等，高于正交試驗84%；綜合評分89，高于正交試驗的最高值88.4，說明配方可行。

3　結(jié)論

通過正交試驗與模糊數(shù)學(xué)綜合評價相結(jié)合的方法研究醪糟酶生產(chǎn)時制劑對其品質(zhì)的改良效果，當糖化酶添加量為0.3 g/kg、α-淀粉酶為1.0 g/kg、酸性蛋白酶添加量為0.6 g/kg、異淀粉酶添加量為0.6 g/kg時發(fā)酵24 h，就能生產(chǎn)出質(zhì)地均一、白色、有光澤，具有醪糟特有的醇香，風味復(fù)雜，口感柔和的醪糟產(chǎn)品。

[1]胡代欣.醪糟的營養(yǎng)[J].營養(yǎng)健康新觀察,2006(2):53-55

[2]武金霞,王沛,李晚明.糖化酶研究進展及趨勢[J].自然雜志,2003, 25(3):161-163

[3]張中義,暢曉霞,鐘其頂.等.酒曲酶系、菌系特征及釀造過程中微生物動態(tài)變化[J].釀酒,2008,35(5):24-29

[4]唐勝球,董小英,許梓榮.酒用酸性蛋白酶的研究進展[J].釀酒科技,2005,26(1):41-44

[5] 閻致遠,張益慶,廖德勝,等.酸性蛋白酶生產(chǎn)酒的代謝研究[J].糧食與飼料工業(yè),1995(8):24-25

[6]袁勤生.應(yīng)用酶學(xué)[M].上海:華東理工大學(xué)出版社,1994

[7]李勃,王弋博,張雙強,等.異淀粉酶性質(zhì)研究[J].北民族大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2004,25(1):32-34

Study of Enzyme Preparation on Improvement of Quality of Fermented Glutinous Rice

CHEN Shu-ming
（Sanmenxia Polytechnic，Sanmenxia 472000，Henan，China）

The effects ofa single enzyme and compound enzyme preparations for the sensory quailty offermented glutinous rice have been studied by taking the glutinous rice as raw material.The results indicated thatsingle enzyme used，optimum amountofeach enzyme were saccharifying enzyme 0.4 g/kg，α-amylase 1.5 g/kg，acid proteinase 0.8 g/kg，isoamylase 1.2 g/kg.Based on the usage ofthe optimalsingle enzyme preparations，the optimal proportion of compound enzyme had been carried out by orthogonal test：saccharifying enzyme 0.3 g/kg，α-amylase 1.0 g/kg，acid proteinase 0.6 g/kg，isoamylase 0.6 g/kg.Under these conditions，the production of fermented glutinous rice was uniform texture，white，shiny，with a unique aroma of fermented glutinous rice，complex flavor，softtexture.

fermented glutinous rice；enzyme preparation；fuzzy mathematics

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.12.025

陳書明（1980—），女（漢），講師，碩士，主要研究方向：食品生物技術(shù)。

2016-01-31