3種高粱的釀酒工藝參數研究

劉　涵，沈才洪，敖宗華，鄧　波，秦　輝，蔡小波，周海燕

（1.四川理工學院，四川自貢643000； 2.瀘州老窖集團有限責任公司，四川瀘州646000；3.國家固態釀造工程技術研究中心，四川瀘州646000）

3種高粱的釀酒工藝參數研究

劉涵1，沈才洪2，3，敖宗華2，3，鄧波2，3，秦輝2，蔡小波2，周海燕1

（1.四川理工學院，四川自貢643000； 2.瀘州老窖集團有限責任公司，四川瀘州646000；3.國家固態釀造工程技術研究中心，四川瀘州646000）

以糊化率為指標，對山西高粱、澳大利亞高粱、內蒙古高粱的潤糧條件、粉碎度、蒸糧時間分別進行了研究，確定了3種高粱的潤糧工藝、粉碎度、蒸糧時間。

高粱； 潤糧； 蒸糧； 白酒

高粱，又稱蜀黍，因其高淀粉含量而成為釀酒的主要原料，我國的茅臺、五糧液、瀘州老窖、汾酒等名酒都是以高粱為主要原料釀制而成［1］。不同品種的高粱支鏈淀粉含量、物理特性差異較大［2］，這種理化品質的差別導致所釀白酒產量及風味有所不同［3］。我國北方高粱多為雜交粳高粱，四川高粱多為糯質高粱［4］，淀粉組成、結構、性質的不同使其具有不同的糊化特性［5］，糯高粱吸水量小、吸水快、糊化溫度高、吸水膨脹率小［6］，北方高粱的吸水率、糊化率等2項指標均低于糯高粱［7］。研究不同高粱的工藝參數對我國釀酒業的發展具有重要意義。

本研究以山西高粱、內蒙古高粱和澳大利亞高粱為原料，拌和同一批出窖糟醅，經不同工藝潤糧蒸糧，以糊化率及出甑糟醅感官為指標，研究這3種高粱的釀酒工藝參數，為生產中不同來源高粱釀酒工藝的調整提供理論依據。

1　材料與方法

1.1材料、試劑及儀器

1.1.1原料

高粱來源：內蒙古高粱、山西高粱、澳大利亞高粱。

1.1.2儀器

水浴鍋（上海一恒科技有限公司）；pH計（上海精密科學儀器有限公司）；精密電子天平（梅特勒-托利多儀器公司），等。

1.1.3試劑

斐林試劑溶液（國標）；0.1%標準葡萄糖溶液；0.1 mol/L氫氧化鈉溶液；200 g/L氫氧化鈉溶液；2%可溶性淀粉溶液；0.1 mol/L鹽酸；1∶4的鹽酸。

乙酸-乙酸鈉緩沖液：乙酸鈉6.7 g，冰乙酸2.6 mL，用蒸餾水溶解定容至1000 mL。

糖化酶液：稱取20 g酶（酶活50000 U/g），溶解于500 mL乙酸-乙酸鈉緩沖液中。

1.2實驗方法

1.2.1測定原理

取待測定出甑糟醅稱等重2份，編號分別為A、B，加適量水，A樣直接加糖化酶液糖化，B樣加鹽酸酸解。分別測A樣、B樣的還原糖含量，A樣與B樣的還原糖比值即為該樣品的糊化率。

1.2.2糊化率測定方法

用研缽將出甑糟醅中高粱顆粒研磨至爛，準確稱取2份，各10.00 g，分別標記為A樣和B樣。A樣用0.1 mol/L鹽酸調pH值4.4～4.6，加入1.00 g酶粉，100 mL水，放入55℃恒溫水浴鍋糖化4 h，糖化液在電爐上煮沸2 min滅活，搖勻靜置，冷卻后，取上清液5 mL稀釋10倍，取5 mL用斐林試劑法測定還原糖CA；B樣加入100 mL 1∶4的鹽酸，微沸回流30 min，過濾定容至250 mL，搖勻，取10 mL 至100 mL容量瓶中，用200 g/L NaOH中和至微酸性，定容，搖勻，取5 mL用斐林試劑法測定還原糖CB。

1.2.3計算方法

式中：CA——A樣稀釋液所測得的含糖量；

CB——B樣稀釋液所測得的含糖量；

m——A樣稀釋倍數；

n——B樣稀釋倍數。

1.3釀酒工藝參數對3種高粱糊化率的影響

1.3.1潤糧工藝對糊化率的影響

1.3.1.1潤糧水用量對糊化率的影響

固定高粱用量、糠殼用量，固定潤糧水水溫、潤糧時間、蒸糧時間，采用同一窖的出窖糟醅，潤糧水用量分別為20%、40%、60%、80%、90%、100%，測定出甑糟醅糊化率，感官評價出甑糟醅。

1.3.1.2潤糧水溫度對糊化率的影響

固定高粱用量、糠殼用量、潤糧水用量、潤糧時間、蒸糧時間等參數，采用同一窖的出窖糟醅，潤糧水溫度分別為20℃、40℃、60℃、80℃、90℃、100℃，測定出甑糟醅糊化率，感官評價出甑糟醅。

1.3.1.3潤糧時間對糊化率的影響

固定高粱用量、糠殼用量、潤糧水用量、潤糧水溫度、蒸糧時間等參數，采用同一窖的出窖糟醅，潤糧時間分別為20 min、40 min、60 min、80 min、100 min、120 min，測定出甑糟醅糊化率，感官評價出甑糟醅。

1.3.2粉碎度對糊化率的影響

相同潤糧條件，相同蒸糧時間，不同粉碎度（過10目篩占比10%、30%、50%），測定出甑糟醅糊化率，感官評價出甑糟醅。

1.3.3蒸糧時間對糊化率的影響

相同潤糧條件，相同粉碎度，不同蒸糧時間（20 min、40 min、60 min、80 min、100 min、120 min），測定出甑糟醅糊化率，感官評價出甑糟醅。

2　結果與分析

2.1釀酒工藝參數對3種高粱出甑糟醅糊化率及感官的影響

潤糧水用量不同，3種高粱出甑糟醅糊化率曲線見圖1，感官結果見表1。

圖1　3種高粱在不同潤糧水用量的糊化率

表1　3種高粱在不同潤糧水用量的感官

從圖1可以看出，隨著潤糧水用量的增加，糊化率呈遞增趨勢。從表1可以看出，山西高粱和內蒙古高粱在潤糧水為20%時有生心，40%時基本蒸透，60%和80%時蒸透無生心，且骨力較好，90%和100%時已經糊化過度，骨力變差。澳大利亞高粱在潤糧水為60%時基本蒸透無生心，90%和100%時蒸透，但由于含水量過高，骨力變差。綜合圖1和表1，結合實際生產要求，為進一步確定合適的釀酒工藝參數，3種高粱潤糧水用量選取50%、60%、70%3個水平進行正交實驗。

潤糧水溫度不同，3種高粱出甑糟醅糊化率曲線見圖2，感官結果見表2。

圖2　3種高粱在不同潤糧水溫度的糊化率

從圖2可以看出，隨著潤糧水溫度的增加，糊化率呈遞增趨勢。從表2可以看出，山西高粱和內蒙古高粱在潤糧水溫度為20～80℃時均無生心，且骨力好，90℃和100℃時骨力稍微變差。澳大利亞高粱在潤糧水溫度為20℃時偶有生心，40～90℃時蒸透，骨力好，100℃時骨力稍有變差。實際生產中，使用冷凝器中冷凝水進行潤糧，水溫在85℃左右。從表2可看出，85℃時3種高粱均已無生心，且骨力好，從經濟及實際生產操作考慮，潤糧水溫度無需優化。

表2　3種高粱在不同潤糧水溫度的感官

潤糧時間不同，3種高粱出甑糟醅糊化率曲線見圖3，感官結果見表3。

圖3　3種高粱在不同潤糧時間的糊化率

表3　3種高粱在不同潤糧時間的感官

從圖3可以看出，隨著潤糧時間的延長，糊化率呈遞增趨勢。從表3可以看出，山西高粱和內蒙古高粱在潤糧時間為20 min時基本蒸透，40～120 min時蒸透無生心，且骨力好，結合圖3可知，此時糊化率并不高。澳大利亞高粱在潤糧時間為80～120 min時完全蒸透無生心，骨力好，此時糊化率同樣不高。綜合圖3、表3，山西高粱和內蒙古高粱吸水快，所需潤糧時間較短，澳大利亞高粱吸水率低，需較長潤糧時間。為進一步確定合適的釀酒工藝參數，在保證骨力好的同時提高糊化率，山西高粱和內蒙古高粱潤糧時間選取100 min、120 min、140 min 3個水平，澳大利亞高粱潤糧時間選取120 min、140 min、160 min 3個水平進行正交實驗。

粉碎度不同，3種高粱出甑糟醅糊化率曲線見圖4，感官結果見表4。

圖4　3種高粱在不同粉碎度的糊化率

表4　3種高粱在不同粉碎度的感官

從圖4可看出，隨著粉碎度的增加，糊化率呈遞增趨勢。從表4可看出，山西高粱和內蒙古高粱在過10目篩占10%時偶有生心，澳大利亞高粱在過10目篩占10% 及30%時均未蒸透，3種高粱在過10目篩占50%時均無生心且骨力好，因此3種高粱均可以進一步粉碎。綜合圖4、表4，結合實際生產要求，為進一步確定合適的釀酒工藝參數，山西高粱和內蒙古高粱粉碎度選取過10目篩占30%、50%、70%3個水平，澳大利亞高粱粉碎度選取過10目篩占40%、60%、80%3個水平進行正交實驗。

蒸糧時間不同，3種高粱出甑糟醅的糊化率曲線見圖5，感官結果見表5。

從圖5可看出，隨著蒸糧時間的增加，糊化率呈遞增趨勢。從表5可看出，山西高粱和內蒙古高粱在蒸糧時間20 min時有生心，40 min、60 min和80 min時蒸透無生心，且骨力好，100 min和120 min時已經糊化過度，骨力變差。澳大利亞高粱在蒸糧時間20～40 min時有生心，60～100 min時蒸透無生心，骨力好，120 min時骨力稍有變化。綜合圖5和表5，結合實際生產要求，考慮成本，山西高粱和內蒙古高粱蒸糧時間選取40 min、50 min、60 min 3個水平，澳大利亞高粱選取蒸糧時間為60 min、70 min、80 min 3個水平進行正交實驗。

圖5　3種高粱在不同蒸糧時間的糊化率

表5　3種高粱在不同蒸糧時間的感官

從圖1—圖5還可以看出，在相同條件下，內蒙古高粱糊化率最高，山西高粱次之，澳大利亞高粱最低，即在相同條件下，內蒙古高粱最易糊化，山西高粱次之，澳大利亞高粱最不易糊化。從表1—表5可知，潤糧水用量及蒸糧時間對出甑糟醅感官的影響較其他因素明顯，潤糧水溫度對出甑糟醅感官影響較小；潤糧時間及粉碎度對澳大利亞高粱的影響明顯大于山西高粱和內蒙古高粱。

2.23種高粱的最佳釀酒工藝參數確定

根據前述實驗結果確定正交實驗因素及水平，設計正交實驗表見表6、表7。

表6　山西高粱和內蒙古高粱正交實驗因素表

表7　澳大利亞高粱正交實驗因素表

2.2.1山西高粱

山西高粱正交實驗結果及分析見表8。

由表8可以看出，影響山西高粱糊化率的主次因素為B＞D＞A＞C，即山西高粱糊化率受潤糧水用量影響最大，其次是蒸糧時間、粉碎度，最小的是潤糧時間。

表8　山西高粱正交實驗分析表

由表8還可以看出，粉碎度、潤糧水用量、潤糧時間及蒸糧時間對山西高粱糊化率均有顯著的影響。由實驗結果可知綜合評分最佳方案是A2B2C3D1，極差分析結果最佳方案為A2B3C2D1，對極差分析結果進行驗證實驗，結果見表9。

表9　驗證實驗（x±s，n=3）

由表9可以看出，綜合評分最佳方案與極差分析最佳方案糊化率相差較小，糟醅感官沒有差別，都蒸透且骨力好。生產中潤糧在地面操作，70%的潤糧水不便操作，在糊化率與感官均差別不大的情況下，選擇A2B2C3D1為最佳方案，即將山西高粱粉碎至過10目篩50%，60%的潤糧水用量，潤糧140 min，蒸糧40 min，在此方案下出甑糟醅骨力好，糊化度高，且便于車間操作，縮短蒸糧時間，降低成本，節約了能源。

山西高粱在潤糧過程中吸水率高，易于糊化，且在潤糧充分的情況下可以縮短蒸糧時間。

2.2.2內蒙古高粱

內蒙古高粱正交實驗結果及分析見表10。

由表10可以看出，影響內蒙古高粱糊化率的主次因素為B＞A＞D＞C，即內蒙古高粱糊化率受潤糧水用量影響最大，其次是粉碎度，影響相對較小的是蒸糧時間和潤糧時間。

由表10還可以看出，粉碎度、潤糧水用量、潤糧時間及蒸糧時間對內蒙古高粱糊化率均有顯著的影響。由實驗結果可知綜合評分最佳方案是A2B2C3D1，極差分析結果最佳方案為A2B2C3D1，因此A2B2C3D1為最佳方案，即將內蒙古高粱粉碎至過10目篩占50%，60%的潤糧水用量，潤糧140 min，蒸糧40 min，在此方案下出甑糟醅骨力好，糊化度高，且縮短了蒸糧時間，降低了成本。

表10　內蒙古高粱正交實驗分析表

內蒙古高粱在潤糧過程中吸水率高，易于糊化，因此潤糧充分時蒸糧時間無需過長，潤糧水用量是影響內蒙古高粱出甑糟醅糊化效果的重要因素。

2.2.3澳大利亞高粱

澳大利亞高粱正交實驗結果及分析見表11。

表11　澳大利亞高粱正交實驗分析表

由表11可以看出，影響澳大利亞高粱糊化率的主次因素為C＞A＞B＞D，即澳大利亞高粱的糊化率受潤糧時間影響最大，其次是蒸糧時間，影響相對較小的是潤糧水用量和粉碎度。

由表11還可以看出，粉碎度、潤糧水用量、潤糧時間及蒸糧時間對澳大利亞高粱糊化率均有顯著的影響。由實驗結果可知綜合評分最佳方案是A3B2C1D3，極差分析結果最佳方案為A2B2C3D2，對極差分析結果進行驗證實驗，結果見表12。

表12　驗證實驗（x±s，n=3）

由以上結果可以看出，A2B2C3D2為最佳方案，即將澳大利亞高粱粉碎至過10目篩占60%，60%的潤糧水用量，潤糧160 min，蒸糧70 min，在此方案下出甑糟醅骨力好，糊化度高。

澳大利亞高粱在潤糧過程中吸水率低，不易糊化，因此潤糧時間及蒸糧時間是影響澳大利亞高粱出甑糟醅糊化效果的重要因素，因此在潤糧充分的情況下其蒸糧時間要長于山西高粱和內蒙古高粱。

3　結論

3種高粱的糊化率均與潤糧水用量、潤糧水溫度、潤糧時間、粉碎次數、蒸糧時間成正相關。

對山西高粱糊化效果的影響因素依次是潤糧水用量＞蒸糧時間＞粉碎度＞潤糧時間，最佳工藝條件為：粉碎度為過10目篩占50%，60%的潤糧水用量潤糧140 min，蒸糧40 min。

對內蒙古高粱糊化效果的影響因素依次是潤糧水用量＞粉碎度＞蒸糧時間＞潤糧時間，最佳工藝條件為：粉碎度為過10目篩占50%，60%的潤糧水用量潤糧140 min，蒸糧40 min。

對澳大利亞高粱糊化效果的影響因素依次是潤糧時間＞粉碎度＞潤糧水用量＞蒸糧時間，最佳工藝條件為：粉碎度為過10目篩占60%，60%的潤糧水用量潤糧160 min，蒸糧70 min。

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Technical Parameters of 3 Kinds of Liquor-Making Sorghum

LIU Han1，SHEN Caihong2，3，AO Zonghua2，3，DENG Bo2，3，QIN Hui2，CAI Xiaobo2and ZHOU Haiyan1
（1.Sichuan University of Science and Engineering，Zigong，Sichuan 643000；2.Luzhou Laojiao Group Co.Ltd.，Luzhou，Sichuan 646000；3.National Engineering Technology Research Center of Solid-state Brewing，Luzhou，Sichuan 646000，China）

In this study，the technical parameters of 3 kinds of liquor-making sorghum（Shanxi sorghum，Australian sorghum and Inner Mongolian sorghum），including sorghum moisturizing conditions，comminution degree，and sorghum steaming time were studied respectively and the best technical conditions were summed up with gelatinization rate as the evaluating index.

sorghum；grain moisturizing；grain steaming；Baijiu

TS262.3；TS61.2；TS261.4

A

1001-9286（2016）08-0028-05

10.13746/j.njkj.2015093

國家科技支撐計劃項目“優質高粱高效生產技術研究與示范”（2014BAD07B02）。

2015-03-10；

2015-05-11

劉涵（1988-），女，在讀碩士研究生，主要從事釀酒技術生產研究。

敖宗華（1971-），男，博士，碩士生導師，正高級工程師，發表學術論文數十篇。

優先數字出版時間：2016-06-29；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160629.1338.006.html。