紅稗黑糯米混合發酵酒的工藝研究

朱思潔，蘇偉，劉莉

（1.茅臺學院，貴州仁懷564501；2.貴州大學，貴州貴陽550025）

近年來，人們對酒的需求逐漸向營養、保健、天然、個性化發展，低度型營養發酵酒越來越受消費者的青睞。紅稗具有豐富的營養價值，紅稗中人體所需的必須氨基酸和維生素B1含量豐富，以紅稗為原料進行深加工，可開發出新型營養產品，提高紅稗產品的經濟價值。紅稗（bacca sedge）始載于滇南本草，是云南民間習用藥。別稱山紅稗、山高粱、野紅米草、野高粱、水高粱、野雞稗、紅米和土稗子[1]。紅稗作為一種藥食兼用的植物，其營養和藥用價值均較高。紅稗中含有豐富的蛋白質、氨基酸、維生素及礦質元素，但目前對紅稗的開發利用及研究報道甚少[2]。目前主要銷售的紅稗產品有老鋤頭牌紅稗羹、紅稗米粉、速溶紅稗粉。以紅稗為原料進行深加工，有望開發出具有高附加值的功能性食品。

發酵酒是以糧谷、水果、乳類等為原料，經微生物糖化發酵或直接發酵后，利用壓榨或過濾的方式獲取酒液，經儲存調配后所制得的酒精含量小于24%的飲料酒[3]。它含有糖類、糊精、有機酸、醋類、高級醇及多種維生素、大量含氮化合物、氨基酸含量居各種釀造酒之首位完全具備了“含多種氨基酸，發熱量高，易被人體消化吸收”這3項認定營養食品的必要條件[4-5]。

釀酒行業結構的調整和發展：“優質、低度、低耗、多品種、高效益”的方針及“4個轉變”（蒸餾酒向釀造酒，高度酒向低度酒，糧食酒向果類酒，普通酒向優質酒、營養酒）[6-7]。低度化是當今世界飲料酒發展的大勢所趨。而同時具備低度、保健養生、原生態風味和獨具民族特色的紅稗發酵酒，無疑擁有巨大的市場潛力與發展前景。

1 材料與方法

1.1 材料

紅稗：遵義市君惠園食品有限公司；黑糯米：市售；礦泉水：美優特礦泉水；笑仙甜酒曲Q303：貴州立高輕工科技發展有限公司。

1.2 儀器與設備

101型電熱鼓風干燥箱：北京市光明醫藥儀器廠；RE-52AA旋轉蒸發器：上海亞榮生化儀器廠；BS124S電子天平：賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；SHB-循環木式多用真空泵：鄭州長城科工貿有限公司；DHP-420型電熱恒溫培養箱：日本HITICHI公司；電熱恒溫水浴鍋：天津市泰斯特儀器有限公司；立式壓力蒸汽滅菌器：上海博迅實業有限公司醫療設備廠；pH儀：上海佑科儀器儀表有限公司；WYA（2WAJ）阿貝折射儀：上海申光儀器儀表有限公司。

1.3 發酵工藝

1.3.1 工藝流程

發芽紅稗、黑糯米（混合）→洗凈→浸泡（24 h）→蒸60 min→攤晾冷卻（35℃～45℃）→拌曲→分瓶裝→發酵→壓榨過濾→殺菌灌裝→成品

1.3.2 操作要點

1.3.2.1 紅稗發芽處理

稱取0.02775g無水CaCl2于500mL容量瓶中定容制得0.5 mmol/L CaCl2溶液。將紅稗浸泡在0.5 mmol/L CaCl2溶液中，15 h～18 h后淘洗2次～3次后均勻平鋪于折疊有兩層紗布的托盤上，再用一層紗布覆蓋于表面置于29℃恒溫箱中培養20 h～24 h。

1.3.2.2 洗凈

選用新鮮、無霉變的黑糯米。貯存時間長的黑糯米糊粉層含的脂肪會變質，用它做原材料會影響酒的風味。用清水淘洗，沖去米粒表層附著的糠和塵土，同時除去細沙石等雜物。

1.3.2.3 浸泡

使米中的淀粉充分吸水膨脹，疏松淀粉顆粒之間連接，便于蒸煮糊化。浸泡時間為20 h～30 h，由于黑米皮層較厚，吸水性較差，冬天可適當提高水溫。以米粒用手指捏米粒成粉狀，無硬心為準。米泡不透，蒸煮時易出現生米，米浸得過度而變成粉米，會造成淀粉的損失。浸米時間與浸米溫度的關系見表1。

1.3.2.4 蒸飯

將原料平鋪于蒸鍋中，蒸60 min，要求達到外硬內軟，內無白心，疏松不糊，透而不爛和均勻一致，不熟和過爛都不行。

1.3.2.5 攤晾冷卻

采用自然攤涼的方法，將米飯攤開，進行自然冷卻。待其溫度35℃～45℃可進行拌曲。

1.3.2.6 拌曲

當米飯降溫至35℃～45℃時，將適量的甜酒曲加入米飯中并拌勻裝入玻璃罐中，不得超過玻璃罐容積的2/3，以保持適當的溶氧量。

1.3.2.7 發酵

發酵罐在28℃～34℃條件下恒溫培養。發酵的第一天為糖化過程，需攪拌從而增加供氧量，有利于酵母菌活動進行，抑制乳酸菌生長。發酵周期在5 d～7 d，發酵期間應注意避免雜菌污染影響產品質量。

1.3.2.8 壓榨過濾

選用潔凈的紗布過濾，最大限度的保持酒中的營養物質。

1.3.2.9 滅菌

乙醇的沸點為78℃，故使用巴氏消毒法。采用巴氏滅菌法，溫度為60℃，滅菌20 min。將成品酒置于冰箱中低溫保存。

1.4 理化指標測定方法

酒精度的測定方法采用比重法[8]；總糖的測定方法采用[9]GB/T 13662-2008《黃酒》（廉愛農法-以葡萄糖計）；可溶性固形物的測定方法采用阿貝折光儀/手持式折光儀[10]；pH值的測定方法采用GB/T 13662-2008；總酸的測定方法采用酸堿中和滴定法-以乳酸計[11]。

1.5 感官評價方法

10人組成評分小組，分別對米酒的形態與色澤、香氣與香味，酸度與糖度，口感進行感官評分，最后整合10個人的得分情況，以100評分后折算為10分制，得出綜合評分。評價指標及評分值見表2。

表2 紅稗黑糯米混合發酵酒的感官評價指標Table 2 Sensory evaluation standard of Bacca sedge and black glutinous rice wine by mixed fermentation

1.6 單因素試驗

以產品的酒精度、感官評價為檢驗指標，分別考察酒曲添加量、紅稗與黑糯米比例、培養時間、培養溫度對紅稗黑糯米混合發酵酒產品質量的影響。單因素試驗因素水平見表3。

表3 單因素試驗因素水平表Table 3 Factors and levels of single factor experiment

1.6.1 加曲量對產品質量的影響

加曲量會影響酒發酵速度、酒中各組成成分，而且對酒的口感也有明顯的影響。加曲量過高或過低，都會使酒的苦淫味加重。按照1.3.1紅稗黑糯米混合發酵酒的加工工藝，加曲量分別為0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%，此時的紅稗與黑糯米質量比為1∶1、發酵時間為7 d、發酵溫度32℃恒溫發酵。通過產品的感官評定和酒精度綜合判定最佳加曲量。

1.6.2 紅稗與黑糯米比例對產品質量的影響

在確定最佳加曲量的情況下，按照1.3.1紅稗黑糯米混合發酵酒的加工工藝，紅稗與黑糯米質量比分別為1∶0.5、1 ∶0.7、1∶1、1 ∶1.5、1 ∶2，此時加曲量為0.4%，發酵時間為7 d，發酵溫度32℃恒溫發酵。通過產品的感官評定和酒精度綜合判定紅稗與黑糯米的最佳比例。

1.6.3 發酵溫度對產品質量的影響

溫度影響微生物的生命活動，溫度過高或過低都會影響微生物的新陳代謝，從而影響就得風味。按照1.3.1紅稗黑糯米混合發酵酒的加工工藝，溫度分別為28、30、32、34、36℃恒溫發酵。此時的加曲量為 0.4%，紅稗與黑糯米的質量比為1∶2，發酵時間為7 d。通過產品的感官評定和酒精度綜合判定最佳發酵溫度。

1.6.4 發酵時間對產品質量的影響

在加曲量、紅稗與黑糯米比例、發酵溫度確定的情況下，按照1.3.1紅稗黑糯米混合發酵酒的加工工藝，設定時間分別為 3、4、5、6、7 d。通過產品的感官評定和酒精度綜合判定最佳發酵時間。

1.7 正交試驗

以感官評定和酒精度綜合考察紅稗黑糯米混合發酵酒的品質，在單因素試驗的基礎上，以加曲量、紅稗與黑糯米比例、發酵溫度、發酵時間設計四因素三水平的正交試驗優化黑糯米紅稗酒的工藝條件。試驗結果按酒精度和感官評分的加權平均分計算（各占比例為酒精度占60%，感官評分占40%）正交試驗因素與水平見表4。

表4 正交試驗因素與水平表Table 4 Factors and levels of orthogonal combination experiment

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 加曲量對紅稗黑糯米混合酒產品品質的影響

根據1.6.1試驗方法，紅稗與黑糯米比例為1∶1、發酵時間為7 d、發酵溫度32℃，分別向原料中添加0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%的甜酒曲。所得的該組產品的感官評分及酒精度如圖1所示。

由圖1可見，隨著加曲量的增加感官評價先降低后增加而后降低，而酒精度都呈先上升后降低趨勢，當加曲量增加到0.4%時，產品的酒精度達到最高，此時的感官評分也最好。繼續增大加曲量，產品的酒精度、感官評分都逐漸下降。在加曲量少時，根霉含量也不多，糖化速度緩慢，酒中的各項指標均低[13]。當加曲量大時，酒中的微生物將過多的營養物質轉化為高級醇和其他副產物，導致酒精度下降[14]。通過感官品嘗，在加曲量為0.4%時，酒香濃郁、酸甜適口。加曲量過多，酒中的苦淫味加重。因此確定最適加曲量為0.4%。

圖1 加曲量對產品品質的影響Fig.1 Effect of saccharification content on the quality of wine

2.1.2 紅稗與黑糯米比例對紅稗黑糯米混合酒產品品質的影響

根據1.6.2試驗方法，紅稗與黑糯米原料配比分別按 1∶0.5、1∶0.7、1 ∶1、1 ∶1.5、1 ∶2（質量比），此時酒曲的添加量為0.4%，發酵時間為7 d，發酵溫度32℃恒溫發酵。所得的該組產品的感官評分及酒精度如圖2所示。

圖2 紅稗與黑糯米比例對產品品質的影響Fig.2 Effect of Bacca sedge lack glutinous rice on the quality of wine

由圖2可見，隨著黑糯米量的增加，產品的感官評分和酒精度均增加。胚乳是淀粉等營養物質的主要貯存場所，紅稗種子胚乳約占種子體積的三分之二，分布在紅稗種子的一側，種皮和果皮緊密相連，不易分離，由2層～3層細胞構成，用以保護胚、胚乳等內部組織，所以紅稗中的淀粉含量多，但利用率低[15]，發酵后產品的口感不如黑糯米好，感官評分低。從圖中我們可以看出，在紅稗與黑糯米的比例為1∶2時，產品的感官評分達到最好。但在1∶0.7時產品的酒精度最高，考慮到感官評分中存在一定的主觀性，所以以酒精度為主要評定指標，確定最佳比例為1∶0.7。

2.1.3 發酵溫度對紅稗黑糯米混合酒產品品質的影響

根據1.6.3試驗方法，紅稗與黑糯米的比例為1∶2，酒曲的添加量為原料的0.4%，分別放于溫度為28、30、32、34、36℃恒溫箱中恒溫發酵7 d。所得的該組產品的感官評分及酒精度如圖3所示。

圖3 發酵溫度對產品品質的影響Fig.3 Effect of saccharification temperature on the quality of sweeten rice wine

由圖3可見，當溫度在28℃～32℃時，產品的酒精度和感官評分隨著溫度的增加而增加，在32℃時酒精度和感官評分達到最大，溫度繼續增加，感官評分和酒精度也隨之降低。溫度在28℃時，微生物的生長代謝速率相對緩慢，32℃達到酵母菌和根霉菌新陳代謝的最適溫度，繼續升高發酵溫度，發酵速度加快，總糖消耗過快，發酵終止也比較快，造成酒精度含量低，當發酵溫度為36℃時，酒精度最低。而且發酵溫度過高，酒精容易被氧化成酸類物質，酒精度下降并且產生比較刺鼻的氣味，發酵速度快，酵母過早消耗，酒體渾濁，影響酒的品質[16]。因此確定發酵溫度為32℃。

2.1.4 發酵時間對紅稗黑糯米混合酒產品品質的影響

根據1.6.4試驗方法，紅稗與黑糯米的比例為1∶2，酒曲的添加量為原料的0.4%，分別放于溫度為28、30、32、34、36℃恒溫箱中恒溫發酵，發酵時間分別設定為 3、4、5、6、7 d。所得的該組產品的感官評分及酒精度如圖4所示。

圖4 發酵時間對產品品質的影響Fig.4 Effect of saccharification time on the quality of wine

由圖4可見，產品酒精度隨時間增加一直呈上升趨勢，產品的感官評分在3 d～5 d呈上升趨勢，5 d后感官評分隨之降低。發酵前期屬于糖化時期，產品中的酒精含量低，發酵時間的延長酒中可發酵性糖轉化為酒精，使酒精度上升，繼續發酵，酒中的苦味加重，酒味的刺激性變大，隨發酵時間的延長酒精度不斷升高，但風味不佳，所以綜合確定最適宜的發酵時間為6 d。

2.2 正交試驗結果

在單因素試驗的基礎上，選用加曲量、紅稗與黑糯米比例、發酵溫度、發酵時間四因素進行三水平正交試驗，對紅稗與黑糯米混合酒工藝進行優化，正交試驗設計及結果見表5。

表5 L9（34）正交試驗結果Table 5 The test result of orthogonal combination experiment

分析試驗結果表明，最佳工藝條件組合為：A3B1C3D2，即酒曲添加量為0.5%，紅稗與黑糯米比例為1∶2，發酵溫度為32℃，發酵時間為7 d。由極差R可知，對成品品質的影響大小順序為：C＞D＞B＞A，即對產品品質影響最大的因素是時間，影響因素最小的是加曲量。

2.3 理化指標測定結果

按照1.4理化指標測定方法對最佳工藝條件下即酒曲添加量為0.5%，紅稗與黑糯米比例為1∶2，發酵溫度為32℃，發酵時間為7 d所得產品的理化指標進行測定。所得測定結果見表6。

表6 紅稗與黑糯米混合發酵酒最佳工藝理化指標測定結果Table 6 The physical and chemical index of Bacca sedge and black glutinous rice wine by mixed fermentation

3 結論與討論

通過按照發芽紅稗、黑糯米（混合）→洗凈→浸泡（24 h）→蒸60 min→攤晾冷卻（35℃～45℃）→拌曲→分瓶裝→發酵→壓榨過濾→殺菌灌裝→成品的工藝路線進行單因素和正交試驗，得到紅稗黑糯米混合發酵酒的最佳工藝條件為：加曲量為0.5%，紅稗與黑糯米比例為1∶2，發酵溫度為32℃，發酵時間為7 d，在此工藝條件下獲得的產品清澈透明，呈玫瑰紅，有光澤，米粒完整，質地均一，酒味濃郁，酒體醇厚協調。紅稗黑糯米混合發酵酒的研究開發不僅提高了紅稗的市場價值帶來一定的經濟效益，同時它作為低度型保健酒的定位也迎合了大多數消費者需求，具有一定的市場銷售潛力。

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