馬鈴薯復(fù)合酒曲發(fā)酵酒的研究進展

張佳笑，王健, ，劉媛, *，宋鵬飛，袁興茂，高清海

1.河北北方學(xué)院，河北省農(nóng)產(chǎn)品食品質(zhì)量安全分析檢測重點實驗室（張家口 075000）；2.河北省馬鈴薯加工工程技術(shù)研究中心（張家口 075000）；3.河北省農(nóng)業(yè)機械化研究所（石家莊 050051）

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.），又名地蛋、土豆等，屬茄科類植物，塊莖可食用，是糧、菜、飼料、工業(yè)原料的重要經(jīng)濟農(nóng)作物，也是全球第四大重要的糧食作物，僅次于小麥、稻谷和玉米[1-2]。目前，我國的馬鈴薯產(chǎn)量是我國糧食品種排行中的第四位且一直以來保持穩(wěn)定。它的種植區(qū)域也相對集中，分別分布在北方地區(qū)、南方地區(qū)、中原地區(qū)以及西南混作區(qū)，其中內(nèi)蒙古地區(qū)和貴州地區(qū)的種植面積最大。

我國自古以來被世人稱為“文明古國，禮儀之邦”，所以飲酒在宴飲之禮、作客之禮、祭祀之禮上被納為酒禮，來體現(xiàn)不同場合的禮儀規(guī)范。《周禮》《儀禮》《禮記》儒家三大經(jīng)典中每一篇均提到禮及酒，包括用酒的多少、時間、種類、規(guī)范等，所以“非酒無以成禮，非酒無以成歡”是我國從古至今飲酒的源頭所在。《博物志》記載：一人飲酒、一人飲食、一人空腹。空腹者死，飽食者病，飲酒者健，可見酒具有補益腸胃、疏通靜脈、行氣和血、溫陽祛寒、疏肝解郁、怡情暢意等功效。據(jù)統(tǒng)計[3]，2000年的城鎮(zhèn)居民人均消費量中酒的消費量占3%，和2.99%的鮮奶、2.48%的植物油、3.38%的鮮蛋、3.54%的水產(chǎn)品以及5.05%的豬肉消費量比例近似相同。2014年酒的消費量占2.13%，和5.6%的鮮奶、3.34%的植物油、3.03%的鮮蛋、4.45%的水產(chǎn)品以及6.43%的豬肉消費量比例不相上下，由此可見我國酒類的消費在居民膳食中是家庭、好友聚會的必需消費。而我國目前釀酒行業(yè)的重點在以節(jié)約糧食、滿足市場需求為目標，堅持“低度、低消耗、少污染、高效”的方向。所以我們用營養(yǎng)價值豐富且高產(chǎn)的馬鈴薯為原料發(fā)酵成不經(jīng)勾兌和蒸餾的馬鈴薯發(fā)酵酒，以期豐富糧食酒的種類及擴大馬鈴薯深加工產(chǎn)品的消費市場。

1 馬鈴薯的營養(yǎng)價值及功效

馬鈴薯的營養(yǎng)成分如表1所示。

表1 每100 g馬鈴薯營養(yǎng)成分表[4]

1.1 淀粉

馬鈴薯淀粉是馬鈴薯塊莖的主要成分，它在人體內(nèi)的吸收速度緩慢，有利于控制人體血糖上升的速度，是糖尿病患者的良好代餐食品。馬鈴薯淀粉因其具有獨特的理化特性，受到食品、醫(yī)藥、紡織、造紙、化學(xué)等工業(yè)的喜愛和推廣。

1.2 蛋白質(zhì)

馬鈴薯的蛋白質(zhì)由19種氨基酸組成，其中必需氨基酸含量占47.9%，符合FAO/WHO的標準蛋白氨基酸含量。馬鈴薯蛋白富含其他谷物缺少的必需氨基酸賴氨酸，故可以彌補其他谷物在進食上營養(yǎng)成分的不足[5-6]。據(jù)報道，馬鈴薯的黏體蛋白質(zhì)還具有有利排便、減肥、降低膽固醇、調(diào)節(jié)血糖、預(yù)防結(jié)腸癌等功效[7]，同樣它還可以促進動物體成長發(fā)育[8-11]。

1.3 脂肪

馬鈴薯的脂肪含量較低，在0.1%～1.1%之間，屬于低脂肪食品。

1.4 維生素

馬鈴薯中含有多種維生素，被稱為維生素含量最全的糧食作物，它所含的維生素含量是西紅柿的4倍、白菜的3倍、胡蘿卜的2倍[12]。它含有維生素A（胡蘿卜素）、維生素B1（硫胺素）、維生素B2（核黃素）、維生素B3（泛酸）、維生素B6（吡哆醇）、維生素E（生育酚）、生物素H、維生素M（葉酸）和維生素pp（煙酸）等多種有益維生素。特別是它含有人們?nèi)粘Ｊ秤玫拇竺住⒚娣壑兴鶝]有的維生素A、維生素B和維生素C。馬鈴薯中的維生素C含量高于蘋果10倍，故有“地下蘋果”的美稱，一個人每天吃500 g馬鈴薯就能夠滿足人體對維生素C的全部需求[13]。馬鈴薯中的維生素A可以預(yù)防夜盲癥和皮膚粗糙。同樣，人體的糖類及氨基酸類代謝需要依靠B族維生素[14]，馬鈴薯中含有維生素B6，具有一定的抗氧化性及抗癌功效[15-16]。

1.5 膳食纖維

馬鈴薯的膳食纖維是人體小腸很難消化的化合物[17]。它是人體必需的七大“營養(yǎng)素”（糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)、水、膳食纖維）之一[18]。據(jù)報道[19-20]，膳食纖維可以降低血清膽固醇指數(shù)、調(diào)節(jié)血糖和腸道功能[21]，同樣也可以降低冠心病的發(fā)病率。馬鈴薯渣的總膳食纖維含量在80 g/100 g以上[22]，大于總膳食纖維27.4 g/100 g的甘薯渣[23]，總膳食纖維69.58 g/100 g的木瓜渣[24]，總膳食纖維60 g/100 g的玉米皮[25]，總膳食纖維含量73.31 g/100 g的大豆皮[26]。馬鈴薯膳食纖維中的果膠質(zhì)不僅具有乳化穩(wěn)定作用，它還具有抗菌、抗輻射、降血脂、消腫解毒等功效[27]。馬鈴薯膳食纖維還可以在調(diào)節(jié)腸道功能、預(yù)防便秘和肥胖上發(fā)揮作用，這源于它較好的持水力和膨脹力[28]。

1.6 礦物質(zhì)

馬鈴薯塊莖中所含的礦物質(zhì)鈣、鐵、鋅、鉀、鈉、錳、磷等，可以促進兒童成長發(fā)育，也是人體健康所需要的營養(yǎng)素，具有更高的食用價值和經(jīng)濟價值。據(jù)報道[29-30]，馬鈴薯的鈣含量干基可高達130 mg/100 g、濕基可高達455 mg/100 kg，而鈣元素可以增固骨骼和牙齒，對血液凝固、骨骼畸形、血壓異常起一定的預(yù)防作用[31]。馬鈴薯中磷的含量可達1.3～6 mg/g[29-30]，而磷是細胞、骨骼、牙齒等維持健康狀態(tài)的關(guān)鍵因素，可以預(yù)防貧血、骨痛、肌無力、佝僂病、四肢麻木、行走困難等癥狀。馬鈴薯中的鉀可以調(diào)節(jié)人體體液中的酸堿平衡，是神經(jīng)系統(tǒng)和消化系統(tǒng)的重要因素，攝取人體日常所需的鉀可以預(yù)防高血壓、骨質(zhì)疏松、中風哮喘等疾病[32-33]。馬鈴薯中的鐵含量一般高于其他谷物[34]。鐵的攝入量決定著健康問題，據(jù)世界衛(wèi)生組織調(diào)查，由于鐵的攝入量不足，每年有6萬多婦女死于分娩和懷孕，約5億育齡少女患有壞血癥。所以馬鈴薯是人體日常攝入一些礦物質(zhì)的部分來源，并且馬鈴薯帶皮蒸煮可以讓更多的礦物質(zhì)成分得以保留來滿足人體需求[35]。

1.7 生理功效

傳統(tǒng)中醫(yī)認為要“治未病”，食用馬鈴薯能夠預(yù)防疾病和癌癥的發(fā)生，同時還具有解毒、消炎、治療慢性胃炎、便秘、皮膚濕疹等功效。在飲食中食用馬鈴薯能夠和胃、益氣、健脾來緩解胃病和十二指腸潰瘍[36-38]。

2 我國馬鈴薯深加工現(xiàn)狀

我國的馬鈴薯面積及產(chǎn)量在世界的排名上居于首位，約占全球的1/4，2014年我國馬鈴薯平均單產(chǎn)14 t/hm2，略低于世界（16 t/hm2）的平均單產(chǎn)[39]。但我國相較于歐美、非洲這些以馬鈴薯及其制品作為主要食物的國家在年均消費量上有一定的差距。2011年，白俄羅斯馬鈴薯的消費量達到人均185.2 kg，而我國人均消費量卻只有41.2 kg，位于全球第65位[40]。據(jù)報道[41]，近年來我國馬鈴薯消費構(gòu)成大概為：鮮食菜用占36%、全粉淀粉以及休閑食品等占10%、種薯占8%、出口及飼料占31%、損耗占15%。由此可見，我國的馬鈴薯深加工比例在整個消費構(gòu)成中較低，導(dǎo)致將近有15%的損耗及馬鈴薯整體消費量的低下，使我國馬鈴薯加工遠低于世界水平[42]。近年來，聯(lián)合國糧農(nóng)組織為推廣馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將2008年定為國際馬鈴薯年，2015年在《加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化實現(xiàn)全面小康目標的若干意見》中李克強總理在會議上提出“實施馬鈴薯等主食加工提升行動”，這標志著我國的馬鈴薯主食化政策在全面落實[44]，也代表著國家對馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)的重視，所以大力開發(fā)馬鈴薯深加工產(chǎn)品是大勢所趨。但我國的馬鈴薯加工產(chǎn)品中以薯條、薯片形式加工的產(chǎn)量占馬鈴薯加工產(chǎn)品總量的一半，并且無論是天然型還是復(fù)合型的馬鈴薯產(chǎn)品均要經(jīng)過高溫油炸處理[43]，這不僅會造成馬鈴薯營養(yǎng)成分的損失，還會增加脂肪含量攝入，導(dǎo)致人體血糖上升，所以以“綠色、低耗、高效益”和傳承中華民族傳統(tǒng)的釀酒工業(yè)為首要目標，研發(fā)符合大眾口味的馬鈴薯發(fā)酵酒。

3 酒曲概述

酒曲釀酒是中國釀酒的精華所在，據(jù)記載：中國的酒絕大多是酒曲釀造的，而酒曲釀酒對周邊的國家，日本、越南、泰國均產(chǎn)生了較大的影響。早些年間日本微生物學(xué)釀酒專家坂口謹一郎曾評論到，中國發(fā)明的酒曲釀酒堪比中國的四大發(fā)明[45]。酒曲，是中國傳統(tǒng)的釀酒制品，是釀酒的發(fā)酵劑、糖化劑，它包含多種微生物及雜菌，其中就有根霉、毛霉、犁頭霉和酵母菌等[46]。而制曲的工藝過程是多種微生物進入曲料生存，可以適應(yīng)制曲環(huán)境的能保留下來繁殖生長，產(chǎn)生代謝物增加酒的風味的過程[47]。酒曲對酒品質(zhì)的影響極高，素有“曲是酒之骨”之稱。中國是世界三大釀制酒發(fā)源地之一，早在北魏的《齊民要術(shù)》中酒曲的生產(chǎn)技術(shù)在第一次得到全面總結(jié)，酒曲釀酒在當時的宋代酒已達到了極高的水平[48]。而通過酒曲發(fā)酵的酒是我國傳統(tǒng)釀制的不經(jīng)酒精勾兌和蒸餾處置的低度酒[49]，它營養(yǎng)豐富，天然健康，還具有一定的食療功效和食療輔助作用[50]。目前，韓國、越南、印度、泰國、印度尼西亞等具有傳統(tǒng)特色酒曲發(fā)酵酒的國家也根據(jù)各自的風格釀造出風味不同、功效各異的發(fā)酵酒。我國是運用酒曲發(fā)酵釀酒的鼻祖，有著豐富的經(jīng)驗和醇厚的釀造技藝，因此我們既可以傳承我國酒曲釀造工藝，也可以在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新研發(fā)新的復(fù)合酒曲的釀造工藝[49]。米酒酒曲、黃酒酒曲、白酒酒曲是目前普遍釀酒的菌種，三者混合的復(fù)合酒曲可以彌補單一酒曲在口感、風味上單調(diào)的不足，使馬鈴薯發(fā)酵酒的風味更濃郁、更有特色[51-54]。

3.1 酒曲發(fā)酵的酒

3.1.1 白酒曲發(fā)酵的酒

中國傳統(tǒng)的白酒是由谷物為原料加曲經(jīng)固態(tài)、半固態(tài)、液態(tài)發(fā)酵的酒[55]。白酒積沉著深厚的中華民族文化和消費習(xí)慣，是中華民族的產(chǎn)業(yè)的精髓之一。近年來，低度、純凈、生態(tài)是白酒發(fā)展的主要方向，不僅可以節(jié)約糧食、降低消耗、提高經(jīng)濟效益，還有利于人們的身體健康。

3.1.2 黃酒曲發(fā)酵的酒

黃酒為低度釀造酒，它的酒精含量在14%vol～20%vol之間。它保留了發(fā)酵時產(chǎn)生的豐富營養(yǎng)物質(zhì)如糖分、糊精、有機酸、維生素、蛋白質(zhì)、無機鹽、多酚等，并且它的酒香濃郁、酒度適中、口感尚佳。飲用適量的黃酒可以保護心臟、舒筋活血、美容養(yǎng)顏等，滿足人們多種營養(yǎng)需求[56]。除了可飲用外，還可以作為藥用酒、烹飪調(diào)料來使用[57]。黃酒是中國的國粹，是世界三大古酒之一，也是中國的國酒，黃酒是最富營養(yǎng)的釀造酒，它的熱量是啤酒的5倍，氨基酸含量是啤酒的9倍。黃酒中具有清除很強自由基能力的多酚物質(zhì)，經(jīng)過美拉德反應(yīng)的產(chǎn)物類黑精，以及能夠在肝臟中能和解毒物質(zhì)結(jié)合的谷胱甘肽等，它具有活血祛寒、通經(jīng)活絡(luò)、抗衰護心、養(yǎng)脾扶肝、增進食欲、減肥美容、消除疲勞等治療功效，

3.1.3 米酒曲發(fā)酵的酒

米酒為低度發(fā)酵酒，其酒精含量在3%vol～14%vol之間。它不僅是具有豐富的多糖、葡萄糖、氨基酸、有機酸、維生素等物質(zhì)的滋補型飲品[58]，而且還能起到一定的醫(yī)療輔助和抗氧化作用，在各國醫(yī)學(xué)界得到普遍的認可和流傳[59]。米酒作為藥用，對消化不良、厭食、煩躁、畏寒、神經(jīng)衰弱、腰酸背痛起一定的功效作用。有關(guān)專家還發(fā)現(xiàn)，米酒還具有恢復(fù)腦細胞的作用，可以加強人類的腦記憶，因此常食用米酒，有益于健康。米酒用的是甜酒發(fā)酵曲，含酒精量較少，味道偏甜，適宜人群更廣，宜四季飲用，在日本被稱為“液體蛋糕”，它的營養(yǎng)成分比被列為世界營養(yǎng)食物的啤酒還高5～10倍，酒精度雖低但熱量卻居于各類釀造物之首，米酒的香氣濃郁，酒味甘醇，風味獨特，不僅能促進血液循環(huán)、新陳代謝，還能補血養(yǎng)顏、舒筋活絡(luò)、強身健體、防病御寒、延年益壽。

3.2 酒曲發(fā)酵的生理功能

發(fā)酵酒是通過酵母菌的作用，利用原料糖分發(fā)酵產(chǎn)生酒精的過程。發(fā)酵酒不僅可以保留大部分原料中的營養(yǎng)物質(zhì)，還會產(chǎn)生許多對人體有益的微生物代謝物[60]。它可以調(diào)節(jié)人體的生理功能，如降低膽固醇、改善便秘、調(diào)整腸道、增強免疫功能及預(yù)防癌癥等作用，所以具備這樣營養(yǎng)價值豐富、風味獨特、酒精度適中的發(fā)酵酒深受大眾喜愛[61]，可以預(yù)見發(fā)酵酒的市場及消費量在酒類的消費比例中會越來越大，并且發(fā)酵酒產(chǎn)業(yè)將會產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益。

3.3 馬鈴薯酒的國內(nèi)外進展

國外的馬鈴薯釀酒歷史非常久遠，他們把馬鈴薯作為主要原料，先添加糖化劑，后添加酵母然后進行發(fā)酵。其中著名的伏特加就是以馬鈴薯為部分原料發(fā)酵蒸餾而成。但由于馬鈴薯蒸餾酒缺少像果酒那樣濃郁的香氣，故馬鈴薯蒸餾酒正朝低度、營養(yǎng)的方向轉(zhuǎn)變。目前，馬鈴薯發(fā)酵酒在國外已較為成熟[62]。然而我國的馬鈴薯發(fā)酵酒卻在初步階段，在王世寬等[63]的桑葉/馬鈴薯發(fā)酵飲料的研制、代淑梅等[64]的馬鈴薯發(fā)酵產(chǎn)乙醇的工藝條件研究、張博[65]的青薯9號馬鈴薯發(fā)酵飲品工藝技術(shù)研究與產(chǎn)品開發(fā)、陳培康[66]的開菲爾馬鈴薯發(fā)酵乳酒工藝研究中可知，目前我國還在研發(fā)馬鈴薯發(fā)酵酒的試驗階段，還需進一步的進行推廣和發(fā)展。

4 結(jié)語

酒是糧食的釀造精華，可以補益腸胃、疏通經(jīng)脈、行氣和血、溫陽祛寒、怡情暢意。馬鈴薯可以彌補谷物中賴氨酸的缺失及其他營養(yǎng)成分含量上的不足。運用馬鈴薯為原料，經(jīng)過液化、糖化、復(fù)合酒曲發(fā)酵而成的馬鈴薯低度酒，會改進單一酒曲口味單調(diào)的特點，使馬鈴薯發(fā)酵酒口感醇和，營養(yǎng)豐富，以期對馬鈴薯產(chǎn)業(yè)帶來一定的經(jīng)濟效益。