黑米米酒的發酵工藝研究

王麗君，孫慧慧，王芮東

運城學院理科實驗中心，山西 運城 044000

0 引言

黑米屬于禾本科植物，是一種非常珍貴的稻米品種，其類別有紅色、黑色、黑紅雙色等.黑米可分為黑糯米和黑粘米兩種，這是由于我國種植條件的差異而造成其品種的不同[1].黑米外表墨黑，營養豐富，有“黑珍珠”和“世界米中之王”的美譽，是一種藥、食兼用的大米，其食用價值高，除煮粥外，還可以制作各種營養食品和酒釀[2].《本草綱目》中記載，黑米具有“暖肝強脾、補腎滋陰、活血養目、強身健體”等功能[3～5].米酒又稱甜酒或酒釀，屬于我國的傳統發酵食品，它是以糯米為主要原料，通過霉菌和酵母菌等微生物的作用釀造而成[6].在米酒的發酵過程中，根霉菌生長代謝產生的糖化酶將米粒中的淀粉降解，其降解產物為麥芽低聚糖[7，8]，研究發現，低聚麥芽糖不僅對有益于人體腸道，對人體腸道菌群有調節的作用，同時能促進人體對鈣離子的吸收，具有很強的保健功能.

感官評定因其簡便、直接以及高效的優點受到多數從事食品人員的青睞，常用于食品品質的評定中，但其容易受到評價人員及外界環境等諸多因素的影響，使得評分結果離散程度較大，較難統一結果.很難對食品的品質做出較準確、客觀的評價.模糊數學法是利用數學的方法來精確處理一些無法用數字準確描述的模糊事物或概念.模糊數學感官評價法綜合考慮了所有的評定因素，使得評價結果較為合理，已經在食品的感官評定中得到廣泛的應用[9～10].

國內外一直都很關注米酒傳統工藝的改進研究和相關新產品的開發.現已經開發的有苦蕎米酒、沙棘黑米酒、黑米與糯米混合米酒、香米米酒等.比如黃鐳等人[11]對糯米、黑米混合甜酒釀主要指標的變化規律進行了研究；林良魁等人[12]在黑米酒釀工藝方面進行了優化.而后大多數研究主要在于其產品的營養成分測定和提升方面，比如劉媛媛[13]對黑米及黑米酒中的抗氧化成分進行了分析；鄭向華等人[14]對黑米酒的營養及保健功效進行了研究.本文主要對黑米米酒的發酵工藝進行研究，通過單因素實驗研究黑米與糯米的配比，甜酒曲的添加量，發酵溫度，發酵時間等參數對黑米米酒發酵工藝的影響.以感官評分為主要評價指標，實驗發現當滿足以下條件時，感官評分最高：(1)黑米與糯米之比為1∶4；(2)甜酒曲添加量為0.6 %；(3)發酵溫度為30攝氏度；(4)發酵時間為36 h.

1 實驗材料和設備

實驗材料為黑米、糯米和酒曲.實驗儀器與設備如表1所示.

表1 實驗儀器設備Tab.1 Instruments and equipments used in the laboratory

2 實驗方法

實驗方法主要包括米酒的釀制、單色素實驗和感官評價方法.

2.1 米酒的釀制

參考韓建春[15]等人的米酒發酵工藝方法，在此基礎上稍作改進，具體操作要點如下：

(1) 原料處理：黑米、糯米原料，揀出碎米雜質，按比例稱取后，用清水淘洗2次～4次至無明顯濁水，在常溫下浸泡4 h左右，要求浸后手捏易碎，無硬米芯為止.

(2) 蒸煮：將浸泡后的米粒水分瀝干，常壓下蒸米飯至熟透為止，一般蒸煮30 min左右.

(3) 拌酒曲：米飯蒸熟后用冷開水淋飯至30 ℃～32 ℃后，轉移至發酵罐內，按比例添加甜酒曲，攪拌均勻，并在飯中央挖出凹槽，以保證一定的溶氧量.

(4) 發酵：在糊化、淋冷好的米中加入原米質量1.5倍的消毒蒸餾水，在30 ℃的恒溫培養箱中發酵36 h.

2.2 單因素實驗

此部分主要研究以下幾個問題：

(1)黑米與糯米的比例對米酒品質的影響：選擇不同的黑米與糯米比例(1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6)，甜酒曲添加量為0.6 %，發酵溫度為30 ℃，發酵時間為36 h進行米酒的制作，確定黑米與糯米最佳配比.

(2)甜酒曲添加量對米酒品質的影響：選擇不同的甜酒曲的添加量(質量分數0.4 %、0.5 %、0.6 %、0.7 %、0.8 %)，黑米與糯米之比為1∶4，發酵時間為36 h，發酵溫度為30 ℃進行米酒的制作，確定甜酒曲的最佳添加量.

(3)發酵溫度對酒米酒品質的影響：選擇不同的溫度(26 ℃、28 ℃、30 ℃、32 ℃、34 ℃)，黑米與糯米比為1∶4，甜酒曲添加量為0.6 %，發酵時間為36 h，進行米酒的制作，確定米酒最佳發酵溫度.

(4) 發酵時間對米酒品質的影響：選擇不同的發酵時間(24 h、28 h、32 h、36 h、40 h)，黑米與糯米比為1∶4，甜酒曲添加量為0.6 %，發酵溫度為30 ℃，進行米酒的制作，確定米酒最佳發酵時間.

2.3 感官評價方法

由10名從事食品專業人員組成評定小組，對米酒的色澤、香氣、滋味、體態四個因素進行感官評定，并分設五個等級(好、較好、中等、較差、差)，要求評定人員在評定前不吃辛辣刺激食物，在評定完一個樣品后，用清水漱口并間隔5分鐘，再評定下一個樣品.評定全部完成后，對評定人員的評定數據進行統計分析.

2.4 建立模糊綜合評價的數學模型

模糊綜合評價數學模型的建立參考劉樹萍[16]等人的模糊數學綜合感官評價方法，并在此基礎上稍做改進，具體建立步驟如下：

(1) 評價對象集Y：評價對象集Y是對需要進行感官評定的產品的一個集合.Y={Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,Y8,Y9}，其中Y1～Y9分別代表本次研究依照四因素三水平正交實驗制得的9個米酒，用Yj表示9個米酒的綜合評價，其中j=1,2,...,9.

(2)確定評價因素集U：評價因素集U是米酒感官質量構成因素的集合.U={U1,U2,U3,U4},其中U1～U4分別代表本研究中的色澤、香氣、滋味、體態4個評價指標，即U1代表色澤，U2代表香氣，U3代表滋味，U4代表體態.

(3)確定評價等級集V：評價等級集V為對每個因素評價的集合，V={V1,V2,V3,V4,V5}.本研究中V1代表好，V2代表較好，V3代表中等，V4代表較差，V5代表差.

(4)確定評價權重集X：評價權重是各個因素的重要程度.一般來說，米酒的色澤、香氣、滋味、體態對米酒的重要程度是不同的.色澤、香氣、滋味、體態這四個因素總分100分，根據10位評價員對米酒的評判，分別給出色澤、香氣、滋味、體態所占比重分數，將10位評價員對每個因素給出的分數求和，然后計算出各個因素的平均值，再以平均值除以100，所得結果即為該因素在100分中所占權重.

3 主要結論

3.1 黑米與糯米的比例對米酒品質的影響

由圖1可知，黑米∶糯米的比值在1∶6～1∶4之間時，感官評分呈上升趨勢，黑米∶糯米比在1∶4～1∶2之間又呈下降趨勢,在1∶4時上升至最高分79.5分.隨著黑米量的增加一方面是由于在米酒發酵過程中黑米的黑色素會不斷滲入酒液中，使得米酒的顏色不斷加深；另一方面黑米會使米酒具有特有的黑米香味，隨著黑米所占比例的增加，香氣會有所增加.當黑米的量增加到一定程度時，米酒色澤較深，口感不協調.當黑米∶糯米為1∶4時，米酒的色澤呈現淺紫紅色，香氣協調，黑米香味濃郁，口感酸甜適口，因此感官評分最高.

3.2 甜酒曲添加量對米酒品質的影響

圖1 黑米與糯米比例對米酒品質的影響Fig.1 Influenceoftheproportionofblackriceandglutinousriceonthevalueofricewine圖2 甜酒曲添加量對米酒品質的影響Fig.2 Influenceoftheamountofsweetmelodyonthericewine

由圖2可知，甜酒曲添加量在0.4 %～0.6 %之間，感官評分呈上升趨勢，在0.6 %～0.8 %之間，感官評分呈下降趨勢，加曲量為0.6 %時，米酒的感官評分最高，為81.8分.不同的甜酒曲添加量會影響對米粒的分解程度.酒曲添加量較少時，酒液中根霉數量較少，制得的米酒淡而無味，香氣不明顯；過多的酒曲又會對米酒中微生物的生態平衡產生一定的影響，影響米酒口感的協調性及某些風味物質的合成，制得的米酒伴有酸澀味，香氣不協調；當甜酒曲添加量為0.6 %時，米酒的色澤呈現淺紫紅色，香氣協調，黑米香味濃郁，口感酸甜適口，因此感官評分最高.

3.3 發酵溫度對米酒品質的影響

由圖3可知，發酵溫度在26 ℃～30 ℃之間，米酒的感官評分呈上升趨勢，在30 ℃～34 ℃之間呈下降趨勢，在30 ℃時米酒的感官評分最高，為80.4分.這是由于發酵溫度偏低時，不利于甜酒曲的生長代謝，酒曲的生物活性較低，使發酵不充分，制得的米酒風味、色澤及口感等都一般；發酵溫度偏高時，偏離了酒曲發酵的最適溫度，一方面不利于酒曲的生長繁殖，另一方面會促進其他雜菌的生長，制得的米酒口感差，伴有酸澀感，香氣不協調，使酒釀品質降低.發酵溫度為30 ℃時，根霉與酵母二者所組成的微生物環境是較適合米酒發酵的，制得的米酒香味醇厚，酒體清澈，口感協調，因此感官評分最高.

3.4 發酵時間對米酒品質的影響

圖3 發酵溫度對米酒品質的影響Fig.3 Influenceofthetemperatureoffermentationonthericewine圖4 發酵時間對米酒品質的影響Fig.4 Influenceofthetimeoffermentationonthericewine

由圖4可知，發酵時間在24 h～36 h之間，米酒的感官評分呈上升趨勢，在36 h～40 h之間又呈下降趨勢，在36 h時達最高分82.9分.這是由于發酵時間過短時，酒曲中的菌體處于生長階段，不能完全降解利用米粒中的營養物質，使得發酵不充分，制得的米酒口感淡，香氣不明顯.發酵時間過長時，酒體中的菌體數目較多，種類會有所變化，制得的米酒酒味較濃，酸味較重，風味不協調.發酵時間為36 h時，制得的米酒汁液清澈，酸甜適口，香味明顯，具有糯米和黑米共同的香味，因此感官評分最高.

4 結論

本文在傳統米酒的發酵工藝的基礎上，加入了一定比例的營養豐富的黑米，加入的黑米賦予了酒體特殊的色澤與風味，并提高了米酒的營養價值.采用單因素實驗對混合甜酒釀的發酵工藝進行研究，考察了黑米與糯米的比例、甜酒曲添加量、發酵溫度、發酵時間對米酒品質的影響，實驗結果表明黑米與糯米的比例為1∶4、甜酒曲添加量為0.6 %、發酵溫度為30攝氏度以及發酵時間為36 h時，所制得的米酒品質最佳.