酶制劑在清香型麩曲白酒生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

王乃軍，馬美榮，李晶晶，趙國(guó)鋒，王小偉

（北京紅星股份有限公司，北京 101400）

白酒是世界著名的蒸餾酒之一，風(fēng)味獨(dú)特，深受消費(fèi)者的喜愛(ài)。白酒發(fā)酵就是利用微生物及酶類(lèi)對(duì)釀酒原料進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)生白酒中的乙醇及各種風(fēng)味物質(zhì)。隨著現(xiàn)代酶技術(shù)的發(fā)展，淀粉酶[1-2]、糖化酶[3-4]、酯化酶[5-6]、蛋白酶[7-8]、纖維素酶[9-10]、復(fù)合酶制劑[11-13]等應(yīng)用于白酒制曲、蒸糧、發(fā)酵、丟糟利用等方面，在提高原料出酒率、提升原酒風(fēng)味物質(zhì)含量、改善原酒品質(zhì)等方面具有重要作用。

麩曲酒是以麩曲為糖化劑，加酒母發(fā)酵釀制而成的白酒[14]。麩曲酒具有發(fā)酵周期短、出酒率高、酒體甘冽的特點(diǎn)。近年來(lái)，隨著原輔材料、能源等生產(chǎn)資料價(jià)格的大幅上升，麩曲原酒生產(chǎn)成本也大幅上升，為了降低原酒生產(chǎn)成本，將酶制劑應(yīng)用于清香型麩曲白酒釀造，以提高出酒率，降低生產(chǎn)成本，具有重要的研究?jī)r(jià)值。

以幾種酶制劑參與實(shí)驗(yàn)室麩曲酒發(fā)酵，通過(guò)出池酒精度高低判定酶的應(yīng)用效果，優(yōu)選酶制劑。優(yōu)選的酶制劑應(yīng)用于麩曲酒生產(chǎn)，研究對(duì)原料出酒率、原酒風(fēng)味成分及感官品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

材料：酶制劑A、B、C，某酶制劑公司提供；釀酒活性干酵母，購(gòu)于安琪酵母股份有限公司；釀酒麩曲、高粱粉、稻殼、生產(chǎn)用液體釀酒酵母，北京紅星股份有限公司提供。

試劑及耗材：叔戊醇、乙酸正戊酯、2-乙基丁酸，色譜純，天津市精細(xì)化工有限公司。

儀器設(shè)備：LDZX-50KBS 立式壓力蒸汽滅菌器，上海申安醫(yī)療器械廠；LA230S 電子天平，賽多利斯公司；GC-2010 ProAF 氣相色譜儀，配有氫火焰離子化檢測(cè)器和LabSolutions 工作站，島津公司；HPS-250 生化培養(yǎng)箱，哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司；DMA5000M 全自動(dòng)密度儀，安東帕公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)室麩曲酒發(fā)酵

稱取3.2 kg麩曲酒糟、800 g高粱粉、200 g稻殼，拌勻，裝入滅菌器中，105 ℃蒸料1 h，取出后加入600 mL 水，拌勻，待降溫到35 ℃左右時(shí)，加入80 g釀酒麩曲、0.32 g 釀酒活性干酵母，拌勻后稱重，平均分成4 份，以1 份不加酶為對(duì)照，另外3 份每份分別按照酶制劑A、B、C 的推薦用量加入酶制劑A、B、C，每份經(jīng)過(guò)再次拌勻，平均分裝入200 mL 燒杯中，燒杯以薄膜密封，在室溫發(fā)酵2 d，后置于32 ℃發(fā)酵4 d。

1.2.2 出池酒醅酒精度檢測(cè)

發(fā)酵好的酒醅拌勻，稱取100 g 酒醅于500 mL蒸餾燒瓶中，加水200 mL，連接蒸餾裝置，蒸出餾出液100 mL 于100 mL 量筒中，攪勻，使用酒精計(jì)測(cè)量酒精度[15]。

1.2.3 酶制劑在清香型麩曲白酒生產(chǎn)中的應(yīng)用(圖1)

圖1 試驗(yàn)流程

每個(gè)發(fā)酵池投糧1200 kg，按照不同的糖化發(fā)酵劑組成根據(jù)正常釀造工藝進(jìn)行發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，發(fā)酵7 d。對(duì)照組：釀酒麩曲用量10%、液體釀酒酵母用量4%；實(shí)驗(yàn)組1：釀酒麩曲用量10%、液體釀酒酵母用量4 %、酶制劑用量0.01 %；實(shí)驗(yàn)組2：釀酒麩曲用量10 %、液體釀酒酵母用量4 %、酶制劑用量0.02%；實(shí)驗(yàn)組3：釀酒麩曲用量10%、液體釀酒酵母用量4%、酶制劑用量0.03%。發(fā)酵成熟的酒醅蒸酒。

1.2.4 原酒酒精度測(cè)定

使用Anton Paar DMA 5000 M 全自動(dòng)密度儀進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)[16]。

1.2.5 原料出酒率測(cè)定

測(cè)定原酒酒樣的酒精度，原酒稱重，計(jì)算原酒產(chǎn)量、原料出酒率。

原酒產(chǎn)量(kg)=原酒酒樣酒精度折算為65%vol原酒的換算系數(shù)×折算前稱重原酒質(zhì)量

原料出酒率（%）=折算為65%vol 原酒產(chǎn)量/原料用量×100[17]。

1.2.6 原酒風(fēng)味成分分析

采用氣相色譜分析，色譜條件：DB-WAX UI石英毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.5 μm）；氫火焰離子化檢測(cè)器（flame ionization detector，F(xiàn)ID），檢測(cè)器溫度240 ℃；進(jìn)樣口溫度250 ℃；升溫程序：35 ℃保持4 min，以5 ℃/min 升至100 ℃，再以10 ℃/min升至230 ℃，保持13 min；載氣為氮?dú)猓∟2）；吹掃流量為3 mL/min；分流比為1∶30。載氣流速：氮?dú)?6.5 mL/min，氫氣40 mL/min，空氣400 mL/min。根據(jù)保留時(shí)間定性，采用內(nèi)標(biāo)法定量，內(nèi)標(biāo)物為叔戊醇（質(zhì)量濃度198.27 mg/L）、乙酸正戊酯（質(zhì)量濃度174.93 mg/L）和2-乙基丁酸（質(zhì)量濃度198.20 mg/L）[18]。

1.2.7 原酒感官評(píng)價(jià)

按照GB/T 33404—2016 白酒感官品評(píng)導(dǎo)則對(duì)原酒進(jìn)行品評(píng)描述[19]。由8位具有專業(yè)品評(píng)知識(shí)的技術(shù)人員(年齡25～50歲，4男4女，國(guó)家品酒評(píng)委2人，一級(jí)品酒師2 人，二級(jí)品酒師3 人，三級(jí)品酒師1人)從風(fēng)味方面對(duì)原酒進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同酶制劑對(duì)麩曲白酒出池酒醅酒精度的影響

根據(jù)不同酶制劑的推薦用量研究酶制劑對(duì)出池酒醅酒精度的影響。從表1 結(jié)果來(lái)看，在發(fā)酵體系中加入酶制劑，出池酒醅酒精度都有不同程度的提高，酶制劑A、B、C 的出池酒醅酒精度分別比對(duì)照提高了15.12%、17.28%、3.67%。酶制劑B 的出池酒醅酒精度增加幅度最大，且其用量較少，因此采用酶制劑B進(jìn)行后續(xù)生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。

表1 不同酶制劑對(duì)出池酒醅酒精度的影響

2.2 酶制劑生產(chǎn)應(yīng)用

2.2.1 酶制劑生產(chǎn)應(yīng)用對(duì)出酒率的影響

由表2可知，在發(fā)酵池中應(yīng)用酶制劑B，可增加原酒的出酒率。酶制劑B 分別采用0.01 %、0.02 %、0.03 %的添加量，出酒率分別比對(duì)照提高了1.15 %、3.18 %、3.54 %。隨著酶制劑用量的增加，出酒率也增加，但0.02 %和0.03 %添加量的出酒率相差不大。

表2 不同應(yīng)用方案的生產(chǎn)數(shù)據(jù)

2.2.2 酶制劑生產(chǎn)應(yīng)用對(duì)原酒風(fēng)味物質(zhì)的影響

白酒的主體成分為乙醇和水，但影響產(chǎn)品質(zhì)量的是醇、醛、酸、酯等微量成分。在本實(shí)驗(yàn)色譜條件下，共檢測(cè)到13 種酯類(lèi)化合物，5 種醛類(lèi)化合物，14種醇類(lèi)化合物，2 種酮類(lèi)化合物，7 種酸類(lèi)化合物，其中乙酸乙酯、乙酸、乳酸乙酯、異戊醇、異丁醇、正丙醇、乙醛等物質(zhì)的含量較高。酯類(lèi)物質(zhì)中以乙酸乙酯和乳酸乙酯為主，乙酸乙酯的含量最高，其次是乳酸乙酯。乙酸乙酯含量是清香型白酒重要的質(zhì)量監(jiān)控指標(biāo)。與對(duì)照相比，實(shí)驗(yàn)組的乙酸乙酯、乳酸乙酯的含量增加，實(shí)驗(yàn)組1 的乙酸乙酯含量最高，比對(duì)照提高了21.83%，實(shí)驗(yàn)組2 的乳酸乙酯含量最高，比對(duì)照提高了18.37 %。醛類(lèi)物質(zhì)中乙醛含量最高，其次是異戊醛。實(shí)驗(yàn)組2、實(shí)驗(yàn)組3 的乙醛含量高于對(duì)照，實(shí)驗(yàn)組1 的乙醛含量低于對(duì)照。實(shí)驗(yàn)組2 的異戊醛含量高于對(duì)照，實(shí)驗(yàn)組1、實(shí)驗(yàn)組3 的異戊醛含量低于對(duì)照。在醇類(lèi)物質(zhì)中，大多重點(diǎn)關(guān)注正丙醇、異丁醇、異戊醇、活性戊醇這幾種高級(jí)醇的總含量，實(shí)驗(yàn)組的高級(jí)醇含量均高于對(duì)照，實(shí)驗(yàn)組3 最高，比對(duì)照提高了9.31%。實(shí)驗(yàn)組的酮類(lèi)化合物總含量均高于對(duì)照，實(shí)驗(yàn)組3 最高，比對(duì)照提高了44.78 %。在酸類(lèi)化合物中，乙酸的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他酸類(lèi)物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)組1、實(shí)驗(yàn)組2 的乙酸含量高于對(duì)照，實(shí)驗(yàn)組3 的乙酸含量低于對(duì)照，實(shí)驗(yàn)組2的乙酸含量最高，約比對(duì)照提高了7.14%。

2.2.3 實(shí)驗(yàn)酒樣品評(píng)

從表4 酒樣品評(píng)結(jié)果來(lái)看，實(shí)驗(yàn)酒樣與對(duì)照酒樣相比，不同程度增加了香氣優(yōu)雅度、酒體的協(xié)調(diào)性，總體來(lái)看改善了原酒口感，提升了原酒品質(zhì)。實(shí)驗(yàn)酒樣中，實(shí)驗(yàn)組2 感官評(píng)價(jià)最好。從感官評(píng)價(jià)、理化指標(biāo)、出酒率等方面綜合考慮，實(shí)驗(yàn)組2 效果最好，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

表4 酒樣感官品評(píng)結(jié)果

2.2.4 酶制劑生產(chǎn)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益分析

按照酶制劑B 的價(jià)格為85 元/kg、原酒價(jià)格為8000 元/t 計(jì)，根據(jù)生產(chǎn)出酒率計(jì)算每個(gè)實(shí)驗(yàn)組的經(jīng)濟(jì)效益。由表5 可知，在生產(chǎn)中應(yīng)用酶制劑，增加的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)高于應(yīng)用酶制劑增加的生產(chǎn)成本。實(shí)驗(yàn)組2每排可多創(chuàng)造118元的經(jīng)濟(jì)效益，1個(gè)班組按照年生產(chǎn)250 d 計(jì)算，應(yīng)用酶制劑每年可增加經(jīng)濟(jì)效益2.95萬(wàn)元。

表5 經(jīng)濟(jì)效益分析

3 結(jié)論

將酶制劑A、B、C 應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室麩曲酒發(fā)酵，可提高出池酒醅的酒精度，酶制劑B 的出池酒醅酒精度最高，比對(duì)照提高了17.28 %。本次實(shí)驗(yàn)采用的酶制劑B 除具有糖化酶活力外還具有淀粉酶、酸性蛋白酶、纖維素酶等活力，它可以水解未活化的淀粉，提高出酒率；可水解與其他物質(zhì)絡(luò)合的淀粉，進(jìn)而提高出酒率；還可為酵母提供必需氮源。

表3 實(shí)驗(yàn)酒樣氣相色譜分析結(jié)果（mg/L）

酶制劑B 應(yīng)用于麩曲酒大生產(chǎn)，提高了原料出酒率，在實(shí)驗(yàn)條件下，出酒率隨著酶制劑用量的增加而增加，但0.02%和0.03%添加量的出酒率相差不大。酶制劑的應(yīng)用，提高了原酒主體風(fēng)味物質(zhì)乙酸乙酯的含量，實(shí)驗(yàn)組1 的乙酸乙酯含量最高，比對(duì)照提高了21.83 %；酶制劑的應(yīng)用改善了原酒口感，提升了原酒品質(zhì)，增加了經(jīng)濟(jì)效益。

隨著原輔材料、能源、人工等生產(chǎn)成本不斷增加，運(yùn)用現(xiàn)代生物工程技術(shù)，在保證原酒品質(zhì)基礎(chǔ)上，提高原料出酒率，降低生產(chǎn)成本，具有較重要的研究?jī)r(jià)值。