青稞蒸餾酒發酵工藝條件優化

梁露，南國輝，趙余，陳思羽，吳秋渧，李治中，吳芳，徐洲，袁華偉

（1.宜賓五糧液股份有限公司 對外合作部，四川宜賓 644007；2.宜賓學院 質量管理與檢驗檢測學部，四川宜賓 644000；3.固態發酵資源利用四川省重點實驗室，四川宜賓 644000；4.宜賓五糧液仙林生態酒業有限公司，四川宜賓 644007）

青稞廣泛種植于青藏高原等高海拔地區，是藏民族特有的農作物．青稞富含β-葡聚糖、膳食纖維等營養物質，具有降血糖、降血脂和防治糖尿病、結腸癌、心血管病等功效，是釀制保健型發酵食品的良好原料[1-2]．青稞除了作為藏族人民傳統的糌粑以外，還可以用于制作粥、爆米花、面包等[3]．青稞的蛋白質含量約為6.35% ～ 23.40%，淀粉含量約為51.26% ～ 66.70%，是釀酒的良好原料[4]．根據釀造工藝、原料組成的不同，目前已開發的青稞酒包括非蒸餾型傳統青稞砸酒、青稞清酒，蒸餾型的青稞烤酒、青稞白酒等[5-7]．傳統青稞酒多以整粒原料釀造，青稞洗凈煮熟，降溫后拌入酒曲，發酵兩到三天即可，酒度較低；青稞蒸餾酒的生產是在原料經發酵后蒸餾而得，酒度較高．由于青稞原料品種質量差異大、青稞酒生產工藝多樣性及發酵條件控制難度大等原因，導致青稞酒出現風味較差、口感不理想等問題，嚴重影響了青稞酒的品質[4,8]．為了解決上述問題，科研人員分析了青稞酒曲微生物的多樣性，研究了米根霉的制曲條件及酒曲微生物成分對青稞酒品質的影響，優化了淀粉液化、糖化條件及發酵工藝[9-16]．然而青稞原料中的淀粉結構緊密、β-葡聚糖含量高[17]，傳統的青稞酒釀制普遍存在出酒率低、成品質量不佳等問題．

針對這些問題，本文以四川藏區的青稞為原料，在傳統發酵工藝基礎上，選擇水解青稞原料中淀粉和β-葡聚糖能力強的酒曲用于青稞酒生產的糖化發酵，探討酒曲添加量、發酵溫度及時間對出酒率、成品質量的影響，通過優化青稞酒發酵工藝，為青稞酒的釀造生產過程提供參考．

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實驗材料： 青稞（四川甘孜州新龍縣）；發酵酒曲（HX曲、NJ曲、BJ曲、TF曲，本重點實驗室自制）．

試劑： 氫氧化鈉、苯酚、無水乙醇、亞硫酸氫鈉、酒石酸鉀鈉、石油醚、95%乙醇、鹽酸，均為分析純，由成都市科隆化學品有限公司生產．

1.2 儀器與設備

SW-CJ-2FD 超凈工作臺（蘇州安泰空氣技術有限公司），LRH-250生化培養箱（上海一恒科學儀器有限公司），A008 不銹鋼蒸煮鍋（歐爾萊不銹鋼制品廠），1 L 發酵罐（廣州歐譜化玻儀器公司），304 白酒蒸鍋（廣州健匯五金廠），DLSB-5/20 低溫冷卻液循環泵（鄭州長城科工貿有限公司），酒精度計（河間市振巖儀器儀表廠），PHS-25 pH 計（上海雷磁儀器廠）．

1.3 實驗方法

1.3.1 青稞酒生產工藝流程及操作要點

工藝流程： 青稞預處理→初次蒸煮→悶糧→復蒸→自然攤涼→加曲→裝罐發酵→蒸餾→青稞原酒．

操作要點：

（1）青稞預處理．稱取500 g新鮮、顆粒飽滿、無皮殼無雜質、無腐爛的青稞清洗干凈，放入桶中加水，35℃浸泡5 h，泡糧水高出青稞(15～20) cm．

（2）初次蒸煮．將泡好的青稞倒入蒸鍋，蒸煮45 min左右至青稞開裂．

（3）悶糧．將蒸鍋中的初次蒸煮青稞倒入桶內，至水位高出糧面(20～30) cm，悶糧30 min．

（4）復蒸．將悶過的青稞再次放入蒸鍋，大火復蒸45 min，打開蓋子繼續蒸5 min，待糧面的水分蒸發完，糧食顆粒完全柔熟，無硬心不頂手，裂口98%以上時取出．

（5）自然攤涼．將蒸熟的青稞平鋪在干凈整潔的超凈工作臺上，自然降溫，等到溫度降到(35～38)℃左右時加曲．

（6）加曲．稱取準確量的酒曲，分三次撒曲然后進行充分翻拌，撒曲和翻拌時應均勻．

（7）裝罐發酵．加曲后放入發酵罐中，放置恒溫培養箱中進行糖化、發酵，隔天觀察發酵情況．

（8）蒸餾．發酵完成后，取出糟醅，用白酒蒸鍋蒸餾得青稞原酒．

1.3.2 青稞酒發酵條件單因素試驗

在確定添加酒曲種類（NJ 曲、BJ 曲、HX 曲、TF曲）基礎上，采取控制變量法，研究酒曲添加量（0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%）、發酵溫度（22℃、25℃、28℃、31℃、34℃）以及發酵時間（4 d、6 d、8 d、10 d、12 d）對發酵糟醅理化指標、青稞酒酒度和感官品質的影響．

1.3.3 青稞酒發酵條件正交試驗

根據單因素試驗所得結果，以青稞酒酒度、感官評分為指標設計三因素三水平的正交試驗，正交實驗表見表1．

表1 正交試驗因素水平表Table 1 Factor level table of orthogonal test

1.3.4 理化指標測定方法

發酵糟醅中還原糖的測定采用GB 5009.7-2016《食品安全國家標準 食品中還原糖的測定》第二法，以葡萄糖計．發酵糟醅中總糖、總酸、pH的測定采用GB/T 13662-2018《黃酒》的方法，總糖以葡萄糖計、 總酸以乙酸計．酒度的測定采用GB 5009.225-2016《食品安全國家標準 酒中乙醇濃度的測定》第二法．

1.3.5 感官評價

青稞酒的感官評價方法如表2所示．選擇10名經過專業培訓和有白酒品評經驗的師生對青稞酒樣品進行感官品評，打分，將平均分作為評定結果．

表2 青稞酒感官評價項目及評分標準Table 2 Sensory evaluation and scoring standards of highland barley liquor

1.3.6 數據分析

每個試驗重復3次，以平均值±標準偏差來表示試驗結果．利用SPSS 19.0 分析軟件對數據進行顯著性分析，p＜0.05 為顯著性差異．利用Excel 2010和Origin 8.5對試驗數據進行整理和圖表繪制．

2 結果與分析

2.1 不同酒曲對青稞酒品質的影響

由表3 可見，在四種酒曲的發酵糟醅中，HX 曲的酸度最小，還原糖含量與總糖含量最低，pH 最大，表明HX 曲的使用產生了較少的酸性物質，有可能是HX 曲中的微生物淀粉分解能力強，發酵力強，產酸微生物較少的原因．

表3 不同酒曲對青稞酒發酵糟醅品質的影響Table 3 The effect of different starters on fermented grains of highland barley liquor

圖1中HX曲生產的青稞原酒酒度最高，表明原料中的淀粉分解為還原糖與總糖后被充分利用．在對青稞酒原酒進行感官品評，使用HX 曲的原酒感官品評得分最高．因此，選擇HX 曲為釀造青稞酒的酒曲．

圖1 不同酒曲生產的青稞原酒酒度及感官評價Fig.1 Sensory evaluation and alcohol content of highland barley liquor produced by different starters

2.2 青稞酒發酵單因素實驗結果分析

2.2.1 酒曲用量對青稞酒的影響

由表4可知，當酒曲用量小于0.7%時，隨著酒曲用量的增加，青稞酒發酵糟醅的pH 值不斷下降，總酸含量上升，表明產酸量增加．在發酵糟醅中，隨著曲藥用量增加，還原糖與總糖含量減少，曲藥用量為0.9%時，還原糖與總糖含量有上升．

表4 酒曲用量對青稞酒發酵糟醅影響Table 4 Effect of the dosage of starter on the fermented grains of highland barley liquor

圖2 顯示，青稞原酒酒度與感官評分隨酒曲用量的增加均呈現先上升后下降的趨勢，可能是因為酒曲用量增加，水解蛋白質的能力較強，發酵過程生成的氨基酸較多，相應的高級醇等風味物質產生較多，反而影響青稞酒的感官．酒曲用量為0.5%時的感官評分最高且原酒酒度最高，得到的青稞酒品質最好．因此，釀造青稞酒的最佳曲藥用量為0.5%．

圖2 酒曲用量對青稞原酒酒度及感官評分的影響Fig.2 Effect of the dosage of starter on sensory evaluation and alcohol content of highland barley liquor

2.2.2 發酵溫度對青稞酒的影響

由表5 可知，隨著溫度的升高，青稞酒發酵糟醅中pH 下降，總酸含量上升，還原糖與總糖含量持續下降．由圖3可見，發酵溫度為28℃時，青稞酒的酒精度最高，感官評分也最高．發酵溫度過高，發酵充足，還原糖與總糖含量少；但溫度過高，酵母代謝過于旺盛，易提前老化，且高溫下易滋生雜菌，產酸細菌繁殖快，消耗營養成分，影響酒精產率．酸度受發酵過程中溫度的影響較大，溫度越高酸度上升越快，同時酒精開始轉化，反而影響了酒精的生成和酒的品質[18-19]．因此，青稞酒最佳發酵溫度為28℃．

圖3 發酵溫度對青稞原酒酒度及感官評價的影響Figure 3 Effect of fermentation temperature on sensory evaluation and alcohol content of highland barley liquor

表5 發酵溫度對青稞酒發酵糟醅的影響Table 5 Effect of fermentation temperature on fermented grains of highland barley liquor

2.2.3 發酵時間對青稞酒的影響

由表6 可見，隨著發酵時間的增加，pH 不斷下降，總酸含量升高，還原糖與總糖含量下降．由圖4可見，當發酵8 d 時，青稞原酒的酒度最高，但發酵10 d 時感官評分最高．隨著發酵時間的延長，青稞原料中的淀粉逐漸被利用完全，還原糖與總糖的含量也減少，總酸含量會持續增加；發酵后期酒精被利用，與酸類物質反應生成酯類，風味物質生成開始增加，酒精度略有下降[20]．因此，青稞酒的最佳發酵時間為10 d．

圖4 發酵時間青稞原酒酒度及感官評價的影響Figure 4 Effect of fermentation time on sensory evaluation and alcohol content of highland barley liquor

表6 發酵時間對青稞發酵糟醅的影響Table 6 Effect of fermentation time on fermented grains of highland barley liquor

2.3 青稞酒正交試驗結果分析

表7 為不同發酵條件青稞酒的原酒酒度與感官品評正交試驗結果，通過比較極差值R，可以得出影響青稞酒原酒酒度的因素依次為A（酒曲添加量）＞B（發酵溫度）＞C（發酵時間），最優的工藝組合為A2B2C2；影響感官評分的因素依次為A（酒曲添加量）＞B（發酵溫度）＞C（發酵時間），最優的工藝組合為A2B2C3．適當延長發酵時間，有利于香氣成分的形成，感官評分較好，因此綜合分析后得到的最優工藝組合為A2B2C3，即曲藥用量為原料的0.5%、發酵溫度為28℃、發酵時間為10 d．在此條件下進行3 次重復試驗，結果取其平均值，驗證得到青稞酒原酒的酒精度為51.35%vol，感官評分為89.12分．

表7 青稞酒發酵條件正交試驗直觀分析表Table 7 Intuitive analysis table of orthogonal test of highland barley liquor

3 結語

以青稞為原料，采用傳統固態白酒的釀造工藝，對青稞酒發酵工藝條件進行優化，確定釀造青稞酒的最優酒曲為HX 曲，酒曲用量為青稞重量的0.5%，發酵溫度為25℃，發酵時間為10 d，釀造出的青稞酒酒度為51.35 %vol，感官品評較高，為89.12分．本文的優化可彌補傳統青稞酒釀造的不足，為青稞蒸餾酒的生產技術進行了補充．