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  • 高粱中单宁对白酒发酵影响的分析研究|酿酒头条

    发布日期:2022-03-25 10:28 阅读量:776

    原料是白酒酿造的物质基础,不同原料因其内部成分含量的不同而酿造出风格各异的白酒,即便同种原料,因产地和品种的不同,酿酒效果也是不尽相同。白酒酿造原料十分丰富,而高粱在白酒酿造上独具优势,自古以来就是酿制白酒的最佳选择,这与其独有的成分特点密切相关,高粱中含淀粉、蛋白质、脂肪、单宁、灰分及粗纤维等。高粱中单宁含量对白酒品质具有决定性的作用,适量单宁能够抑制杂菌生长,经蒸煮发酵后还能分解成丁香酸等芳香物质,增强酒体芳香,但过量则会使淀粉酶钝化,影响淀粉转化从而影响出酒率及出酒品质,这也可能正是高粱酿酒香的奥秘所在。

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    单宁又称多酚,是植物的次生代谢产物,根据其结构特性可分为水解单宁和缩合单宁。水解单宁是棓酸,或与棓酸有生源关系的酚羧酸与多元醇组成的酯,相对分子质量为500~3 000 Da,主要分布在茶、水果、豆类和坚果中;缩合单宁又称原花青素,相对分子质量为2 900~28 000 Da,通常存在于谷物、菜籽、双子叶植物等体内。从结构上分析高粱单宁属于缩合单宁的一种。有关原料酿酒特性的研究多集中在淀粉层面,但是有关高粱中单宁成分对白酒酿造的影响研究鲜有涉及。本研究采用两种固态发酵方式模拟白酒酿造过程,向高粱糟醅中单独添加一定量的单体单宁物质,分析其对发酵酒醅和酒体风味感官带来的多重影响。多位行业酿酒泰斗呼吁,进口高粱不适合酿酒,虽然进口高粱表面上出酒率高,但进口高粱的单宁含量不行,无法达到酿酒的基本要求,更不能对发酵过程中有害微生物起到有效的抑制作用...所以进口高粱酿出酒会有害身体健康。适量饮用纯粮酿造的白酒也能起到防疫的作用。

    材料与方法

    1.1 材料、试剂及仪器

    高粱:企业生产所用高粱。

    单宁(鞣酸):天津市福晨化学试剂厂,分析纯。

    仪器设备:DNP-9162电热恒温培养箱,上海精宏实验设备有限公司;BS 124S 型电子天平,北京赛多利斯仪器系统有限公司;Autosystem XV 气相色谱仪,美国PerkinElmer公司。

    1.2 实验方法

    1.2.1 工艺流程及操作要点

    根据白酒酿造原理,采用传统清香工艺在实验室进行发酵实验,具体操作流程及操作要点如下:


    原料粉碎:称取粉碎好的粮食1 kg,高粱要求粉碎至4~8瓣。

    润糁:加入原料量60%(600 mL)的90 ℃以上热水,翻拌均匀,盖上4层纱布堆积20~24 h。

    蒸粮:采用清蒸方式,在锅篦上均匀上料,上汽后蒸煮约90 min。

    扬冷:蒸粮完成后趁热出甑并加入30%(300 mL)的冷水,使粮食颗粒分散,进一步吸水,随后翻拌,晾米查。

    拌曲:大曲粉碎至芝麻粒大小,最大不超过绿豆大小,待粮食冷却至室温后加入20 %(200 g)的曲粉。

    入坛(瓶)发酵:采用三角瓶和陶坛两种容器为发酵容器,装入粮食后用水进行密封发酵。

    1.2.2 三角瓶发酵

    发酵方式:向每个三角瓶中分别装入200 g 原料样品,在30 ℃恒温培养箱中密封发酵。

    单宁添加量:0%,1%(以原粮计)。

    单宁添加方式:采用两种添加方式,一种为在润粮前加入,与高粱一同进行润粮蒸粮操作,另一种方式为在蒸粮结束后与曲粉一同加入。

    取样方式:在发酵过程中每隔5 d 在三组糟醅中各取一个三角瓶中的酒醅样品,将样品放于4 ℃冰箱中保藏,待所有酒醅样品取完之后一起进行各项理化指标的分析检测。

    1.2.3 陶坛发酵

    发酵方式:将拌好曲粉的原料全部装入坛中,水封,室温条件下发酵28 d。

    单宁添加量:0 %,0.5 %,1 %,1.5 %(以原粮计)。

    单宁添加方式:直接在润粮前加入,与高粱一同进行润粮蒸粮操作。

    取样:发酵结束后,向酒醅中拌入20%(200 g)稻壳,蒸馏锅加入2.5 L 底锅水,均匀上料,馏酒温度1(原载于中国白酒杂志第202201期)0℃,取前100 mL 馏出酒样进行风味成分分析检测。


    1.2.4 常规理化指标分析

    采用T/CBJ 004—2018《固态发酵酒醅通用分析方法》对酒醅中的水分、酸度、淀粉、还原糖等成分进行检测。

    采用GB/T 10345—2007《白酒分析方法》对酒样中总酸、总酯含量进行检测。

    1.2.5 风味成分检测

    气相色谱法

    柱温程序:起始温度30 ℃,恒温5 min,以5 ℃/min程序升温至60 ℃,以6 ℃/min程序升温至120 ℃,恒温5 min,以8 ℃/min程序升温至210 ℃,恒温5 min。

    载气(高纯氮):流速1 mL/min,分流比:10∶1;氢气:流速为45 mL/min;空气:流速为450 mL/min;检测器温度:260 ℃;进样器温度:240 ℃;进样量:1 μL。

    离子色谱法

    柱温:30 ℃;流动相:EG 淋洗液发生器自动产生淋洗液梯度淋洗;流速:1.1 mL/min;抑制器再生模式:外加水电抑制;电导器检测器检测;进样量:25 μL。

    结果与分析

    2.1 单宁对白酒发酵过程的影响

    通过每5 d 对发酵酒醅进行取样分析测定酒醅中水分、淀粉、还原糖和淀粉含量变化,以此判断酒醅发酵情况。

    2.1.1 水分

    由图3 可看出,空白组酒醅水分含量在20 d 的发酵过程中整体呈现一个上升趋势,第20 天的酒醅比初始酒醅的水分含量升高3.78%,而另外两组添加单宁的酒醅中水分含量基本持平,甚至稍微有所下降,下降趋势并不明显,第20 天时水分含量分别比初始酒醅下降0.05%和0.48%,两者差距并不明显。添加单宁与未添加单宁酒醅相比,两者升高幅度相差3.73%左右。


    2.1.2 酸度

    由图4 可看出,添加单宁的两组酒醅中酸度在20 d 的发酵过程中整体呈现持续平稳上升的变化趋势,整体均增长了0.6 mmol/10 g,平均增长速率约为0.03 mmol/(10 g·d);空白组酒醅在20 d内酸度整体增长1.1 mmol/10 g,其中在发酵初期前5 d 快速增长,增长幅度达到0.8 mmol/10 g,比初始酸度升高一倍,平均增长速率约为0.16 mmol/(10 g·d),而后15 d 酸度整体增长速度变缓,增长幅度仅为0.3 mmol/10 g,平均增长速率约为0.2 mmol/(10 g·d)。


    整体而言,三组酒醅酸度的增长幅度和变化趋势不一,造成这种差异的原因是该浓度的单宁含量在发酵前期会明显影响微生物生长代谢活动,对白酒前期的主发酵期具有明显的抑制作用,而单宁添加的前后方式对酸度变化的影响并无较大差异,可见润粮蒸粮的高温高湿条件并不能改变单宁的化学性质。

    2.1.3 淀粉

    由图5 可看出,三组酒醅中淀粉含量在20 d 的发酵过程中均保持着缓慢下降的变化趋势,且下降幅度整体相差不大,三组酒醅淀粉含量分别降低了2.09 %(空白组)、1.90 %(蒸粮前添加单宁)和1.97 %(蒸粮后添加单宁)。可见在淀粉转化过程中单宁成分并无较大影响,即单宁成分对以淀粉为底物的酶或微生物并无明显抑制效果,在发酵过程中淀粉能够正常分解成还原糖。


    2.1.4 还原糖

    由图6可看出,空白组酒醅中还原糖含量在20 d的发酵过程中仅下降了0.67%,整体基本保持不变的稳定趋势,而添加单宁的两组酒醅中还原糖含量相差不大且保持相同的变化趋势,在发酵前5 d 还原糖含量快速增加,后15 d 保持缓慢增加的变化趋势,20 d 发酵结束后还原糖含量较初始浓度分别增加了22.43%(蒸粮前添加单宁)和24.75%(蒸粮后添加单宁)。


    从以上结果可看出,单宁成分主要对以还原糖为底物的酶或菌种具有明显的抑制作用,但对以淀粉为底物的酶或菌种的抑制效果不明显,导致酒醅中还原糖无法及时得到转化利用而累积,从而酒醅内还原糖含量不断升高。

    2.2 单宁对酒体的影响

    2.2.1 风味物质成分

    采用陶坛发酵方式,对添加不同量的单宁成分所得酒样中的风味含量进行分析,探究单宁含量对发酵酒体的影响,具体数据见表1。



    由表1 可看出,随着单宁添加量的不断升高,酒样中酒精度呈现出下降趋势,当单宁添加量达到1.0 %时,酒精度降低约20 %vol,下降幅度约为38%。在几种主要成分中,乙酸乙酯和乙酸含量最高,乳酸乙酯和乳酸含量最低,各成分变化趋势见图7。在整体酸、酯风味方面,酸酯比呈现波浪式上升趋势,即随着单宁添加量的(原载于中国白酒杂志第202201期)不断升高,酒体中酸类成分占比逐渐升高,可见在发酵过程中单宁成分对发酵后期的生香阶段具有较大影响。


    由图7 可看出,随着单宁添加量的不断升高,酒样中总酯和乙酸乙酯含量呈现逐渐下降趋势,且均在单宁添加量为1.0 %时含量达到最低,此时总酯含量较空白组降低1.77 g/L,下降幅度达到24.55 %,乙酸乙酯含量降低3.48 g/L,下降幅度达到58.10 %。此外,总酸和乙酸含量则随着单宁添加量的升高整体呈现上升趋势,当单宁添加量达到1.5 %时,总酸含量较空白组上升0.95 g/L,增长幅度达到72.52 %,乙酸含量上升0.65 g/L,增长幅度达到50.39%。乳酸乙酯和乳酸含量并未随着单宁成分的添加而有明显变化。

    2.2.2 感官品质

    由10 名国家级品酒师组成感官品评小组,分别对酿出的酒样进行逐一品评并给出评语评价,对各个品酒员的评语评分统计整理,结果见表2。



    由表2 可知,随着单宁添加量的逐渐增加,香气方面酒体中酯香不断变弱直至消失,同时杂味越来越重,口感方面酒体甜度不断下降,酸味逐渐明显,整体评价逐渐降低。

    结 论

    采用三角瓶和陶坛两种容器模拟白酒发酵研究单宁对白酒发酵的影响,主要结论如下:

    三角瓶发酵方式:向高粱中添加1 %(以原粮计)的单宁单体成分,分析发酵酒醅中理化指标发现,在20 d 的发酵过程结束后空白组酒醅中水分含量升高3.78 %、酸度升高1.1 mmol/10 g、淀粉含量下降2.09 %、还原糖含量下降0.67 %,而添加单宁的两组酒醅水分含量仅分别升高0.05%和0.48%、酸度均只升高了0.6 mmol/10 g、淀粉含量分别下降了1.90 %和1.97 %、还原糖含量升高了22.43 %和24.75 %,可见高含量的单宁会对酒醅的发酵效果产生明显的影响,其主要抑制以还原糖为底物的酶或菌种的活性(活力),但对以淀粉为底物的酶或菌种的抑制效果不明显,导致酒醅中还原糖无法及时得到转化利用而累积,从而酒醅内还原糖含量不断升高,并且单宁的前后添加方式的发酵效果并无明显差别,可见高温高湿处理并不会改变单宁的化学性质。

    陶坛发酵方式:向高粱中添加不同量的单宁单体成分,分析酒样中的风味成分物质的变化过程发现,随着单宁添加量的不断增加,酒体中酒精度、乙酸乙酯和总酯都呈现出不断下降的变化趋势。当添加量为1.0 %时,酒样酒精度下降约20 %vol,乙酸乙酯含量降低3.48 g/L,总酯含量降低1.77 g/L,而乙酸和总酸含量则呈现整体上升的变化趋势,当添加量为1.5 %时,乙酸含量升高0.65 g/L,总酸含量升高0.95 g/L,酒体中酸类成分比例随着单宁添加量的增加而逐渐升高,可见在发酵过程中单宁成分对发酵后期的生香阶段具有较大影响,导致酸类成分不断累积而无法转化。感官方面,酒体感官质量随着单宁添加量的不断升高而不断降低。

    权威专家研究结果表明,白酒酿造中高粱单宁最佳含量在1%~2%,而本实验结果也表明,通过外加单宁方式能够对白酒发酵过程和最终酒体风味感官产生一定的负面影响,而本实验所用高粱本身单宁含量在1 %~2 %,这从侧面也印证了这一结果。详情可点击“腾讯新闻|酿酒头条





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