（轻工技术与工程专业论文）生麦曲和熟麦曲在黄酒生产中的应用研究.pdf

摘要 摘要 黄酒酿造是一种受多种因素影响的微生物发酵过程，酵母是主要发酵剂，曲是主要 糖化剂，曲中含有多种酶，主要有液化酶、糖化酶和蛋白酶，可用液化力、糖化力和蛋 白质分解力分别表示三者的大小，这三种酶的作用大小会直接影响糖化发酵的效果。曲 分生麦曲和熟麦曲，对曲的三种力测定研究得出，熟麦曲三种力都比生麦曲高。液化力 比生麦曲高6 倍左右，糖化力比生麦曲高1 0 左右，蛋白质分解力比生麦曲高3 倍左右。 通过在3 0 和6 5 下糖化试验，研究显示：3 0 下，用熟麦曲糖化的醪液，它的 液化力、糖化力和蛋白质分解力要高于用生麦曲的，糖化产物也高于用生麦曲的；6 5 下，熟麦曲的糖化产物也要高于生麦曲；6 5 与3 0 糖化相比，开始时糖化速度要快于 3 0 ，但由于温度高，酶失活较快，使得后期生成产物的速度比3 0 慢，说明较低温度 能更好地保护醪液中各种酶的活力，能够在传统黄酒生产中达到边糖化边发酵的目的。 在传统发酵应用研究中，生麦曲三个力都低，它起发时间迟，发酵缓慢，不彻底； 熟麦曲三个力都较高，它起发时间早，且发酵较彻底；混合曲三个力都处于它们两者之 间，表现出它的发酵状况也处于它们中间。通过对生麦曲和熟麦曲进行一定混合配比作 糖化剂，可以酿造出与生麦曲所酿的酒风味相媲美的酒，为进一步改良传统工艺打下一 定基础。混合曲中生麦曲与熟麦曲8 ：2 的比例较佳。 在清液法发酵试验中，制作糖液阶段，混合曲利用了两者的优点，由它制作的糖液 的主要成分处于二者中间。在发酵过程中，熟麦曲、混合曲所制的糖液因营养较好，发 酵起发快，发酵较彻底。从成品酒质量比较，生麦曲所酿的酒感官质量较好；混合曲所 酿的酒由于吸取了它们的优点，故它的总体质量也更好。混合曲中生麦曲7 1 0 0 m l 、熟 麦曲2 9 ，1 0 0 m l 是一个较好的组合。为清液法中合理使用生麦曲、熟麦曲及新产品的开 发提供了科学依据。 关键词：黄酒生麦曲 熟麦曲糖化传统发酵清液发酵 江南大学硕士学位论文 a b s t r a c t c h i n e s er i c ew i n ef e r m e n t a t i o ni s3p r o c e d u r ea f f e c t e db ym a n yf a c t o r s y e a s ti st h em a i n d r i v i n gf o r c eo ff e r m e t a t i o n ，a n dk o j is a c c h a r i l i e ss t a r c h t h e r ea r es o m ek i n d so fe n z y m e si nk o j i ， m a i n i ya r el i q u e f y i n ga m y i a s e s a c c h a r i 母i ge n z y m e ，p r o t e o i y t i ce n z y m e t h ep o w e ro ft h e s et h r e e e n z y m e sc a ns t r a i g h t i ya f r e c tt h es a c c h a r i f i c a t i o na n df e r m e h t a t j o n k 0 j ic a nb ed e v i d e di d t ot w o “n d s ：r a wk o j ia n dc o o k e dm a t e r j a lk o j i t h r o u g hm e a s u r e m e to ft h ea c t i v j t yo ft h r e ee n 珂m e s ，a r e s u l ti sr e a c h e dt h a t t h r e ea c t i v i t i e so fc o o k e dm a t e r i a lk o j ia r ea uh i g h e rt h a nt h o s eo fr a wk o j j t h e p o w e ro fl i q u e f i c a t i o ni ss i it i m e s ，s a c c h a r 墒c a t i o ni st e “p e r c e n ta n dp r o t e o l y s i si st h r e et j m e sm o r e t h a t h a to f r a w k o j i a f t e rs a c c h a r j f y i n ga t3 0 a n d6 5 ，t h er e s u i t ss h o wt h a tt h es a c c h a r i f i e dp r o d u c to fu s i n g c o o k e dm a t e r i a lk o j j i sm o r et h a nt h a to fu s i n gr a wk o j i s a c c h a r i 母i n ga t6 5 i sf a s t e rt h a na t 3 0 a t t h eb e g i n i n g b u tt h ee n z y m ea c t i v i t ya l s oi o s 船f a s td u et oh i g ht e m p e r a t u r e ，a dt h en n a l p r o d u c tg e n e 阳t i o ns p e e di sm o r es l o w e li t i n d i c a t e st h a t l o w e rt e m p e n t u r ed o e sg o o dt oa c t j v i t yo f v a r i o u se n z y m e smt h em a s h 1 nt r a d i t i o a lp r o c 鹤sf e m 蜘t a t i o n ，r a wk o j il e a d st oab a ds t a r t ，l o wf e r m e n t a t i o ns p e e d ，a n d n o tat h o m u g he n d c o o k e dm a t e r i a lk o j ij u s “e a d st ot h eo p p o s i t e a n dt h em i x e dk o j ii sl i ei nt h e m i d d i eo ft h c m u s i n gk o j im i i e di nc e r t a i nr a t i oo fn wa n dc o o k e dm a t e r i a lk o j i ，c a np r o d u c e sr i c e w i n es i m j l a rt ot h a ti sm a d eo f o l yb ym wk o j i t h eb e s tr a t i oo f r a wa dc 0 0 k e dm a t e r i a lk o j ii s8t o 2 i tp a v e sar o a df o rr e f b n n i n gt r a d j t i o n a ip r o c e s s i nc l e a ri i q u i dp r o c e s sf e r m e n t a t i o n ，m i x e dk o j jt a k e st h ea d v a n t a g eo fb o t hk o j i sw h e nm a “n g c o n v e r t d em a s h a n dt h em a j o rc o s t i t u e t si sb e t w e e nt h a to fr a w2 n dc o o k e dm a t e r i a ik o j i ，t o o w h e ni tc o m e st of e r m e n t ，t h ec o v e r t e dm a s hm a d eb yc o o k e dm a t e r i a id dm i x e dk o j ig i v 。g o o d s t a r t sa n d t h o r o u g he n d s ，f o rt h e i rm a s h sc o n t a i nb e “e rn u t r i e n t b u tt h 。q u t yo fe n dp r o d u c tj 3 a n o t h e rs e q u e c e r i c ew i n em a d eb yr a wk o j ii sg o o d ，a n dt h a tb ym i x e dk o j ii se v e nb e “e li nt h j s p r o c e s st h eg o o dr a t i oi sr a wk o j iu s i n g7 0 la n dc o o k e dm a t e r i a lk o j iu s i g2 0 9 几t h i se x p er i m e t p r o v i d e sas c i e n t i f i cb a s et ot b ep r o p e ru s j “go fr a wa n dc o o k e dm a t e r i a lk o j i si nc j e ar l j q u i dp r o c e s s a n dl h ed e v e l o p m e n to fn e wp r o d u c t k e y w o r d s ：r i c ew i n e ；r a wk o j 吣c o o k e dm a t e r i a lk o j i ；s a c c h a r i 母；t r a d i “o n a lf e r m e n t a t i o n ；c i e a r l i q u i df e r m e n t a t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 签名：盔速速：日期：驴多年啦月f 日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规 定：江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名：盔速型， 导师签名： 日期：护z 年中月f 日 第一章绪论 1 1 立题背景和意义 第一章绪论 黄酒是以稻米、黍米、玉米、小米、小麦等为主要原料，经蒸煮、加曲、糖化、发 酵、压榨、过滤、煎酒、贮存、勾兑而成的酿造酒“1 。它是中国历史最悠久的传统酿造 酒，是世界三大古酒之一，其历史可追溯到龙山文化时期( 公元前4 0 0 0 年) 。作为中华 民族的特有酒种，它酒性柔顺，酒体丰满，酒味醇厚，体现了华夏民族的内在敦厚，寓 刚予柔的文化精神。它以色泽美妙，营养丰富，滋味独特而著称于世”3 。它氨基酸含量 丰富，种类达1 8 种之多，人体必需氨基酸含量最全，居各种酿造酒之首，其发热量高， 营养成分主要有糖、肽、氨基酸等低分子浸出物，还有b 族维生素、矿物质，易为人体 消化吸收，是营养价值极高的食品之一。1 。它又可一酒多用，既可饮用又可药用，还具 有烹饪调味和美容等功能。由于酒度低、耗粮少，是我国饮料酒发展方向，符合当今世 界饮酒时尚的发展潮流，被世人誉为“中华第一昧”，“东方名酒”u ，特别是绍兴酒， 以其独特的工艺，上乘的质量，醇厚的风味成为我国黄酒的代表，曾多次荣获国际金奖， 产品远销三十多个国家和地区，在国际上享有很高的声誉。 自古以来，黄酒一直处于小规模的作坊式生产，技术进步缓慢，劳动强度大，解放 后才逐步发展成工业化生产。改革开放以后，我国黄酒有了很大发展，产量不断增加， 企业生产规模不断扩大，科技水平也有了很大提高，实现了浸米、输米、蒸饭、酿造、 压榨、煎酒和灌装等工序的机械化或自动化，对笨重的制曲工艺也作了较大改进，使古 老的手工作坊式传统工艺逐步被现代化工厂所取代。“；又紧跟世界先进酿造技术，在 研究和吸收国外焙炒技术和。一液化发酵技术的基础上”一9 3 ，开发成功了焙炒酿造技术和 纯生黄酒酿造技术；对黄酒保健养生功能等进行了深层次基础研究“，发现了具有降低 血压，改善脑功能，增强记忆，抗焦虑、提高肝、肾机能等生理活性的物质y 一氨 基丁酸( g a b a ) ，还发现了黄酒含有酚类物质、生物活性肽、功能性低聚糖等成分，对 黄酒中活性肽的剖析，已达到分子级水平，使黄酒营养价值有了进一步的认识：在新品 开发方面也取得了定的成绩，目前，国内生产的新品黄酒，除会稽山绍兴酒有限公司 的“帝聚堂”黄酒外，其它公司的黄酒新品也取得了较好的发展，如：绍兴古越龙山的 “状元红”，上海冠生园的“和酒”，金枫的“石库门”上海老酒等等，都受到了人们普 遍欢迎，它们将共同推动整个黄酒行业不断向前发展。 目前我国黄酒企业已有8 0 0 多家，其中产量在5 0 0 吨以上，采用机械化生产的厂家 也在逐渐增多，黄酒总产量从解放初的不足5 万吨增加到现在的1 8 0 万吨，总产值达4 5 亿元，出口量占我国酒类出口的第二位。加入w t 0 有利于市场的拓展，如绍兴酒在2 0 0 4 年出口增加7 0 ，预示着我国黄酒市场将有着更广阔的前景。 曲被誉为“酒之骨”“，在黄酒生产过程中起着十分重要的作用，它不光具有糖化 发酵作用，而且对酒的品质影响也极大。目前黄酒生产用曲主要是生麦曲和熟麦曲。生 麦曲是一种传统制曲工艺，利用生料，以自然培养为主，它网络了自然界多种微生物， 坚塑查兰三堡堡主兰竺堡塞 形成了其独特的风格。在黄酒酿造应用中，所酿的酒香气较浓，口味醇厚，但存在进入 主发酵时间迟，发酵缓慢，残糖高，压榨困难，原料利用率低等缺点。熟麦曲是对生麦 曲生产工艺的继承和发展，利用熟料，接种纯种霉菌进行培养，生产出的曲与生麦曲有 所不同。在实际生产应用中，能够加快黄酒发酵，提高黄酒原料的利用率，但存在口感 较淡，杂味较重，与传统黄酒特有的风味有一定差别。故这两种曲在黄酒生产中都存在 优缺点。这些优缺点造成的原因至今还没有作系统研究；还有在生产应用上如何做到扬 长避短，使它们各自发挥自己的优势，克服缺点，把黄酒质量控制得更为理想，满足消 费者的需要，为经济建设服务。为此，本课题就是紧紧围绕这些方面和目的开展研究工 作。 1 2 课题研究内容 本论文试图通过对熟麦曲和生麦曲的特性研究，从充分发挥两种曲的优点为出发 点，使两者在传统黄酒生产中进行混合添加，以较佳的方案进行黄酒生产，促进黄酒质 量进一步提高；同时为了进一步开发黄酒新工艺新品种，在前人研究的基础上“如，对 清液发酵工艺中的加血采用熟麦曲、生麦曲、熟麦曲和生麦曲的混合曲分别进行研究， 找出较佳的用曲方案。 本论文主要围绕曲的特性进行以下几部分研究： l 、曲的性能研究：通过对熟麦曲和生麦曲中三种主要力( 液化力、糖化力和蛋白质分 解力) 的测定和感官比较，研究熟麦曲和生麦曲的特点。 2 、曲的糖化试验：通过不同温度下生麦曲和熟麦曲对米饭的糖化作用，测定在不同时 间下糖化成分的变化情况，研究曲在实际糖化过程中的特性。 3 、传统工艺中的应用试验：通过分别用熟麦曲、生麦曲、熟麦曲和生麦曲的混合曲在 传统工艺中的应用试验，研究它们对黄酒质量的影响，得出较佳的用曲方案。 4 、清液法新工艺的应用试验：通过分别用熟麦曲、生麦曲、熟麦曲和生麦曲的混合曲 在清液法新工艺黄酒的应用试验，比较各种理化数据、感官指标，研究较佳的用曲 方案。 第二章曲的性能测定 第二章曲的性能研究 2 1 前言 曲被誉为“酒之骨”，在黄酒生产过程中起着十分重要的作用。它主要有为黄酒生 产提供营养和风味两大功能。提供营养功能，就是通过曲中酶的作用，为酵母在生长繁 殖中提供营养和能量。曲中的酶包括淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶等酶类，而主要以淀粉 酶与蛋白酶为主如。淀粉酶把淀粉质原料分解成糊精、麦芽糖、葡萄糖等低分子糖类， 供酵母等微生物提供碳源及能量：蛋白酶包括酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶， 主要作用是分解蛋白质成肽和氨基酸等，从而为微生物的生长、繁殖提供营养物质，同 时，生成的产物也是影响形成黄酒风味的重要因素。提供风味功能就是曲本身的代谢产 物或前体物质，它们在生产过程中对酒的品质产生重要影响。 现在黄酒生产用曲主要是生麦曲和熟麦曲。由于所采用的工艺不同，这两种曲不论 是风味还是所产酶活力都有较大的不同，对黄酒生产和风味产生不同影响。如何使这两 种曲能够合理利用，就需要对曲的性能进行研究。首先从曲的第一大功能出发，进行液 化力、糖化力和蛋白质分解力测定；其次是对感官品质进行比较，分析不同曲生产的黄 酒风格为何有所不同的原因。由于曲的原料小麦存在一定的酶类，它是否对黄酒生产有 一定作用，我们也在这章一起进行分析和讨论。 2 2 材料与方法 2 2 1 材料 小麦：由本公司提供 生麦曲：由本公司提供 熟麦曲：由本公司提供 2 2 2 试剂与仪器 y p 型电子天平：上海分析仪器厂 7 5 2 n 紫外可见分光光度仪：上海精密分析仪器公司 p h s 一3 c 精密p h 计：杭州分析仪器厂 电热恒温水浴锅：上海医疗仪器厂 测三种力试剂和设备一套 2 2 3 试验方法 2 2 3 1 生麦曲制作 1 工艺流程 小麦 过筛，轧碎 加水拌曲成型堆曲奶 温培养 通风干燥成品 2 工艺操作 过筛：除去小麦中的泥、石块、秕粒和尘土等杂质，使麦粒整洁均匀。 轧碎：把小麦轧成3 4 片，呈梅花状。 江南大学工程硕士学位论文 加水拌曲：拌曲水分控制在2 5 左右。 成曲：先踏四周，再踏中间，踏实后，切成长2 5 c m 、宽1 8 c m 、厚5 c m 的曲块，静 止3 0 m i n 左右，进行堆曲。 堆曲：堆曲前曲室应打扫干净，并用石灰乳粉刷墙壁四周杀菌，在地面上铺上砻糠 及竹簟。堆曲时摆成丁字形，叠成两层，再在上面盖草包和竹簟保温。 保温培养：一般品温在1 0 2 0 h 以后开始上升，经4 0 5 0 h ，最高温度可达5 0 5 5 。品温升至高峰后，要注意做好降温工作，根据情况裁减保温物，适当开窗通风等。 此后，品温缓慢下降，一般入房后约经7 d ，品温可回降到室温。约经2 0 d ，麦曲已坚韧 成块，按井字形堆叠起来，让其降低残余水分和挥发杂味。 图2 一l 为生麦曲制作时的温度变化图。 6 0 5 0 p4 0 3 0 嚣2 0 l o 0 3 456 7 时间( d ) + _ 品温一- 一- 室温 图2 - l 生麦曲制作时的温度变化曲线 2 2 3 2 熟麦曲制作 1 工艺流程 配料+ 蒸料冷却接种叭曲池静止培养卜间歇通风 连续通风 ，干燥排潮出曲 2 工艺操作 配料和蒸料：要求每粒小麦轧碎成3 5 瓣，加4 0 左右烧开后的温水，拌匀后堆 积润料1 h ，然后上甑进行常压蒸煮4 5 m i n 。 冷却接种：蒸好后，降温至3 6 3 8 进行接种。种曲用量约为原料的o 4 左右， 用扬楂机打匀。接种后品温控制在3 3 3 5 。 入曲池：入池要求疏松均匀，以利通风。入池完毕，曲料品温要控制在2 8 3 0 ， 料层厚度为2 5 3 0 c m 。 静止培养：自接种后最初1 0 h 左右，室温控制在3 0 3 2 ，曲料品温在2 8 3 2 ， 相对湿度控制在9 0 9 5 。 问歇通风：当室温提高到3 4 时，用最小风量通室内循环风，整个曲箱品温一致 后停机保温培养。以后每隔2 h 左右，用同样方法通风一次。这期间的品温控制在3 0 3 3 ，不超过3 4 ，同时要注意保湿在9 0 以上。 4 一一 笙三里些塑丝盟型塞 连续通风： 经间歇通风培养后应开始连续通风，使品温在3 8 左右，不得超过 4 0 。还要注意风从曲的裂缝中逃逸，应及时进行压板。 干燥、排潮、出曲：在后期要及时提高室温到3 5 ，使品温控制在3 7 3 9 ，开 窗通风，以利排潮。一般从进箱到出曲时间达3 8 4 0 h ，要及时出房，以利酶最多积累。 2 2 3 3 分析方法 1 由于制曲工艺控制比较开放，使每批曲中的液化力、糖化力和蛋白质分解力这三大 力在制作过程中都有一定波动，因此，测定时，采用5 批平均值进行结果分析。 2 液化力测定 液化力：每克曲在3 0 作用l h 所能液化淀粉的克数，以g g h 计。 3 糖化力测定“” 糖化力：每克曲在3 0 糖化l h 所产生的葡萄糖毫克数，以m g g h 计。 4 蛋白质分解力测定： 图2 2 是4 0 时酪氨酸一0 d 值标准曲线。 o 7 0 6 0 - 5 型0 4 。0 3 o 2 0 1 o o1 02 0 3 0 4 05 06 0 酪氨酸( u g m 1 ) 图2 2 酪氨酸一0 d 值标准曲线 y = 0 o 1 0 2 xr 2 = 0 9 9 8 5k = 9 8 o l 7 0 蛋白质分解力：每克曲在4 0 每分钟分解酪蛋白为酪氨酸的微克数，以腿g m i n 计。 样品处理：l o g 绝干曲加p h 3 o 乳酸一乳酸钠缓冲液5 0 m 1 ，在：o 下保温，每隔1 5 m i n 搅拌一次，1 h 后过滤备用。测定方法“5 1 2 3 结果与分析 2 3 1 液化力 表2 1 生麦曲、熟麦曲和小麦的液化力 生麦曲 熟麦曲 小麦 液化力( g g h ) 26 7 1 6 坚室查兰三堡堡主兰堡堡苎 从表2 1 所测结果可以发现：生麦曲液化力在2 6 7 9 g h 左右：熟麦曲液化力最高， 为1 6 9 g h 左右，是生麦曲液化力的6 倍；小麦中的液化力几乎没有。 熟麦曲的液化力比生麦曲高得多的原因主要有两个方面：一是菌种；二是工艺。首 先是菌种，生产熟麦曲是采用纯种培养，菌种采用苏1 6 ，它是米曲霉，具有产较高液化 酶能力。其次是工艺，一般糖化菌生长适温在3 0 3 7 ，4 0 时生长能力衰退，超过 4 5 则停止生长。在整个熟麦曲制作过程中，操作条件都遵循着这个规律在控制，如投 料时温度在3 3 3 5 ，水分在4 0 左右，曲室湿度在9 0 以上，使曲霉孢子容易发芽 生长“，并且在整个培养过程中，温度控制在4 0 以下，按曲霉繁殖规律，以静止、 间歇、连续的方式给曲霉通风，保证曲霉生长产霉的需要，故所产的液化酶活力就比较 高；而生产生麦曲的是采用自然开放式培养，它从空气、水、场地、小麦表皮和粉尘中 网络了多种大量的微生物，有曲霉、根霉、毛霉等微生物”1 ，这些微生物受遗传因素和 所处温度、水分、p h 值等条件的影响，它们相互作用，相互影响，以最经济的代谢方式 进行自身的生长繁殖需要。生麦曲在具体制作过程中，由于水分只有2 5 ，培养温度最 高可达5 0 以上，培养时间又长，因此，总体上使所产的液化力比熟麦曲要低。 2 3 2 糖化力 2 3 2 1 糖化力 表2 2 生麦曲、熟麦曲和小麦的糖化力 表2 2 从所测的结果可以发现：生麦曲的糖化力8 4 0 m g g h 左右；熟麦曲的糖化力 9 5 0 m g 儋h 左右；小麦的糖化力7 5 0 m g g h 左右。生麦曲糖化力比小麦糖化力只提高1 0 左右，熟麦曲糖化力则比小麦糖化力提高2 5 左右。 小麦中虽没有液化力，但存在丰富的b 淀粉酶“”。p 一淀粉酶只能水解a 一1 、4 一 糖甙键，从淀粉链非还原性一端开始，依次切下个麦芽糖分子，故j 、麦存在一定的糖 化力。当b 一淀粉酶作用于直链淀粉时，可将其全部水解为麦芽糖；当作用于枝链淀粉 时，也是从各分枝的非还原性一端开始，依次切下一个麦芽糖，但切到。一l 、4 一糖甙键 的分支处，就停止不前，无法超过过去了，因此作用结果，分枝的直链部分水解成麦芽 糖，两分枝点附近及其内侧不能水解而残留下界限糊精。如果用小麦对米饭进行糖化， 由于米饭中枝链淀粉特别多( 特别是糯米的枝链淀粉几乎l o o ) ”1 ，又没有液化力，将 会表现出小麦对米饭的糖化速度非常缓慢。 2 3 2 2 制生麦曲时糖化力变化及组成分析 我们从表22 中还发现，生麦曲的糖化力比小麦提高不多。这其中的原因极其复杂。 跟踪测定了5 批糖化力，制作了生麦曲糖化力变化曲线，见图2 3 。 第二章曲的性能测定 1 0 0 0 童8 0 0 、6 0 0 r4 0 0 鳃2 0 0 0 o5l o1 52 02 5 时问( d ) 图2 3 生麦曲糖化力变化曲线 从图2 3 可以发现，在生麦曲制作过程中，开始阶段糖化力基本不变，只有到6 d 以后，糖化力才有小幅升高，大约到了1 5 d 以后，糖化力有缓慢下降的趋势。整个糖化 力变化不大，只在7 5 0 9 0 0 m g g h 之间变化。 我们从图2 3 糖化力变化曲线结合图2 一l 温度变化曲线，可以推断出生麦曲的糖化 力主要有以下几部分组成： 1 生麦曲的糖化力部分是小麦中0 一淀粉酶的残留。因为小麦中具有丰富的b 一淀粉酶。 由文献口1 记载，麦芽、甘薯、大豆粕中0 一淀粉酶的最适温度在6 0 6 5 ，钝化温度为 7 0 ；又由文献“”把甘薯与小麦中的p 淀粉酶归于同一类。而生麦曲制作时的制作温 度一般最高都控制在5 5 以下，说明b 淀粉酶在这样条件下的热稳定性还比较好，而 且黄酒生麦曲制作时的水分与白酒大曲制作时的水分相比较低。低水分下，酶不易失活， 使b 一淀粉酶得以部分保存。还由文献“”在研究生麸曲糖化力比熟麸曲糖化力高的原因 时，把生麸曲糖化力高认为是麸皮中b 淀粉酶部分保存有关。这从另一个角度说明生 麦曲中有部分b 一淀粉酶存在，也就丰富了生麦曲中酶系的丰富性和复杂性，这是使用 生麦曲能生产出黄酒质量较好的原因之。 2 从图2 3 还可以看出，从培养约第6 、7 d 起，糖化力有小幅升高，说明生麦曲的糖 化力有部分是通过微生物的分泌产生的。自然开放式培养，由于水分浸渍、较高温度维 持等原因，势必使原料麦中的b 一淀粉酶活力被部分失去，但又往往通过培养霉菌、细 菌等微生物分泌酶加以补充，使制得的麦曲糖化力得到补充并有所提高。 所以，生麦曲的糖化力是由小麦中b 一淀粉酶的部分残留以及培养过程中微生物分 泌的结果。 2 3 2 3 制熟麦曲时糖化力变化及组成分析 从图2 4 可以发现，熟麦曲采用的纯种工艺生产，开始时曲霉处于静止期，糖化力 只是缓慢上升，1 2 h 后，曲霉到了生长旺期时，糖化力则快速上升，到了培养后期，由 于曲霉的生命活动过程逐步停滞，呼吸也不旺盛，开始生成孢子柄及分生孢子，曲中积 累的酶也达到最高蜂。 从熟麦曲制作工艺中可以发现，由于熟麦曲在制作过程要通过蒸煮，近1 h 的蒸煮 7 坚堕查堂三堡堡主堂堡丝苎 使小麦中的b 一淀粉酶完全失活，必须通过曲霉近4 0 h 培养，由益霉自身分泌积累，使 熟麦曲的糖化力达到9 6 0 m g g h 左右。 故熟麦曲的糖化力是通过曲霉自身分泌积累而成的。 2 暑 畏 基 器 05 2 3 3 蛋白质分解力 1 01 52 02 53 03 54 0 时间( h r ) 图24 熟麦曲糖化力变化曲线 表2 3 生麦曲、熟麦曲和小麦的蛋白质分解力 由表2 3 得出：生麦曲中的蛋白质分解力3 0 垤g m i n 左右；熟麦曲分解力1 0 0 g m i n 左右，熟麦曲中的蛋白质分解力是生麦曲的3 倍左右；小麦中的蛋白质分解力几乎 没有。 从表23 可得出，不论是生麦曲还是熟麦曲，蛋白质分解力都是经过培养，由微生 物分泌得到。但由于生麦曲是多菌种培养，其中曲霉、毛霉、根霉、细菌等微生物都有 产蛋白酶的能力，因此，生麦曲的蛋白质分解力是多菌种的产物。而且在培养过程中， 受到培养条件的影响，如图2 一l 可以看出，培养温度长时间在5 0 以上，但5 0 以上 蛋白酶的稳定性一般都比较差，因此影响了它的分泌和积累，使生麦曲的蛋白质分解力 比较低。 熟麦曲采用米曲霉纯种培养。米曲霉培养适温3 7 ，是容易产蛋白酶的微生物之一， 具有较强的蛋白分解力“。它在培养过程中，按照它所需的温度、湿度和需氧量进行控 制，把它控制在较佳产酶条件，不光它的液化力、糖化力都比较高，而且它的蛋白质分 解力也比较高。 2 3 4 感官分析 从表2 4 可以发现，制作生麦曲时，由于经过曲霉直接利用小麦中的淀粉繁殖生长， 分泌出一定量的淀粉酶、糖化酶和蛋白酶等酶类。液化酶、糖化酶等促进了把小麦淀粉 分解成低聚糖和三糖、二糖和单糖，蛋白酶把小麦中的蛋白质部分分解成肽和氨基酸等 姗 啪 枷 姗 。 笙三主些堕丝! ! 型塞 等，促进了微生物的生长繁殖，使它们分泌出更多更丰富的酶类和代谢产物或前体产物， 这些代谢产物有好大部分是较强的风味物质，再加上在制曲过程中温度控制得比较高， 促进了糖类与蛋白质、氨基酸等物质进行美拉德反应，使生麦曲具有带氨基酸香的浓郁 曲香：又在如此高的温度下，再加上维持时间较长，使小麦表皮中的阿魏酸逐步释放， 在微生物的作用下生成香草醛、香草酸、香草酸酯、4 一乙基愈创木酚、4 一甲基愈创木酚、 愈创木酚、4 一乙烯基愈创木酚等酚类化合物汹1 ，这些都构成了生麦曲的曲香，对黄酒香 味起着极重要的作用。 表2 4 生麦曲、熟麦曲和小麦的感官对比表 熟麦曲是纯种曲，在风味上同浓郁香味的生麦曲相比，熟麦曲的香味是一股清香味， 这是不同曲种、不同工艺所导致的结果。生麦曲生产特点是开放式、高温、低水分、长 时间培养。熟麦曲生产特点是纯种、低温、高水分、多通风、短时间培养。生麦曲培养 温度高，美拉德反应强烈，存在浓郁香味；熟麦曲培养温度低，美拉德反应不强烈，产 生的曲香呈清香，在酿制黄酒时赋予黄酒特有的香味不明显。 熟麦曲生麦曲 图2 5 熟麦曲和生麦曲普通照片 这种差别在其它感官方面也能看出，生麦曲表皮金黄，断面白色或白褐色，菌丝较 稠密，但分生孢子较少。熟麦曲则由于纯种培养，培养温度在它的适合温度下，熟麦曲 的菌丝粗壮，分生孢子较多，使曲的颜色稍带黄绿色。 从照片上也可以比较得到：见图2 5 、2 6 从图2 5 可见，熟麦曲由于分生孢子较多，表现出曲颜色呈浅黄绿色；生麦曲则由 于菌丝较少，曲块是黄中透白。 江南大学工程硕士学位论文 熟麦曲生麦曲 图2 6 熟麦曲和生麦曲电镜照片 从图2 6 电镜照片进一步可发现，熟麦曲中菌丝既丰富又较粗，孢子囊明显；而生 麦曲中的菌丝则较少，还可能有酵母出现。 2 4 结论 结合本章测定分析得出以下结论： 1 熟麦曲与生麦曲相比，熟麦曲三种力都比生麦曲高。糖化力比生麦曲高l o ，液化 力比生麦曲高6 倍左右，蛋白质分解力比生麦曲高3 倍左右。 2 熟麦曲三种力主要由曲霉分泌得到的。生麦曲三种力情况比较复杂，液化力、蛋白 质分解力主要是由多种微生物分泌得到，糖化力部分是由霉菌、细菌等微生物分泌， 部分是原料中b 一淀粉酶残留。 3 两种曲不但三种力不一样，而且感官也不一样。熟麦曲淡绿色香味清淡；生麦曲 表皮金黄，断面白色或白褐色，香气浓郁。 4 原料小麦有一定的糖化力，但没有液化力，蛋白质分解力也几乎没有，它不适合用 作糖化剂，故只能通过培养由微生物分泌出各种酶而制成的曲才能作为酿造黄酒的 糖化剂。 第三章曲的糖化试验 第三章曲的糖化试验 3 1 前言 第二章我们直接测定和分析讨论了曲中的液化力、糖化力、蛋白质分解力和感官风 味。从分析结果看，生麦曲与熟麦曲相比，生麦曲的糖化力只比熟麦曲低些，液化力和 蛋白质分解力比熟麦曲要低得多，却生麦曲的感官特征与熟麦曲也大不一样。尽管如此， 两种曲在实际生产中的糖化作用究竟如何，还没自作进一步研究。为此，在这一章里， 我们将从传统黄酒生产出发，在3 0 下研究生麦曲和熟麦曲对米饭的糖化作用。通过测 定糖化过程中液化力、糖化力和蛋白质分解力的变化，以及糖化产物如总糖、还原糖、 氨基氮、总酸、p h 值的变化，进一步研究生麦曲和熟麦曲在传统黄酒酿造中各自的糖化 特点。 淡爽型黄酒是目前正在兴起的新型黄酒之一。它有许多种生产工艺，其中清液法是 其中的工艺之一。由文献报道“，在研究曲的糖化作用时，考虑到曲中有各种酶，为了 使各种酶能较好的发挥作用，通过对各种糖化温度的结果比较，得出糖化温度在6 5 时 对糖化最有利，但她没有对生、熟麦曲进行糖化工艺的比较研究。为此，在本章中，我 们在此工艺的基础上，用生麦曲和熟麦曲在6 5 下进行糖化研究，通过测定总糖、还原 糖和氨基氮的生成情况，从而分析生麦曲和熟麦曲在此温度下的糖化效果。 3 2 材料与方法 3 2 1 材料 除米饭由本公司提供外，其他同2 2 1 3 2 2 试剂与仪器 同2 2 2 3 2 3 试验方法 3 2 3 1 传统工艺糖化醪制作 酸度1 5 9 l0 1 m p a ，3 0 m i n 3 0 ，6 h l o o g 米浸渍+ 蒸煮+糖化，糖液 水2 5 0 m l ，曲1 5 9 糖化温度确定：根据传统黄酒酿造工艺特点，一般把培养温度控制在3 0 左右，为 此，我们在试验中也把糖化温度控制在3 0 。 糖化时间确定：不论是生麦曲还是熟麦曲，它们都含有细菌等微生物。在3 0 糖化 条件下，随着糖化时间的延长，势必会在糖化醪中繁殖，会影响测定结果，故根据经验， 确定6 h 作为糖化时间比较好。 曲：分别为生麦曲和熟麦曲。 3 2 3 2 清液法糖化醪制作 江南大学工程硕士学位论文 4 h 0 1 m p a ，3 0 m i n 3 0 ，6 h l o o g 米浸渍蒸煮+糖化 糖液 水2 5 0 m l ，曲1 5 9 曲：分别为生麦曲和熟麦曲 3 2 3 3 分析方法 1 取样方法 传统工艺：在糖化过程中，每隔3 0 m i n 分别测定液化力、糖化力、蛋白质分解力、 总糖、还原糖、氨基氮、总酸和p h 值。 清液法：在糖化过程中，每隔l h 测定总糖、还原糖和氨基氮。 2 测定方法 液化力测定：吸取2 淀粉溶液l o m l 于试管中，加水3 5 m l ，置于3 0 恒温水浴锅里 预热5 m i n ，从滤液中吸取5 m l 糖化液于试管中，立即计时。其余测定方法按“，单位 以g m l h 计。 糖化力测定：从滤液中吸取5 m l 进行测定。其余测定方法按“，单位以m g m l h 计。 蛋白质分解力测定：为使传统黄酒生产中蛋白质分解力测定更符合生产实际，故在 糖化试验中测定蛋白质分解力时设定温度为3 0 。其余则按方法“，单位以m 1 m i n 计。 总糖测定o “ 还原糖测定“” 氨基氮测定 总酸测定 p h 测定：首先校正好p h 计，然后把复合电极置于糖化醪中直接测定。 3 3 结果与分析 3 3 13 0 时曲对米饭的作用 曲中含有多种微生物和酶，酶主要是淀粉酶、糖化酶和蛋白酶。这里主要测定了液 化力、糖化力和蛋白质分解力活力的变化情况，以及总糖、还原糖、总酸、氨基酸和p h 值的变化情况。 3 3 1 1 酶活变化 1 液化力变化 从图31 可以发现，两种曲由于开始时曲中的酶不能很快溶出，因此醪液中表现出 液化力不是最高，要到l h 后才能达到最高峰。液化力最高：生麦曲为1 5 9 m l h ，熟 麦曲为3 o g m 】h ，以后随着糖化时间延长和p h 值及产物积累构成的反馈抑制作用， 表现出液化力逐渐下降。 从图3 一l 还可以发现，由于熟麦曲比生麦曲的液化力要高整个糖化过程中液化力 始终比生麦曲高，而且熟麦曲液化力下降速度要比生麦曲慢，这就会帮助曲中的糖化酶 笙三里些塑塑些堕堕 更好地糖化米饭，从这里就可推断出用熟麦曲糖化将比生麦曲要彻底。 叠 二 3 r 芒 疑 t = = _ _ ：二= = = 0511 522 533 544 555 56 时间( h ) 2 糖化力变化 6 0 ；5 0 4 0 ? 3 0 量2 0 磬1 0 0 + 生麦曲+ 熟麦曲 图3 一l3 0 时曲作用于米饭液化力变化曲线 0 5l1 522 533 544 555 56 时间( h ) + 生麦曲+ 熟麦曲 图3 23 0 时曲作用于米饭糖化力变化曲线 从图3 2 可以看出，两种曲由于开始时曲中的酶不能很快溶出，因此醪液中表现出 糖化力不是最高，要到l h 后才能达到最高峰。糖化力最高：生麦曲为4 5 m g m l h ，熟 麦曲为5 0 m g m 1 h ，以后随着糖化时间延长和产物积累构成的反馈抑制，表现在糖化力 都有缓慢下降的趋势。 从图3 2 还可以发现，由于熟麦曲比生麦曲的糖化力高些，整个糖化过程中糖化力 始终比生麦曲高，而且糖化力下降速度熟麦曲要比生麦曲慢些，它表明用熟麦曲糖化比 较彻底。 3 蛋白质分解力变化 从图3 3 可以发现，同样，两种曲由于开始时曲中酶不能很快溶出，因此醪液中同 样表现出开始时蛋白质分解力不是最高，要到1 h 后才能达到最高峰。蛋白质分解力最 高：生麦曲为l 6 8 m 1 m i n ，熟麦曲为4 6 4 m l m i n ，以后随着糖化时间延长和 p h 值及产物积累构成的反馈抑制的作用，表现出蛋白质分解力逐渐下降。 l3 江南大学工程硕士学位论文 从图3 3 还可以发现，由于熟麦曲比生麦曲的蛋白质分解高得多，整个糖化过程中 熟麦曲的蛋白质分解力始终比生麦曲高，它将使饭中的蛋白质能够较快较多分解成各种 肽和氨基酸等，促使酵母能够快速生长和发酵。 蒸 o 0 5 l 1 5 22 53 3 544 555 56 时间( h ) + 生麦曲+ 熟麦曲 图3 33 0 时曲作用于米饭蛋白质分解力变化曲线 3 3 1 2 糖化产物变化 1 总糖变化 曲中液化力、糖化力的多少，决定了总糖变化的快慢。熟麦蓝与生麦曲相比，熟麦 曲中液化力、糖化力比生麦曲要高，这不但从上述液化力、糖化力变化曲线中已经得到 证实，而且从它所生成的总糖上也得到了证实。图3 4 ，很明显地表现出，由于熟麦曲 液化力、糖化力比较高，表现出在糖化过程前期，它的总糖生成比生麦曲快得多，但随 着糖化过程的进行，它的总糖生成速度逐渐缓慢。生麦曲的总糖生成也存在这样的过程， 前期总糖生成速度快。而且从图中还可以发现，熟麦曲糖化的总糖比生麦曲要高，这为 醪液中糖化酶等酶类把小分子糊精进一步分解成小分子糖类创造了条件。它意味着用熟 麦曲作为糖化剂将能使米饭得到彻底糖化，也意味着在发酵过程中，使酵母能够加快生 长繁殖，但这样会造成酒中低分子糊精、低聚糖等低分子糖含量减少，对酒的质量带来 不良影响。 第三章曲的糖化试验 2 0 笔 墨1 5 高 囊l o 珀 2 还原糖变化 1 0 喜s 呈6 e 磬4 觜z 0 33 544 55 5 56 时间( h ) + 生麦曲+ 熟麦曲 图3 43 0 时曲作用于米饭总糖变化曲线 0 511 522 533 544 ! 时问( h ) + 生麦曲+ 熟麦曲 图3 53 0 时曲作用于米饭还原糖变化曲线 曲中的液化力、糖化力的高低也决定了还原糖生成速度的快慢和总量的多少。从图 3 5 及上述糖化力变化可以发现，由于熟麦曲的液化力、糖化力比生麦曲高，表现在它 的还原糖生成速度比生麦曲还原糖生成速度要快，在糖化过程中将能较快地把米饭中淀 粉糖化，这为酵母繁殖缩短静止时间，加快生长提供了有利条件，从而将影响发酵进程。 但若控制不当，将会使糖化速度过快，容易使醪液中的糖分积累过多，醪液渗透压增高， 抑制酵母生长；并且过度的糖化，还会造成酒中低聚糖含量偏低，固形物偏低，容易造 成所酿的酒不够醇厚。 生麦曲由于液化力、糖化力较低，而且酶系复杂，使得它在糖化时比较缓慢，能够 在发酵过程中较多保留小分子糊精、低聚糖等，使酿制的酒口感较醇厚。 3 氨基氮变化 江南大学工程硕士学位论文 o 511 522 533 5 时间( h ) + 生麦曲+ 熟麦曲 图3 63 0 时曲作用于米饭氮基氮变化曲线 从图3 6 中可发现，总体上氨基氮也是在头l h 变化最快，这也说明了曲中蛋白质 分解力在头l h 时活力最强，以后则由于受到环境条件的限制，氨基氮变化比较缓慢。 从图3 6 中还可发现，曲不一样，氨基氮变化还是有一定的差别。熟麦曲蛋白质分 解力比生麦曲要高，因此一开始就表现出生成的氨基氮比生麦曲要高，以后也是由于蛋 白质分解力比生麦曲高，使得熟麦曲氨基氮生成量有比生麦曲来得快的趋势。氨基氮含 量高可以为酵母提供足够的营养，促进酵母生长繁殖，保证发酵正常进行。但氨基氮过 高，一则容易造成酒中的高级醇含量高，对人体不利：二则由于氨基酸风味的复杂性， 还会使酒中的苦涩味增强。 4 总酸变化 4 三3 芸z 踊1 o 3354 4 555 56 时间( h ) + 生麦曲+ 熟麦曲 幽3 73 0 时曲作用f 米饭总酸娈化曲线 从图3 7 可见，总酸在开始l h 升得比较快外，其余时间都比较缓慢。这里有两个 原因：一是开始时由于曲中的酶活力都比较