生麦曲对黄酒发酵试验的影响

生麦曲对黄酒发酵试验的影响

黄酒是中国特有的传统葡萄酒种类之一。这是世界上最古老的饮料之一。黄酒营养丰富而且齐全,素有“液体蛋糕”的美誉,且因其独特的风味特性而受到消费者的青睐。而作为黄酒配料的生麦曲,其主要功用是给黄酒的酿造提供多种需要的酶(主要是糖化酶),而且在制曲过程中,生麦曲内积累的多种微生物代谢产物,也给黄酒以独特的风味。国内对黄酒麦曲的研究集中在黄酒麦曲的糖化特性研究和麦曲主要霉菌的分子鉴定与分类,本实验通过发酵落罐时添加不同量的生麦曲,跟踪检测发酵过程中发酵液的常规理化指标、香气成分和氨基酸,旨在定量研究不同添加量的生麦曲对黄酒酿造理化指标、香气成分和氨基酸的影响。1材料和方法1.1氨基酸测定方法糯米:市售;生麦曲、酒母:公司自制。气相检测试剂:无水酒精和NaCl为A.R.级,其余标样均为GC级。液相检测数据:AccQ·Flour衍生试剂(包括AccQ·Flour缓冲液、AQC衍生粉末(2A)、稀释液(2B))(Waters公司),AccQ·TagA浓液(Waters公司),17种氨基酸标准试剂(Waters公司);色谱纯乙腈(美国Sigma-Alrich公司);纯净水(娃哈哈);色氨酸和γ-氨基丁酸标样(Sigma公司)。1.2顶空进样器hp-7749e气相色谱仪为Agilent6890N;色谱柱DB-WAX30m×0.32mm×0.25μm;顶空进样器HP-7694E;液相色谱仪为Waters2695色谱系统,Waters2996二级管阵列检测器,WatersAccQ·Tag专用柱(3.9mm×150mm,4μm),保护柱(3.9mm×20mm,4μm);小型发酵设备(50L)。1.3发酵工艺试验发酵投料时分别添加8%、12%和16%的生麦曲(以生麦曲占原料米的比例计),发酵开始后每隔几天取发酵醪经纱布过滤后检测酒精度,再将滤液用滤纸过滤,检测发酵液的总酸、氨基酸态氮、挥发性香气成分和游离氨基酸。发酵时间均为15d,最高温度控制在30℃左右,试验配方见表1。挥发性香气成分:采用毛细管气相色谱并结合自动静态顶空进样技术。游离氨基酸成分:采用AccQ·Tag柱前衍生法结合高效液相色谱分析。理化指标:检测方法参见国标GB/T13662-2008。2结果与分析2.1生麦曲添加量对酒精发酵的影响从图1A可以看出,生麦曲添加量多的在发酵初期产酒精的速度明显较快,可能是生麦曲添加量多的发酵液中液化酶和糖化酶的浓度较高,分解淀粉产生可发酵糖的速度更快。发酵结束时,生麦曲添加量为8%的酒精度是17.8%vol,添加量12%和16%的酒精度分别为17.9%vol和18.1%vol,这说明随着生麦曲添加量的增加,发酵液中糖化酶和液化酶的浓度增加,原料被分解得更彻底,产生的酒精会略有增加,但增加幅度不明显。酸是黄酒酒体的重要组成部分,黄酒中的酸以有机酸的形式存在,有机酸一部分来自于原料、曲、酒母和水,另一部分是在投料后由于微生物的活动所产生的。从图1B可以看出,生麦曲添加量多的在发酵初期总酸就较高,发酵结束时生麦曲添加量为16%的总酸为4.97g/L,分别是生麦曲添加量为12%和8%总酸的1.092倍和1.153倍,这可能是由于生麦曲中引入或带入的微生物较丰富,主要有霉菌、细菌及少量酵母菌,生麦曲添加量多的发酵液中杂菌含量较高,微生物代谢产酸就较多。黄酒的发酵过程是动态过程,其氨基酸含量变化也是动态过程,一方面酵母生长发酵消耗部分氨基酸,另一方面,麦曲中所含的蛋白酶不断水解蛋白质成为氨基酸,发酵后期,酵母等自溶后内容物析出,氨基酸含量增加。从图1C可以看出,生麦曲添加量多的氨基酸态氮含量初期就较高,并且在发酵过程中氨基酸态氮增加较快,发酵结束时,生麦曲添加量为16%的氨基酸态氮为0.74g/L,是生麦曲添加量为12%的1.346倍,是生麦曲添加量为8%的1.850倍。究其原因,一方面小麦中蛋白质的含量较大米高;另一方面生麦曲量添加量多的发酵液中蛋白酶活力较高,水解蛋白质产生的氨基酸态氮就较多。2.2萃取香料2.2.1发酵初期生麦曲添加量的变化黄酒香气成分中醇类物质主要是苯乙醇、异丁醇、异戊醇、仲丁醇等,尤其是含量较多的β-苯乙醇,具有清甜蜜样的香气。甲醇的浓度和乙醇浓度一样随着发酵过程进行缓慢上升,其他高级醇类物质主要是在发酵阶段产生的,在第2d即达到一个顶峰。从表2可以看出,甲醇、正丙醇和正丁醇的浓度随着生麦曲添加量的增加而缓慢上升。β-苯乙醇和异丁醇的浓度与生麦曲的添加量关系不大,由图2可知,在发酵初期生麦曲添加量为12%和16%的发酵液中β-苯乙醇的浓度明显比生麦曲添加量为8%发酵液中β-苯乙醇的浓度高,这可能是由于酿造过程中β-苯乙醇主要由酵母生长代谢产生,生麦曲添加量高的发酵液中氨基酸浓度高,在发酵初期酵母繁殖较快,代谢产生的β-苯乙醇浓度较高,之后β-苯乙醇的浓度有一个明显的下降的趋势又缓慢上升,具体变化机理还有待研究。在发酵结束时β-苯乙醇的浓度基本相同。2.2.2不同发酵过程中合成醛类物质的变化由表3可以看出,醛类的变化趋势则和醇类完全相反,发酵刚开始时醛类物质都很高,随着发酵过程的进行,醛类被逐渐消耗,降到很低的浓度。黄酒香气成分中醛类物质主要是乙醛、少量的异丁醛以及乙醛与乙醇缩合成的乙缩醛,具有清纯的果香味,也是黄酒的陈香气。从实验中看,醛类物质的浓度基本与生麦曲添加量关系不大。2.2.3生麦曲添加量黄酒的香气成分中酯类主要是乳酸乙酯、乙酸乙酯、甲酸乙酯和丙酸乙酯,其共同形成一种果香气,即黄酒越陈越香的气味。从图3可以看出,乙酸乙酯和乳酸乙酯的浓度随着发酵的进行逐渐增加,且发酵结束时,其浓度随着生麦曲添加量的增加而升高。这可能是由于黄酒中有机酸含量最高的是乙酸、乳酸和琥珀酸,其次为草酸、酒石酸和苹果酸,含量最低的是丙酮酸、α-酮戊二酸和柠檬酸,从总酸的趋势图可以看出,生麦曲添加量高的总酸较高,即发酵液中乙酸和乳酸的含量较高,从而促进了乙酸和乳酸酸与乙醇的酯化反应,产生了较高浓度的乙酸乙酯和乳酸乙酯。而其他的酯类物质(如甲酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸异戊脂和丙酸乙酯)的浓度本来就较低,由表4可以看出,其浓度与生麦曲添加量的关系不大。2.3最佳氨基酸的确定黄酒中含有21种氨基酸,其中包括有特种未知氨基酸,而人体自身不能合成必须依靠食物摄取的8种必需氨基酸黄酒都具备,故被誉为“液体蛋糕”。黄酒中的氨基酸是黄酒中重要的风味物质,不同的氨基酸呈甜、苦、鲜、酸、咸等味道,赋予了黄酒独特的口味;同时为微生物生长繁殖提供了丰富的氮源;是黄酒色泽的重要来源。由表5可以看出,游离氨基酸类物质的浓度基本和理化检测的氨基酸含量一样,随着生麦曲添加量的增加而增加,浓度增加比较多的分别是丙氨酸、精氨酸、组氨酸、脯氨酸和谷氨酸。3生麦曲检测成分3.1实验通过定量研究得出,不同添加量的生麦曲对常规理化指标影响较大:酒精浓度随生麦曲添加量增加而升高,但增加幅度不明显;总酸随着生麦曲添加量增加而升高;氨基酸态氮随着生麦曲添加量增加而升高最为明显。3.2从挥发性香气成分检测上看,醇类物质