生麥曲對黃酒發(fā)酵試驗(yàn)的影響

生麥曲對黃酒發(fā)酵試驗(yàn)的影響

黃酒是中國特有的傳統(tǒng)葡萄酒種類之一。這是世界上最古老的飲料之一。黃酒營養(yǎng)豐富而且齊全,素有“液體蛋糕”的美譽(yù),且因其獨(dú)特的風(fēng)味特性而受到消費(fèi)者的青睞。而作為黃酒配料的生麥曲,其主要功用是給黃酒的釀造提供多種需要的酶(主要是糖化酶),而且在制曲過程中,生麥曲內(nèi)積累的多種微生物代謝產(chǎn)物,也給黃酒以獨(dú)特的風(fēng)味。國內(nèi)對黃酒麥曲的研究集中在黃酒麥曲的糖化特性研究和麥曲主要霉菌的分子鑒定與分類,本實(shí)驗(yàn)通過發(fā)酵落罐時(shí)添加不同量的生麥曲,跟蹤檢測發(fā)酵過程中發(fā)酵液的常規(guī)理化指標(biāo)、香氣成分和氨基酸,旨在定量研究不同添加量的生麥曲對黃酒釀造理化指標(biāo)、香氣成分和氨基酸的影響。1材料和方法1.1氨基酸測定方法糯米:市售;生麥曲、酒母:公司自制。氣相檢測試劑:無水酒精和NaCl為A.R.級,其余標(biāo)樣均為GC級。液相檢測數(shù)據(jù):AccQ·Flour衍生試劑(包括AccQ·Flour緩沖液、AQC衍生粉末(2A)、稀釋液(2B))(Waters公司),AccQ·TagA濃液(Waters公司),17種氨基酸標(biāo)準(zhǔn)試劑(Waters公司);色譜純乙腈(美國Sigma-Alrich公司);純凈水(娃哈哈);色氨酸和γ-氨基丁酸標(biāo)樣(Sigma公司)。1.2頂空進(jìn)樣器hp-7749e氣相色譜儀為Agilent6890N;色譜柱DB-WAX30m×0.32mm×0.25μm;頂空進(jìn)樣器HP-7694E;液相色譜儀為Waters2695色譜系統(tǒng),Waters2996二級管陣列檢測器,WatersAccQ·Tag專用柱(3.9mm×150mm,4μm),保護(hù)柱(3.9mm×20mm,4μm);小型發(fā)酵設(shè)備(50L)。1.3發(fā)酵工藝試驗(yàn)發(fā)酵投料時(shí)分別添加8%、12%和16%的生麥曲(以生麥曲占原料米的比例計(jì)),發(fā)酵開始后每隔幾天取發(fā)酵醪經(jīng)紗布過濾后檢測酒精度,再將濾液用濾紙過濾,檢測發(fā)酵液的總酸、氨基酸態(tài)氮、揮發(fā)性香氣成分和游離氨基酸。發(fā)酵時(shí)間均為15d,最高溫度控制在30℃左右,試驗(yàn)配方見表1。揮發(fā)性香氣成分:采用毛細(xì)管氣相色譜并結(jié)合自動(dòng)靜態(tài)頂空進(jìn)樣技術(shù)。游離氨基酸成分:采用AccQ·Tag柱前衍生法結(jié)合高效液相色譜分析。理化指標(biāo):檢測方法參見國標(biāo)GB/T13662-2008。2結(jié)果與分析2.1生麥曲添加量對酒精發(fā)酵的影響從圖1A可以看出,生麥曲添加量多的在發(fā)酵初期產(chǎn)酒精的速度明顯較快,可能是生麥曲添加量多的發(fā)酵液中液化酶和糖化酶的濃度較高,分解淀粉產(chǎn)生可發(fā)酵糖的速度更快。發(fā)酵結(jié)束時(shí),生麥曲添加量為8%的酒精度是17.8%vol,添加量12%和16%的酒精度分別為17.9%vol和18.1%vol,這說明隨著生麥曲添加量的增加,發(fā)酵液中糖化酶和液化酶的濃度增加,原料被分解得更徹底,產(chǎn)生的酒精會略有增加,但增加幅度不明顯。酸是黃酒酒體的重要組成部分,黃酒中的酸以有機(jī)酸的形式存在,有機(jī)酸一部分來自于原料、曲、酒母和水,另一部分是在投料后由于微生物的活動(dòng)所產(chǎn)生的。從圖1B可以看出,生麥曲添加量多的在發(fā)酵初期總酸就較高,發(fā)酵結(jié)束時(shí)生麥曲添加量為16%的總酸為4.97g/L,分別是生麥曲添加量為12%和8%總酸的1.092倍和1.153倍,這可能是由于生麥曲中引入或帶入的微生物較豐富,主要有霉菌、細(xì)菌及少量酵母菌,生麥曲添加量多的發(fā)酵液中雜菌含量較高,微生物代謝產(chǎn)酸就較多。黃酒的發(fā)酵過程是動(dòng)態(tài)過程,其氨基酸含量變化也是動(dòng)態(tài)過程,一方面酵母生長發(fā)酵消耗部分氨基酸,另一方面,麥曲中所含的蛋白酶不斷水解蛋白質(zhì)成為氨基酸,發(fā)酵后期,酵母等自溶后內(nèi)容物析出,氨基酸含量增加。從圖1C可以看出,生麥曲添加量多的氨基酸態(tài)氮含量初期就較高,并且在發(fā)酵過程中氨基酸態(tài)氮增加較快,發(fā)酵結(jié)束時(shí),生麥曲添加量為16%的氨基酸態(tài)氮為0.74g/L,是生麥曲添加量為12%的1.346倍,是生麥曲添加量為8%的1.850倍。究其原因,一方面小麥中蛋白質(zhì)的含量較大米高;另一方面生麥曲量添加量多的發(fā)酵液中蛋白酶活力較高,水解蛋白質(zhì)產(chǎn)生的氨基酸態(tài)氮就較多。2.2萃取香料2.2.1發(fā)酵初期生麥曲添加量的變化黃酒香氣成分中醇類物質(zhì)主要是苯乙醇、異丁醇、異戊醇、仲丁醇等,尤其是含量較多的β-苯乙醇,具有清甜蜜樣的香氣。甲醇的濃度和乙醇濃度一樣隨著發(fā)酵過程進(jìn)行緩慢上升,其他高級醇類物質(zhì)主要是在發(fā)酵階段產(chǎn)生的,在第2d即達(dá)到一個(gè)頂峰。從表2可以看出,甲醇、正丙醇和正丁醇的濃度隨著生麥曲添加量的增加而緩慢上升。β-苯乙醇和異丁醇的濃度與生麥曲的添加量關(guān)系不大,由圖2可知,在發(fā)酵初期生麥曲添加量為12%和16%的發(fā)酵液中β-苯乙醇的濃度明顯比生麥曲添加量為8%發(fā)酵液中β-苯乙醇的濃度高,這可能是由于釀造過程中β-苯乙醇主要由酵母生長代謝產(chǎn)生,生麥曲添加量高的發(fā)酵液中氨基酸濃度高,在發(fā)酵初期酵母繁殖較快,代謝產(chǎn)生的β-苯乙醇濃度較高,之后β-苯乙醇的濃度有一個(gè)明顯的下降的趨勢又緩慢上升,具體變化機(jī)理還有待研究。在發(fā)酵結(jié)束時(shí)β-苯乙醇的濃度基本相同。2.2.2不同發(fā)酵過程中合成醛類物質(zhì)的變化由表3可以看出,醛類的變化趨勢則和醇類完全相反,發(fā)酵剛開始時(shí)醛類物質(zhì)都很高,隨著發(fā)酵過程的進(jìn)行,醛類被逐漸消耗,降到很低的濃度。黃酒香氣成分中醛類物質(zhì)主要是乙醛、少量的異丁醛以及乙醛與乙醇縮合成的乙縮醛,具有清純的果香味,也是黃酒的陳香氣。從實(shí)驗(yàn)中看,醛類物質(zhì)的濃度基本與生麥曲添加量關(guān)系不大。2.2.3生麥曲添加量黃酒的香氣成分中酯類主要是乳酸乙酯、乙酸乙酯、甲酸乙酯和丙酸乙酯,其共同形成一種果香氣,即黃酒越陳越香的氣味。從圖3可以看出,乙酸乙酯和乳酸乙酯的濃度隨著發(fā)酵的進(jìn)行逐漸增加,且發(fā)酵結(jié)束時(shí),其濃度隨著生麥曲添加量的增加而升高。這可能是由于黃酒中有機(jī)酸含量最高的是乙酸、乳酸和琥珀酸,其次為草酸、酒石酸和蘋果酸,含量最低的是丙酮酸、α-酮戊二酸和檸檬酸,從總酸的趨勢圖可以看出,生麥曲添加量高的總酸較高,即發(fā)酵液中乙酸和乳酸的含量較高,從而促進(jìn)了乙酸和乳酸酸與乙醇的酯化反應(yīng),產(chǎn)生了較高濃度的乙酸乙酯和乳酸乙酯。而其他的酯類物質(zhì)(如甲酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸異戊脂和丙酸乙酯)的濃度本來就較低,由表4可以看出,其濃度與生麥曲添加量的關(guān)系不大。2.3最佳氨基酸的確定黃酒中含有21種氨基酸,其中包括有特種未知氨基酸,而人體自身不能合成必須依靠食物攝取的8種必需氨基酸黃酒都具備,故被譽(yù)為“液體蛋糕”。黃酒中的氨基酸是黃酒中重要的風(fēng)味物質(zhì),不同的氨基酸呈甜、苦、鮮、酸、咸等味道,賦予了黃酒獨(dú)特的口味;同時(shí)為微生物生長繁殖提供了豐富的氮源;是黃酒色澤的重要來源。由表5可以看出,游離氨基酸類物質(zhì)的濃度基本和理化檢測的氨基酸含量一樣,隨著生麥曲添加量的增加而增加,濃度增加比較多的分別是丙氨酸、精氨酸、組氨酸、脯氨酸和谷氨酸。3生麥曲檢測成分3.1實(shí)驗(yàn)通過定量研究得出,不同添加量的生麥曲對常規(guī)理化指標(biāo)影響較大:酒精濃度隨生麥曲添加量增加而升高,但增加幅度不明顯;總酸隨著生麥曲添加量增加而升高;氨基酸態(tài)氮隨著生麥曲添加量增加而升高最為明顯。3.2從揮發(fā)性香氣成分檢測上看,醇類物質(zhì)