黃酒勻速溶酒裝置中結(jié)晶器的研究

黃酒勻速溶酒裝置中結(jié)晶器的研究

黃酒的發(fā)酵是一種開放的、多細(xì)菌的發(fā)酵。發(fā)芽的乙醇溶液中不可避免地混合了一些有害的微生物，如乳酸桿菌、乙酸菌、野生母乳菌等。當(dāng)這些有害菌大量生長繁殖時(shí),必將消耗醪液中的營養(yǎng)物質(zhì)(主要是可發(fā)酵性糖類),代謝產(chǎn)生過量的揮發(fā)性或非揮發(fā)性的有機(jī)酸(主要是乳酸和醋酸),使醪液酸度加速上升。當(dāng)酸度超過5.00%以上,醪液香味變壞,雜味較重,酸度超過7.00%,則無法飲用,稱為酸敗。這種酸敗同時(shí)又抑制了酵母菌的正常酒精發(fā)酵,使醪液的酒精含量上升緩慢,甚至幾乎停頓。文中就影響黃酒醪液酸敗的幾個(gè)主要因素(包括原料種類、大米浸漬和蒸煮、糖化曲、酒母、發(fā)酵溫度和通風(fēng)供氧等)進(jìn)行試驗(yàn)研究,初步闡明其酸敗機(jī)理及預(yù)防措施。1材料和方法1.1材料表面早秈米,香糯米,市售;成熟酒母,嫩酒母,純種麥曲,自然麥曲,均為本實(shí)驗(yàn)室自制。1.2儀器及試劑隔水式恒溫恒濕培養(yǎng)箱,HYG-Ⅱ回轉(zhuǎn)式恒溫調(diào)速搖瓶柜,PHS-3C數(shù)顯型酸度計(jì),TA2003型電子天平(萬分之一),附溫比重瓶,UV-2401PC型島津紫外可見分光光度計(jì),HH-6型恒溫水浴鍋,NaOH,斐林試劑甲、乙,美蘭染色液等,其余均為常規(guī)儀器及試劑(分析純)。1.3方法1.3.1生產(chǎn)黃酒的工藝1.3.2測(cè)量酒精度:比重法;酸度:NaOH滴定法;糖分:斐林滴定法;細(xì)胞數(shù):血球計(jì)數(shù)法。1.3.3發(fā)酵理化指標(biāo)的測(cè)定分別將早秈米和香糯米常溫浸漬36h,常壓蒸飯25min,接種純種麥曲15%,成熟酒母10%,29～30℃主發(fā)酵5d,15℃后發(fā)酵25d,跟蹤測(cè)定黃酒醪液的各項(xiàng)理化指標(biāo)。1.3.4蒸酒與黃油的理化指標(biāo)測(cè)定①將2種米于常溫分別浸漬24h和48h;②將2種米分別蒸飯15min和30min,其他工藝同1.3.3,跟蹤測(cè)定黃酒醪液的各項(xiàng)理化指標(biāo)。1.3.5混合麥曲接種量的確定采用香糯米①接種不同的麥曲,接種量均為15%;②混合麥曲(自然∶純種=9∶1)接種量分別為12%,14%,16%,其他工藝同1.3.3,比較黃酒醪液的指標(biāo)變化。1.3.6量表1:2采用香糯米①接種不同的酒母,接種量均為10%;②成熟酒母接種量分別為6%,8%,10%,其他工藝同1.3.3,比較黃酒醪液的指標(biāo)變化。1.3.7發(fā)酵溫度和營養(yǎng)成分對(duì)黃酒溶液酸分解的影響采用香糯米,分別控制不同的主發(fā)酵溫度、供養(yǎng)程度,其他工藝同1.3.3,比較黃酒醪液的指標(biāo)變化。1.3.8影響因素的比較香糯米常壓蒸飯25min,主發(fā)酵5d,后發(fā)酵25d,采用正交試驗(yàn)法(L934),確定影響黃酒醪液酸敗的關(guān)鍵因素。2結(jié)果與分析2.1度的上升和發(fā)酵圖1和圖2表明,原料種類對(duì)黃酒醪液酸敗影響較大。相同的發(fā)酵工藝,秈米的酸度上升快,至發(fā)酵結(jié)束,酸度高達(dá)5.62g/L,明顯超標(biāo)(見圖1)。實(shí)際上,發(fā)酵終了酸度在4.50g/L以下均為正常發(fā)酵。同時(shí)秈米發(fā)酵降糖速度快,產(chǎn)酒速度慢,更為明顯的是秈米發(fā)酵終了殘?zhí)禽^高。2.2蒸食小氣候型酸敗從圖3可以看出,大米浸漬24h時(shí)的酸度比48h的酸度明顯高。同樣,蒸飯15min,主酵結(jié)束時(shí)酸度為4.12g/L,這勢(shì)必增加染菌機(jī)會(huì)。同時(shí)酸度過高還將降低糖化曲的糖化能力,破壞黃酒發(fā)酵的雙邊平衡,最終導(dǎo)致黃酒醪液酸敗。正如圖3所示,至整個(gè)發(fā)酵結(jié)束,浸米24h和蒸飯15min的酸度都已超標(biāo),分別為5.52g/L和5.18g/L。試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),浸漬48h發(fā)酵,米飯自動(dòng)翻騰時(shí)醪液的品溫大約在33～34℃,可以避免高溫引起的酸敗;但在同樣條件下,浸漬24h的米飯,自動(dòng)翻騰時(shí)的醪液品溫在36℃以上,從米飯落罐到自動(dòng)開耙的時(shí)間間隔后者比前者長,致使醪液處于高溫下過久,酸敗的可能性就更大。因此大米浸漬要保證米粒吸足水份,蒸飯時(shí)才能使淀粉充分糊化,從而避免酸敗。2.3自然麥曲和接種麥曲添加量對(duì)黃油分散性的影響表1表明,自然麥曲與純種麥曲按一定比例混合使用對(duì)控制醪液酸度效果較好,且測(cè)得黃酒各項(xiàng)理化指標(biāo)均達(dá)國標(biāo),酒香醇厚。自然麥曲在制作時(shí)雜菌較多,糖化力低,使酵母菌因營養(yǎng)缺乏而衰退變異,前發(fā)酵不旺盛,還原糖含量低,發(fā)酵2～3d后酒精含量就停止上升,鏡檢雜菌較多。而純種麥曲糖化力高,糖化速度快,使糖化發(fā)酵失去平衡,或酵母菌因滲透壓升高而早衰,抑制雜菌能力減退,酸度上升的機(jī)會(huì)就多。因此,自然麥曲和純種麥曲混合使用則能起到取長補(bǔ)短的作用?；旌消溓?自然∶純種=9∶1)接種量分別為12%,14%,16%,其他工藝同1.3.3,觀察黃酒醪液的指標(biāo)變化,結(jié)果見圖4,圖5。由圖4可知,糖化曲接種量在12%～14%均不會(huì)造成酸敗,是理想的接種范圍,而接種麥曲16%時(shí),酸度為5.43g/L,出現(xiàn)酸敗。這是由于糖化劑過量,液化和糖化速度過快,大量的糖分賦予醪液較強(qiáng)的滲透壓,使酵母菌呼吸作用受到抑制,過早衰退甚至死亡(見圖5);試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),接種麥曲接種量為16%時(shí)至發(fā)酵中期,酒精含量就開始停止上升,醪液中還原糖含量偏高,雜菌繁殖旺盛,從而導(dǎo)致酸度直線上升。2.4不同酒母接種量對(duì)酒精發(fā)酵的影響表2表明,成熟酒母比嫩酒母抑制產(chǎn)酸菌的能力強(qiáng)。嫩酒母出芽率高,繁殖旺盛,一旦進(jìn)入發(fā)酵罐,由于糖化作用剛開始,容易導(dǎo)致營養(yǎng)不足;且嫩酒母對(duì)環(huán)境條件敏感,進(jìn)入發(fā)酵罐后,溫度、pH等發(fā)生很大變化,容易引起死亡。酒母過老則繁殖能力差,耗糖產(chǎn)酒慢,因此產(chǎn)酸菌就乘機(jī)利用營養(yǎng)而旺盛繁殖,酸度急劇升高,從而導(dǎo)致酸敗。因此,一般選擇成熟酒母,即穩(wěn)定期速釀酒母。黃酒發(fā)酵必須保證足夠的酵母細(xì)胞數(shù),如遇到酵母生長繁殖過慢或發(fā)酵不力,可添加淋飯酒母或旺盛發(fā)酵的主發(fā)酵醪,以促進(jìn)發(fā)酵;也可增加酒母用量,以彌補(bǔ)發(fā)酵力和酵母數(shù)的不足,保證酵母菌在發(fā)酵醪中占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì),抑制雜菌滋生。因此,我們將成熟酒母分別接種6%,8%,10%,發(fā)現(xiàn)6%～8%的酒母接種量均能保證黃酒安全生產(chǎn)。酒母接種量過高,酵母菌繁殖旺盛,營養(yǎng)利用大大超過營養(yǎng)供給,導(dǎo)致糖化發(fā)酵雙邊失衡,酸敗現(xiàn)象加重。2.5發(fā)酵溫度對(duì)于酵母菌生長的影響由圖6可知,主發(fā)酵溫度高,前期能使酵母菌旺盛繁殖,酒精含量上升速度超過一般水平。但這個(gè)旺盛期短,發(fā)酵中期酵母菌就開始衰退,造成發(fā)酵后勁不足。而醪液中糖化加劇,糖分積累多,生酸菌一旦利用此環(huán)境醪液很易酸敗,鏡檢酵母菌體形變小,酵母菌死亡率直線下降,而雜菌和異形酵母菌增多。酵母菌適宜的繁殖溫度在28～30℃,從維持酵母菌活力的持久性出發(fā),主發(fā)酵溫度不宜過高,而生酸雜菌的最適生長溫度在32℃以上。因此應(yīng)盡量在30℃左右進(jìn)行主發(fā)酵,避免出現(xiàn)35℃以上的高溫,尤其是后發(fā)酵必須控制在15℃以下,才能保證發(fā)酵正常進(jìn)行,否則過低(<8℃)酵母菌自溶減少,就有氨基酸含量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的危險(xiǎn);過高(>18℃)酵母菌自溶加快,氨基酸含量超標(biāo),就有酸敗的危險(xiǎn)。為了增強(qiáng)酵母菌的活力,可以適量提供無菌空氣,加速酵母菌在發(fā)酵前期的增殖和后期的存活率。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),在發(fā)酵前期適時(shí)開耙通氧散熱,酵母菌增殖旺盛,健壯、體積大,耗糖產(chǎn)酒快,發(fā)酵終了酸度低、酒度高。發(fā)酵后期間斷供氧能提高酵母菌的存活力,解決酵母菌嚴(yán)重缺氧和酒醪局部過熱的現(xiàn)象,可有效預(yù)防醪液酸敗,傳統(tǒng)壇裝黃酒就是這個(gè)道理。2.6影響黃油酒酸敗的因素由表3可明顯看出,對(duì)于酒度的影響因素次序?yàn)?溫度>酒母=麥曲>浸米。菌種是決定發(fā)酵成敗的關(guān)鍵,而菌種只有在最適的溫度下生長繁殖才能保證其生產(chǎn)能力的最大發(fā)揮。其次是麥曲和酒母,也就是黃酒生產(chǎn)菌種的質(zhì)量和用量,是影響黃酒產(chǎn)量和質(zhì)量的一個(gè)不可忽視的因素。而對(duì)于黃酒醪液酸敗的影響因素次序?yàn)?溫度>浸米>酒母>麥曲。這里溫度同樣是一個(gè)關(guān)鍵因素,溫度過高,酵母菌發(fā)酵力和抑制雜菌能力降低,從而導(dǎo)致醪液酸敗。浸米也是很有講究的,大米浸漬過程中由乳酸球菌產(chǎn)生的乳酸,不但能改善黃酒風(fēng)味,而且能抑制大部分雜菌的污染,有利于出酒率的提高。傳統(tǒng)紹興酒工藝中,使用浸米酸漿水就是這個(gè)目的,能夠達(dá)到很好的“以酸制酸”效果。綜上分析,得出對(duì)于酒度較優(yōu)的工藝條件是:浸米72h,接種麥曲13%,酒母7%,主酵28～30℃;對(duì)于酸度,溫度略低(25～27℃),這也進(jìn)一步說明了低溫有利于黃酒發(fā)酵的安全進(jìn)行,同時(shí)也證實(shí)了該工藝的科學(xué)合理性。但考慮到生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益,加上現(xiàn)代化的控溫技術(shù),確定以浸米72h,接種麥曲13%,酒母7%,主酵28～30℃為黃酒發(fā)酵的最優(yōu)工藝。3不同發(fā)酵條件對(duì)黃油酸敗的影響黃酒發(fā)酵是一種特殊的不滅菌的開放式雙邊發(fā)酵,多種因素相互協(xié)調(diào)才能保證生產(chǎn)的安全進(jìn)行。試驗(yàn)中確定了保證黃酒產(chǎn)量和質(zhì)量的最優(yōu)工藝為:浸米72h,蒸飯25～30min,接種麥曲13%,酒母7%,主發(fā)酵28～30℃,后發(fā)酵8～15℃。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),品溫和通風(fēng)供氧條件的控制是