傳統(tǒng)黃酒無蒸煮工藝的研究

傳統(tǒng)黃酒無蒸煮工藝的研究

1蛋白質(zhì)的糖化1.1我國生產(chǎn)小麥、紅麥、烏衣紅麥等黃酒的主要原料為大米和小麥。生產(chǎn)麥曲黃酒時,小麥用來制備糖化劑———生麥曲、純種熟麥曲或純種生麥曲。生產(chǎn)紅曲和烏衣紅曲黃酒,也以大米為主要原料,制備糖化劑———紅曲或烏衣紅曲的原料亦為大米。大米和小麥的主要成份為淀粉和蛋白質(zhì),并含有小量脂肪、纖維素、礦物質(zhì)和B族維生素等。大米中一般糙米蛋白質(zhì)含量在7%~9%,經(jīng)一定程度的精白后,蛋白質(zhì)則下降至5%~7%,小麥蛋白質(zhì)含量一般為9%~12%。原料中之蛋白質(zhì)給制備糖化劑及糖化發(fā)酵劑小曲中的霉菌、酵母和各類黃酒發(fā)酵醪中酵母菌等微生物提供了豐富的氮源,這與某些黃酒發(fā)酵醪酒精含量可高達18%vol~20%vol存在著密不可分的因果關(guān)系。1.2蛋白質(zhì)是由多種氨基酸結(jié)合而成的高分子化合物,是生物體的主要組成物質(zhì)之一和生命活動的基礎(chǔ)。沒有蛋白質(zhì)就不能構(gòu)成黃酒釀造中糖化劑———生麥曲、純種熟麥曲或純種生麥曲、紅曲及烏衣紅曲(黑曲霉和紅曲霉共生的二種霉菌制劑)等多細胞微生物能分泌各種酶類的菌絲體(營養(yǎng)菌絲和氣生菌絲)及發(fā)酵劑———能分泌酒化酶系的單細胞酵母細胞。糖化劑中沒有霉菌菌絲體和酒母醪中沒有酵母細胞存在時,黃酒釀造必需的系列淀粉酶、蛋白酶及酒化酶系均不會產(chǎn)生,糖化和發(fā)酵就無從談起。蛋白質(zhì)雖是高分子物質(zhì),但在受到不同程度的酸、堿等化學(xué)因素影響或熱力(干熱與濕熱)作用時,易失去特定的立體結(jié)構(gòu)而發(fā)生變性,變性可導(dǎo)致溶解度的下降和一些物理化學(xué)性質(zhì)的明顯改變,這種現(xiàn)象在傳統(tǒng)熟料釀造中是不可避免的。2不同品種的蘋果發(fā)酵飲料氨基酸的含量與發(fā)酵監(jiān)測2.1在釀造各類黃酒時,所使用的糖化劑———生麥曲、純種熟麥曲或純種生麥曲、紅曲及烏衣紅曲中,除含有豐富的液化型和糖化型等淀粉酶外,均存在著一定量的蛋白酶;如中性蛋白酶、堿性蛋白酶和酸性蛋白酶。由于糖化劑品種不同,其蛋白酶活性是有差異的,一般以純種制備的熟麥曲或純種生麥曲及各種米曲等的蛋白酶活性要大些。做好菌種選擇和培養(yǎng)料水份、品溫及菌絲生長繁殖階段的控制,是獲得高質(zhì)量糖化劑的關(guān)鍵。在黃酒釀造過程中,糖化和發(fā)酵是在偏酸性(pH4.0~6.0)的介質(zhì)中進行;故蛋白質(zhì)的水解以酸性蛋白酶和中性蛋白酶顯得重要,可認為酸性蛋白酶是處于主導(dǎo)地位的,并與其在發(fā)酵醪中的濃度有關(guān)。2.2以無蒸煮方法釀造黃酒時,大米未經(jīng)濕熱的蒸煮工序,淀粉顆粒和蛋白質(zhì)均處于原生狀態(tài),在吸收發(fā)酵醪中水分后僅有輕度膨脹,而未受到熱力作用呈數(shù)倍或數(shù)十倍的膨脹和變性。未變性的蛋白質(zhì)其特定的立體結(jié)構(gòu)不變、溶解度影響較小,除在偏酸性的發(fā)酵醪中有一定的影響外,被蛋白酶水解的機率較變性程度大或完全變性的蛋白質(zhì)大得多,由蛋白質(zhì)水解而來的氨酸酸則可成倍增長。江西省九江市德安大地紅酒業(yè)有限公司,按授權(quán)的國家發(fā)明專利《無蒸煮黃酒釀造方法》(ZL02136152.5)生產(chǎn)的健瓏牌黃酒,經(jīng)中國廣州分析測試中心多次檢測,其中2012年4月16日的F201201564a號報告與文獻記載的我國多種傳統(tǒng)熟料釀造的黃酒氨基酸含量見表1。2.3從《健瓏黃酒和傳統(tǒng)黃酒氨基酸含量》列表中看出,以無蒸煮釀造的健瓏黃酒,不管是哪一種氨基酸均較不同品種的傳統(tǒng)黃酒有較大幅度的增長。健瓏黃酒氨基酸總量較元紅酒增長4.2倍,較加飯酒增長3.42倍,較善釀酒增長3.25倍,較香雪酒增長6.87倍。另從F201201564a號報告中得知,健瓏黃酒蛋白質(zhì)總量為2.58g/100mL(即2.58×104mg/L),氨基酸是總量蛋白質(zhì)總量的74.8%(43);與文獻記載的我國傳統(tǒng)黃酒氨基酸總量0.30~0.50%(即3×103~5×103mg/L),占黃酒總氮量(蛋白質(zhì)總量)的(總氮量應(yīng)為4.5×103~7.5×103mg/L)比較,氨基酸總量增長6.43~3.86倍,蛋白質(zhì)總量增長5.73~3.44倍;創(chuàng)歷史新高,實屬我國黃酒釀造史所罕見。同時檢出豐富的無機元素,其中鈣(Ca)67.1mg/L,鎂(Mg)121mg/L,鋅(Zn)5.35mg/L,鉀(K)4.7×102mg/L及微量元素硒<50μg/L;而鉀元素高于我國許多品種的黃酒。除了發(fā)酵醪取用70米以上大地紅深井水為介質(zhì)和使用地產(chǎn)晚秈碎米(雜交稻)外,以無蒸煮方法釀造是提高蛋白質(zhì)水解率,使氨基酸總量大幅度增長的關(guān)鍵所在。3無蒸煮過程中糖酸酯類化合物及氨基酸類含氮物變化情況3.1黃酒是較為復(fù)雜的膠體溶液,除組成酒體的主要成分水和酒精外,還含有一定量的碳水化含物(葡萄糖、低聚糖、糊精等)、有機酸(乳酸、乙酸、琥珀酸等)、氨基酸和二肽及多肽類等含氮物、芳香族的醇(高級醇)、醛、酯及微量成分礦物質(zhì)和某些B族維生素。如此眾多而且含量不一的各類物質(zhì)存在同一體系之內(nèi),在不同的氣溫等環(huán)境下,經(jīng)過一定時間的物理和化學(xué)反應(yīng),新的化合物不斷產(chǎn)生,加上體系中布朗運動的存在,原處于平衡狀態(tài)的體系有了離析物沉降凝聚的不平衡現(xiàn)象,存在著不穩(wěn)定性的缺陷。許多研究表明,在離析物(沉降物)中有蛋白質(zhì)類含氮物和碳水化合物(如糊精等)、焦糖色素及無機元素等物質(zhì)存在,其形成機理較為復(fù)雜,其中與兩性離子所帶電荷不同有一定的關(guān)系。適當(dāng)延長貯存陳釀時間和合理的勾兌等技術(shù)處理,可以增強貨架期內(nèi)的穩(wěn)定性。3.2筆者在十余年研究無蒸煮黃酒工藝的實驗中,按國標(biāo)GB/T13662規(guī)定,多次以甲醛法測定氨基酸態(tài)氮(俗稱甲醛氮;氨基酸為二性化合物,分子中氨基與甲醛作用后失去堿性,使羧基呈酸性而被堿滴定,其量是氨基酸總量的一部分)時,發(fā)現(xiàn)經(jīng)貯存陳釀一年或二年之無蒸煮黃酒的氨基酸態(tài)氮含量均有不同數(shù)量的增長。究其原因是部分二個、三個及三個以上氨基酸分子縮合在一起的二肽和多肽類含氮物(即氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基縮合失去一分子水所形成的化合物)緩慢水解的結(jié)果。因氨基酸在含氮物中分子量較少,是組成蛋白質(zhì)的最基本單位,故在黃酒中是較穩(wěn)定的。而在黃酒離析沉降物中檢出的蛋白質(zhì)類含氮物,有可能是另一部分二肽及多肽類物質(zhì)因失去平衡環(huán)境而離析或在過濾工序中尚未完全去除的酵母菌等微生物自溶殘屑所致。在無蒸煮黃酒生產(chǎn)中,成熟發(fā)酵醪在壓榨之前使用一定量食用膠體,對去除部分不穩(wěn)定二肽及多肽類化合物和一些熱敏性的蛋白質(zhì)水解物有一定的效果。4.1我國傳統(tǒng)的黃酒釀造發(fā)酵周期較長,某些品種在冬季釀造時,僅浸米時間就長達15天以上,而發(fā)酵可長達數(shù)個月之久。經(jīng)復(fù)雜的生物化學(xué)反應(yīng),成熟發(fā)酵醪通過壓榨、澄清、過濾、煎酒(滅菌)灌入無菌酒壇中泥封貯存。為獲得質(zhì)量風(fēng)味更好的產(chǎn)品,經(jīng)貯存陳釀一年或數(shù)年不等的物理和化學(xué)反應(yīng)(氧化、縮合、酯化反應(yīng),酒精與水分子締合作用),去除離析沉降物———酒腳(俗稱割腳);又經(jīng)勾兌和過濾等工序,二次灌裝滅菌而成品。不但存在工序較繁瑣、勞動強度大、資金周期長,生產(chǎn)成本高等問題;而且存在原料利用率偏低、能源和水資源消耗高、廢氣廢水排放量大等缺陷。在保證傳統(tǒng)的產(chǎn)品特征前提下,不斷對工藝進行創(chuàng)新和改革是必要的。4.2上世紀(jì)七、八、九十年代,我國部分具有一定規(guī)模的黃酒企業(yè)陸續(xù)成功地實現(xiàn)了大容器發(fā)酵(20m3或以上)和大容器貯酒(成品酒,10m3或以上),并使用連續(xù)蒸飯機(臥式或立式),板框氣膜壓榨機和應(yīng)用活性干酵母為發(fā)酵劑等重大改革;經(jīng)適當(dāng)時間的貯存陳釀后,一般產(chǎn)品質(zhì)量與傳統(tǒng)工藝無特別大的差距。工藝改革減輕了勞動強度,提高了機械化水平和原料利用率,產(chǎn)品成本有所降低,經(jīng)濟和社會效益顯著。但能源和水資源消耗高、廢氣廢水排放量大的弊端并無大的改變。以無蒸煮方法釀造黃酒,不僅能節(jié)約能源大于50%,提高原料產(chǎn)酒率10%,降低水、電、人工費用20%以上;而且可大幅度提高原料中