本文是一篇农业论文,本研究主要对黍米黄酒的液化工艺进行优化以及对抑菌工艺进行研究,主要进行了液化工艺的过程优化、发酵过程中的一种产膜菌的分离与鉴定、香辛料提取物的抑菌活性及最小杀菌浓度的确定,目的在于保证能够杀死污染菌种并补充清爽型黍米黄酒的香气成分,采用肉桂提取物作为抑菌物质得的黍米黄酒感官评价最高,各项理化指标均符合国家标准,EC 含量低于 50mg/L。
1 前言
1.1 黄酒概论
黄酒是世界上传承最久的酿造酒之一,通过酒曲将大米、糯米、高粱等谷物发酵得到,是复杂的多菌种混合开放式发酵体系。我国黄酒品种多样,其中具有代表性的包括绍兴花雕酒、即墨妙府老酒、谢村黄酒等。是中华民族的无价瑰宝。黄酒在抗氧化、美容养颜、降低血压等方面都有一定的生理功效,因其保健功能而广为人知,被称为“液体蛋糕”。
1.1.1 黍米黄酒
黍米(Panicum miliaceum)又称大黄米、软黄米,由糯性的糜子(黍)加工而成,在中国、印度、俄罗斯等地均有种植,可以在贫瘠土地上长出丰硕的果实,它的淀粉含量要小于粳米,脂肪含量高于小麦、大米,含有亚油酸等,在黍米中还包含有丰富的膳食纤维、维生素、氨基酸以及多种人体所需要的微量元素,并能够益气补中,治疗腹泻、胃痛等。
黍米黄酒以黍米为原料,经过酒曲的发酵得到黍米黄酒,传统黍米黄酒主要经过烫米、摊凉、拌曲、发酵、陈酿、调色、煎酒等工艺制成,发酵过程中添加的酿酒曲为混合微生物体系,酵母、霉菌以及细菌三边发酵,相互作用,形成了黄酒独特复杂的风味特征,酒体鲜美、醇厚且兼容性高,尤其在中药炮制领域有较好的承载性。随着研究的深入黄酒的发酵工艺也呈现出多样化发展趋势,但发酵的最终目的始终在于将原料转化为可发酵性糖,供酵母菌利用得到酒精。
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1.2 黄酒酿造工艺现状
1.2.1 生料法
黄酒发酵通常需要将原料浸泡,使其吸水,促进蒸煮糊化过程中的糊精转换率,而生料法发酵直接在原料中加入水及酒曲进行发酵,大大提高生产效率,节约能源,减少成本。利用泡米用的黄浆水也可造出优质黄浆水黄酒,化繁为简,省时省力。但生料法由于发酵单一,容易造成酒体不稳定、滋味不协调等问题,在黄酒发酵中加入其他风味物质、中药、香料等进行复配,可以酿造出香气谐调的复合黄酒。
1.2.2 液化法
液化法将原料直接破碎,加入水以及各种酶制剂,使淀粉分解为可发酵糖,再加入酒曲或酒母,使反应稳定可控,口感清爽,适宜现代消费者的感官要求。酶制剂的使用可以提高糖化率,提高原料的利用率,同时发酵醪液流动性高,适宜大工业生产。王莹钰以酶促液化法及超声辅助酶解,制得糜子黄酒,大大提高了黄酒发酵速率,同时为工业生产提供了参考,酶制剂的使用可以为黄酒产业化的发展创造更大的经济效益[1]。
1.2.3 过热蒸汽焙炒法
传统山东即墨老酒通过焙炒产生焦香味,但同样受限于焙炒工艺及能源浪费,陈新建对蒸汽焙炒技术进行改进,以热空气为介质,对原料进行受热,达到相同焙炒效果的同时能够节约能源,但在风味物质的组成上仍存在差异。
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2 黍米黄酒液化工艺的优化
2.1 引言
传统黄酒以米类为原料通过浸米、蒸煮、摊凉、落缸、拌曲、开耙、发酵、煎酒、陈酿等步骤,本研究以黍米为原料,经酶制剂液化、糖化进行液化法发酵,得到清爽型黄酒,通过主发酵温度、淀粉酶种类、黄酒曲添加量对黍米黄酒酒精度的影响来进一步优化黍米黄酒液化工艺,为黍米黄酒的工业化液化生产提供工艺参数。主发酵阶段主要服务于酵母菌的生长繁殖,在此阶段使酒度达到一定的高度,并通过对基本理化指标及 CO2失重率的监控来掌握主发酵时期各时段的发酵情况。
酿酒曲是关系黄酒酿制成功的关键因素,有着“酒之骨”的美称,其中的根霉、曲霉、酵母、乳酸菌等是整个发酵体系的动力源,为发酵的初步启动提供必不可少的酶类、营养元素并且在色泽、酒度、酒体风味等方面起到了至关重要的作用,是黄酒分别取 4 组 500 g 的黍米按照 2.3.1 的步骤进行发酵,落缸前完全相同的操作,1.5 倍的优质的洁净的纯净水并将前处理处理好的发酵醪液放入在 70℃下水浴液化 2 h,液化后冷却至 60℃,随后加入 100 U/g 糖化酶,开始进行醪液糖化,糖化时间为20 min,糖化结束后冷却至室温,随后拌曲落缸,分别拌入 0.6%、1.0%、1.4%、1.8%的酿酒曲,在落缸后置于 27℃的恒温培养箱中进行发酵,并监控主发酵过程中的酵母数、残糖含量、CO2失重率以及发酵结束后的氨基酸态氮、非糖固形物、酒精度、感官评价这 6 个指标。每组平行重复 3 次。
依据主发酵温度对 CO2相对失重率的影响可与主发酵温度对酵母数的进行综合分析,可以推测出除酵母菌外的其他微生物的代谢活动情况,失重率越高就代表其中微生物的代谢活动越旺盛。如图,CO2失重率对数期出现在主发酵开始后 20 小时左右,与酵母个数对数期出现时间有略微延后,总体来说差别不大。从总体失重趋势来看,在对数期出现后,均呈现衰减趋势,但是在主发酵温度为 32℃时直至主发酵结束 CO2的失重率仍然可以达到 18 g/L,再结合酵母数进行分析,此时的酵母个数已经大量减少,一些能适应低酸低糖的环境的产气菌开始占据种群优势,代谢繁殖活动加剧,22-24℃时由于环境温度偏低,体系中的微生物生命活动减弱,CO2失重率也相对较低,26-30℃适宜大多数微生物的生长繁殖,在主发酵结束后趋近于 9 g/L,结合此时的酵母个数进行分析,说明此时整体微生物代谢活动微弱,三边发酵持续稳定,可以及时转入后发酵进行后续发酵。
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2.2 实验材料
2.2.1 样品来源
黍米原料来源:黑龙江五常市开拓者水稻种植农民专业合作社
2.2.2 实验试剂
表 2-1 实验试剂
淀粉酶能够将淀粉分解为直链淀粉和直链淀粉,不同类型的淀粉酶在不同温度下会有不同的酶活性,为得到最佳淀粉酶的液化效果,参照王玉莹[49]、盛凤云[50]等人的研究,加入 28 U/g 高温淀粉酶、100 U/g 的中温淀粉酶以及 62.5 g 的大麦芽[51]进行实验,分别取 3 组 500 g 的黍米按照 2.3.1 进行发酵,破碎后,分别加入 1.5 倍的纯净水并将前处理处理好的发酵醪液放入在 70℃下水浴液化 2 h。液化后冷却至60℃,随后加入 100 U/g 糖化酶,开始进行醪液糖化,糖化时间为 20 min,糖化结束后冷却至室温,随后拌曲落缸,落缸后置于 27℃的恒温培养箱中进行发酵,并监控主发酵过程中的 DE 值、酵母数、残糖含量、CO2失重率以及发酵结束后的氨基酸态氮、非糖固形物、酒精度这 7 个指标。每组平行重复 3 次。
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3 黍米黄酒抑菌工艺研究.............................. 29
3.1 引言 ................................ 29
3.2 材料与方法 ............................ 29
4 抑菌工艺对黍米黄酒的影响 .............................. 41
4.1 材料与设备 ...................................... 41
4.1.1 实验仪器.......................................... 41
4.1.2 实验试剂............................ 41
5 结论与展望 ................................... 51
5.1 结论 ......................................... 51
5.2 展望 ................................ 52
4 抑菌工艺对黍米黄酒的影响
4.1 材料与设备
4.1.1 实验仪器
本章通过现代仪器分析手段探讨抑菌工艺对黍米黄酒风味物质及细菌多样性的影响。
表 4-1 实验仪器与生产厂家
通过 SPME-GC-MS 测定黄酒中的香气成分。
使用 DB-Wax 柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)手动无分流进样。取酒样 6 mL 加入到加入 1.0 g NaCl, 45℃水浴,萃取 40 min,GC-MC 进样,解析 5 min。
色谱条件:进样温度 250℃,初温 35℃,保留 3 min,以 2℃/min 升温至 60℃,然后以 6℃/min 的升温速率升至 250℃,保留 5min;检测器温度设置为 25℃,载气氦气,设置流速 1.2 mL/min。
质谱条件:EI 电离源,电离温度 230℃,接口温度 250℃;电子能量 70 eV ,扫描范围 10-450 μ。
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5 结论与展望
5.1 结论
本研究主要对黍米黄酒的液化工艺进行优化以及对抑菌工艺进行研究,主要进行了液化工艺的过程优化、发酵过程中的一种产膜菌的分离与鉴定、香辛料提取物的抑菌活性及最小杀菌浓度的确定,目的在于