不同木薯品种(系)的木薯酒精出酒率*

古碧，林莹，李凯，周敬红，代道芳

1(广西大学淀粉化工研究所，广西南宁，530004)2(广西大学轻工与食品工程学院，广西 南宁，530004)

不同木薯品种(系)的木薯酒精出酒率*

古碧1，林莹2，李凯2，周敬红2，代道芳2

1(广西大学淀粉化工研究所，广西南宁，530004)2(广西大学轻工与食品工程学院，广西 南宁，530004)

同一工艺条件下，对不同木薯品种(系)的木薯酒精出酒率进行研究:SC10品种的出酒率为14.40%，是适合酒精生产的木薯品种;SC6的含粉率为24.08%，出酒率为13.62%，说明原料的淀粉含量与出酒率之间不一定存在正相关性。

木薯，品种(系)，出酒率

木薯(Manihot)是多年生植物，广泛种植于热带和亚热带的丘陵地带。木薯生长适应性强、耐旱、耐贫瘠，在各种土壤中都能生长，是一种不与粮食争地的作物。木薯的块根的淀粉含量为30%，木薯干的则为70%，因此被誉为“淀粉之王”，是很有前途的酒精生产原料。广西的木薯种植面积占全国的60%，年产鲜薯250～300万 t。近年来，木薯作为酒精生产原料逐渐受到重视，也有一些学者致力于木薯酒精发酵的研究，但绝大多数研究仅限于酒精发酵工艺方面，而对不同品种木薯酒精发酵的比较研究鲜见报道。不同木薯品种，其淀粉含量、直链淀粉与支链淀粉的比例、氮含量等不一样，这可能会导致酒精生产中的出酒率出现差异。因此，笔者对不同品种(系)木薯酒精出酒率进行比较，试图为木薯酒精生产和选育适合酒精生产的木薯品种提供参考。

1 试验材料和方法

1.1 试验材料

木薯品种(系):国家木薯产业技术体系武鸣综合试验站，SC5、SC6、SC7、SC8、SC9、SC10、SC205共7个品种(系)(2009年12月25日采样);耐高温a-淀粉酶，20 000 u/mL，产品标准:QB/T 2306－9;糖化酶，100 000 u/mL，产品标准:QB 1805.2－1993，湖南津市新型发酵有限责任公司。

1.2 试验仪器设备

JJ－2高速组织捣碎机，上海比朗仪器有限公司;MJX－150生化恒温培养箱，上海和呈代仪器制造有限公司;ZX280A蒸汽消毒器，上海三申医疗器械有限公司;HH－4数显恒温水浴锅，山东泑博林源电源有限公司;超就工作台，苏州净化。

1.3 实验方法

1.3.1 工艺流程(图1)

图1 木薯酒精发酵工艺流程图

1.3.2 工艺操作要点

1.3.2.1 原料处理及蒸煮

原料去杂，粉碎(粉碎颗粒≤1.5 mm)。取已按“四分法”采样并测定其淀粉含量的鲜木薯样品250 g(折成100%含淀粉量干基)，按V(原料)∶V(水)=1∶5的比例加水入蒸煮锅，升温至88～92℃蒸煮30～45 min。

1.3.2.2 液化

上述糊化醪冷却到85～90℃，按每克原料50 u加α-淀粉酶，保温液化10 min。

1.3.2.3 糖化

将液化醪冷至61～62℃，按120 U/g原料加入糖化酶，保持糖化温度在60～65℃，糖化25 min。

1.3.2.4 酒精发酵

糖化完的醪液冷却至30～34℃，送往发酵容器，经60～72 h发酵，72 h后取出测其锥度，如果锥度在0Bx以下，说明发酵已完成即可进入蒸馏工序，如果锥度不在0Bx，将继续发酵直到锥度达到0Bx以下成熟。

1.3.2.5 蒸馏

准确量取酒精发酵醪500mL于蒸馏烧瓶中，同时加入500mL蒸馏水，连好冷凝器，用电炉加热，将馏液收集于500mL容量瓶中，达到刻度时，立即倒入100mL量筒中，同时测定温度和酒精度。根据测得的酒精度和温度，查表换算为20℃时的酒精度。

1.3.3 分析测定方法

水分含量测定:采用105℃烘箱法;淀粉含量测定:采用酶水解法;糖锤度测定:利用糖度计(15～210Bx)测定，查表校正为20℃时的糖锤度。液化率计算:

酒精度的测定:取100mL成熟发酵液于蒸馏瓶中，加100mL蒸馏水，加热蒸馏出10mL溶液，利用酒精计(标温20℃)测定其酒精度。同时测定温度，换算成20℃时的乙醇体积分数。

1.3.4 数据分析

用SPSS 15.0软件对不同品种木薯的含粉率与液化率、糖化率和原料出酒率指标之间进行相关性分析，选择Pearson相关，进行双尾T检验和显示实际的显著水平，所有数据都是3次测试的平均值。

2 结果与分析

2.1 试验结果

试验数据处理结果见表1～表4。

表1 不同品种(系)木薯液化醪中各指标试验数据汇总

表2 不同品种(系)木薯糖化醪中各指标试验数据汇总

表3 不同品种(系)木薯成熟醪中各指标试验数据汇总

表4 不同品种(系)木薯的出酒率

2.2 数据的图示分析

由图2可知，7个木薯品种按传统方法发酵，在同样的液化、糖化和发酵条件下，其酒精发酵的出酒率大小顺序依次为:SC10＞SC6＞SC9＞SC8＞SC5＞SC7＞SC205。SC9，SC6之间出酒率的差异不显著;SC7，SC205之间出酒率的差异不显著。

图3可以看出SC9的每克淀粉出酒率明显高于其他品系的木薯，但其含粉率(25.33%)却相对比较低，分析原因可能是实验误差，也可能是所含淀粉特征所致。淀粉质原料发酵生产酒精，在理论上是原料的淀粉含量高，其酒精发酵的出酒率就高，但实际上不同的原料，其淀粉结构、所含直链淀粉与支链淀粉的比例等都不一样，会导致在相同的发酵条件下，淀粉含量相同的原料的出酒率出现差异。

由图4可以看出SC10的液化率及出酒率均最高。从图上散点走势也可以看出液化率和出酒率是相关的。

图2 不同品(系)木薯的出酒率

图3 不同品(系)木薯每克淀粉的出酒率

图4 不同品(系)木薯的液化率与出酒率的比较

由图5可以看出，在糖化醪中，出酒率是:SC10＞SC6＞SC9＞SC8＞SC5＞SC7＞SC205，而糖化率是SC10＜SC9＜SC6＜SC205＜SC8＜SC7＜SC5。由表2知，在糖化醪中积累的还原糖越多，其糖化率越低。原因可能是还原糖的积累抑制了菌体进行无氧呼吸将葡萄糖转化为酒精。

图5 不同品(系)木薯糖化率与出酒率

图6中不同品(系)木薯成熟醪的酒度(%)为SC9＞SC6＞SC7＞SC5＞SC10＞SC8＞SC205，酒度主要和酒曲的活力有关。而出酒率是SC10＞SC6＞SC9＞SC8＞SC5＞SC7＞SC205。从表2数据分析，可能是受pH影响。酒精的发酵生产中最易污染的是乳酸菌，杂菌的污染直接造成酒精产量的降低。当pH在4甚至更低时，这些菌将不能再生长。

图6 成熟醪中的酒度与出酒率的关系

2.3 相关性分析

对不同品种(系)木薯的含粉率、液化率、糖化率和出酒率进行Pearson相关性分析，分析结果见表5。

表5 Pearson相关性分析结果

含粉率和出酒率在0.05水平上显著正相关，糖化率和出酒率在0.05水平上呈显著负相关。

2.3.1 含粉率和糖化率对出酒率影响的回归分析

通过相关性分析可知，含粉率和糖化率是影响出酒率的主要因素，进行回归分析选用以下回归模型:

式中:X1为含粉率;X2为糖化率;y为出酒率。

经逐步回归分析，建立的回归方程为:y=13.506+0.266X1－0.183X2。经 t检验，b1、b2的 P 值分别为 0.080、0.078，在α=0.10水平，均有显著意义。上述结果表明，木薯的含粉率越高、糖化率越低，其出酒率就越高。因为在单批次发酵中，产物对酵母菌有明显的抑制作用可能会导致淀粉的利用率降低，而糖化后的葡萄糖用于酵母菌生长的量是一定的，这就导致了糖化率低的时候有可能出酒率高。由此可见，在酒精发酵的补料发酵中，当木薯含粉率高时，其糖化率高，相应的出酒率也高，更有利于工业生产。

3 结论

在挑选的7个品种(系)的木薯中，SC10发酵的出酒率最高，是适合酒精生产的木薯品种。SC6的淀粉含量最高，但其原料出酒率却比较低，说明原料的淀粉含量与出酒率之间不一定存在正相关性。

［1］吴国峰，贾树彪，曾伟民.工业发酵分析［M］.北京:化学工业出版社，2006.

［2］古碧，李开绵，李兆贵，等.不同木薯品种(系)块根淀粉特性研究［J］.热带作物学报，2009，30(12):1 876－1 882.

［3］李云雁.试验设计与数据处理［M］.北京:化工工业出版社.2005

［4］王福荣.酿酒分析与检测［M］.北京:化学工业出版社，2005.

［5］刘振，王金鹏，张立峰，等.木薯干原料同步糖化发酵生产乙醇［J］.过程工程学报，2005，5(3):353～356.

［6］薛万伟，党选举，李鑫，等.木薯酒精发酵工艺的研究［J］.酿酒，2005，33(4):39～40.

Alcoholic Fermentation of Cassava of Different Varieties

Gu Bi1，Lin Ying2，Li Kai2，Zhou Jing-hong2，Dai Dao-fang2
1(Starch ＆ Chemical Research Institute of Guangxi University，Guangxi 530004，China)2(College of Light Industry and Food Engineering，Guangxi University，Guangxi 530004，China)

Seven varieties of cassava，South China series 5，6，7，8，9，10，205 were used as experimental materials through alcoholic fermentation.to investigate their liquor output rate under the same condition.The results showed that South China 10 had 14.40%liquor output rate and were more suitable for alcohol production.South China 6 contained 24.08%starch，but its liquor output rate was 13.62%.This showed that the starch content of cassava was not positively correlated with liquor output rate.

cassava，variety，liquor output rate

学士，高级工程师。

*国家木薯产业技术体系建设专项资金资助(NYCYJSTX.17)

2010－03－20，改回日期:2010－05－19