重庆主栽酿酒糯高粱的品质特性

张雪梅，张玲，高飞虎，李雪

(重庆市农业科学院 农产品贮藏加工研究所，重庆，401329)



重庆主栽酿酒糯高粱的品质特性

张雪梅，张玲*，高飞虎，李雪

(重庆市农业科学院 农产品贮藏加工研究所，重庆，401329)

摘要以重庆市主栽的6个不同品种糯高粱为材料，对其理化指标、淀粉颗粒形态和特性进行了检测。结果表明：6种糯高粱含水量主要在12%左右，无明显差异；颜色较深的沪糯8号、3307A/R874，单宁含量较高，而渝梁糯2号和Tx623A/R870由于颜色较浅，其单宁含量最低；蛋白质含量为7.35%～9.35%；粗脂肪含量在3.57%～5.24%；6种糯高粱的支链淀粉含量都远高于直链淀粉含量，但其比例有较大差异；6种淀粉颗粒形态相似，为不规则形和球形；糯高粱淀粉为A-型结晶淀粉，其相对结晶度在30%左右，其中沪糯8号与3307A/R874的结晶度较高，Tx623A/R870最低；糊化性质研究显示，支链淀粉含量较高的沪糯8号和3307A/R874的峰值黏度相对较高，回生值相对较小。因此，从淀粉组成和其性质来看，沪糯8号及3307A/R874酿酒品质较好。

关键词重庆；糯高粱；品质；特性

高粱是酿制白酒的主要原料，根据高粱籽粒的淀粉结构可以分为糯高粱和粳高粱。相关研究表明，糯高粱酿制的白酒品质更好，但糯高粱由于产量低、病虫害高等缺点，不适应“三高”农业及酿酒业的发展需要，目前地方上大多种植一些杂交糯高粱[1]。本研究对重庆地区主栽的几种杂交糯高粱理化指标、淀粉颗粒形态及特性进行了研究，为合理选用酿酒糯高粱品种用于生产提供技术指导。

1材料与方法

1.1材料与试剂

6个糯高粱品种由重庆市农业科学院特色作物研究所提供，分别是晋渝糯3号，渝梁糯2号，Tx623A/R870，3307A/R874，泸糯13号，泸糯8号。

碘化钾(分析纯)、碘(分析纯)、石油醚、无水乙醇、氢氧化钾、单宁酸由成都市科龙化工试剂厂生产，直链淀粉、支链淀粉标准品从Sigma公司购置。

1.2仪器与设备

CP224C电子天平，奥豪斯仪器(常州)有限公司；UV-6000PC紫外可见分光光度计，上海元析仪器有限公司；SCX-2010电热恒温鼓风干燥箱，上海将任实验设备有限公司；Foss Kjeltec-8400凯氏定氮仪，丹麦福斯公司；索氏抽提器，蜀牛玻璃仪器有限公司；扫描电子显微镜S4800，日本日立公司；布鲁克D8X-衍射仪，德国布鲁克公司； TechMaster型快速黏度测定仪、(RVA)，瑞典Perten公司；HR2104型飞利浦搅拌机，飞利浦中国投资有限公司。

1.3方法

1.3.1糯高粱的单宁与水分含量测定

单宁含量按照GB/T 15686—2008进行测定，水分含量的测定方法参照国标GB/T 21305—2007。

1.3.2糯高粱粗蛋白含量测定

采用凯氏定氮法测定。

1.3.3糯高粱的粗脂肪和淀粉含量测定

脂肪含量按照GB/T 5512—1985进行，采用索氏抽提法测定。

采用双波长法测定糯高粱中直链淀粉和支链淀粉的含量[2-3]。称取脱脂糯高粱淀粉样品0.1 g左右，用少量无水乙醇将样品进行湿润，加入1 mol/L KOH 9 mL，在75 ℃处理15 min，定容至50 mL，静置20 min过滤。吸取样品液2.5 mL 2份，分别加入20 mL蒸馏水，以0.1 mol/L HCl调pH 3.5左右，在样品测定液中加碘试剂1 mL，将样品测定液和空白液定容至50 mL混匀，静置20 min，以空白为对照，显色上机。根据直、支链淀粉的双波长标准曲线算出样品的直、支链淀粉含量，从而计算样品总淀粉含量。

1.3.4糯高粱淀粉颗粒形态的扫描电子显微镜(SEM)观察[4]

采用日本日立公司的扫描电子显微镜S4800在不同放大倍数下观察糯高粱淀粉的颗粒形态。

1.3.5糯高粱淀粉颗粒的X射线衍射分析[5]

采用D8 X-衍射仪对不同品种糯高粱淀粉进行衍射图谱绘制。射线衍射条件为：扫描速率为2°/min；扫描范围为4～60°；步宽0.02°；扫描方式为连续。

1.3.6糯高粱淀粉糊化特性分析[6-7]

取不同品种糯高粱淀粉1.5 g，加入23.5 mL蒸馏水，配置浓度为6%的淀粉乳溶液，放入快速黏度仪(RVA)进行测定。测试程序为：从50 ℃开始，在该温度下保持60 s；再以0.2 ℃/s的速率升温至95 ℃(225 s)，在该温度下保温150 s；再按照0.2 ℃/s的速率降温至50 ℃(225 s)，保温120 s。

1.3.7数据处理

2结果与分析

2.1糯高粱的单宁、水分和蛋白质含量

高粱水分含量与气候、土壤等因素有关[8]。从表1可知，6种糯高粱含水量主要在12%左右，无明显差异。不同品种的糯高粱其单宁含量存在一定的差别，由于单宁主要集中在种皮上，因此颜色较深的沪糯8号、3307A/R874，单宁含量较高；而渝梁糯2号和Tx623A/R870由于颜色较浅，其单宁含量较低。在发酵过程中少量单宁对一些有害微生物有一定的抑制作用；同时单宁能产生丁香酸、丁香醛等香味物质，赋予白酒芳香风味。因此，含有适量单宁的糯高粱品种是酿制优质白酒的上等原材料[9]。

表1　6种糯高粱的单宁、水分与蛋白质含量

蛋白质能够在发酵过程中生成氨基酸、酯类等物质，增加酒香味[8]。从表1可以看出，6种糯高粱蛋白质含量为7.35%～9.35%，其中沪糯8号蛋白含量最高，Tx623A/R870的最低。品种、气候及施氮水平都可以影响蛋白质的含量，并且同一品种种植年份不同，施氮量不同，其蛋白质含量也会存在差异。

2.2糯高粱的脂肪与淀粉含量

总淀粉含量=直链淀粉+支链淀粉[2]。直链淀粉及支链淀粉标准溶液的扫描图谱见图1，6种糯高粱淀粉含量见表2。

选择26 μg/mL的直链淀粉和100 μg/mL的支链淀粉标准溶液分别在紫外分光光度计上进行400～1000 nm波段光谱扫描[10]， 通过扫描图谱得知支链淀粉测定波长为λ1(537 nm)，参比波长λ2(750 nm)，直链淀粉测定波长为λ3(634 nm)，参比波长λ4(434 nm)。

图1　直链淀粉和支链淀粉扫描图谱Fig.1　Scanning spectra of amylose and amylopectin

表2　6种糯高粱粗脂肪、直链淀粉和支链淀粉含量

直链淀粉含量与支链淀粉含量之比是影响淀粉性质的最主要因素。由表2可以看出，6种糯高粱的支链淀粉含量都远高于直链淀粉含量，其中3307A/R874、沪糯13号和沪糯8号的支链淀粉含量在70%以上，沪糯8号最高(78.72 %)，而晋渝糯3号、渝梁糯2号和Tx623A/R870的支链淀粉含量在60%左右，Tx623A/R870含量最低(61.19%)。总淀粉含量越高，支链淀粉比重越大，越有利于提高出酒率及酒中的香味物质含量，从而提高白酒的品质[11]。从淀粉含量和组成来看，沪糯8号和3307A/R874酿酒品质最好，而Tx623A/R870酿酒品质最差。

由表2可看出，沪糯8号粗脂肪含量最高(5.24%)，晋渝糯3号和Tx623A/R870含量较低(3.57%和3.69%)。在固态发酵过程中，糯高粱中的脂肪经微生物和生物酶的共同作用能够产生较多的脂肪酸，随蒸馏带入酒体中，使得酒中含有较丰富的多种不饱和脂肪酸[8]。但脂肪过多容易生酸较快，使得酒有杂味，且遇冷易显混浊，因此脂肪含量也不易过高[1]。

2.3糯高粱淀粉颗粒的电镜形貌

淀粉颗粒形状有块状、球形、棒形、肾形等，其颗粒在2～100 μm[12-14]。本文对重庆地区主栽的不同品种糯高粱淀粉进行电镜扫描，结果如图2所示。由图2可以看出，6种糯高粱淀粉的结构相似，淀粉粒径在5～20 μm。淀粉颗粒中大多数为不规则形，颗粒比较大，表面凹陷，少部分颗粒表面呈现类蜂窝状；同时有少部分球形颗粒，粒径比较小，表面光滑。渝梁糯2号、3307A/R874、沪糯13号和沪糯8号表面有膜结构，这说明高粱籽粒中，淀粉颗粒和蛋白结构结合比较紧密，没有完全分开[15]。

2.4糯高粱淀粉颗粒X射线衍射分析

本文对不同品种糯高粱淀粉晶体结构进行了测定，其结果如图3所示。糯高粱淀粉颗粒具有结晶性结构，6种糯高粱淀粉在15.16 °、17.12 °、17.94 °、23.02 °有衍射峰，可以确定糯高粱淀粉的晶体构型为A型。结晶度的大小能够影响淀粉产品的应用性能，由图3可知，6种糯高粱淀粉的X-衍射图谱在强度上有一定的差别，因此取4～30 °值计算几种糯高粱淀粉的相对结晶度值，结果见表3。

天然淀粉的结晶度最高可达40%，多数在15%～35%。从表3可以看出几种糯高粱淀粉的相对结晶度在30%左右， 其中沪糯8号最高， 为34.86%；3307A/R874次之，为34.79 %；Tx623A/R870最低，为28.29%。支链淀粉是结晶的主要成分，而直链淀粉由于线状链较长难于平行取向，因此形成结晶较难[16]。此结果与6种糯高粱淀粉含量和组成结果一致。

图2　6种糯高粱淀粉的扫描电镜图Fig.2　Scanning electron micrographs of six kinds of glutinous sorghum starch

图3　6种糯高粱淀粉的X衍射图Fig.3　X-diffraction spectrum of different glutinous sorghum starch

项目晋渝糯3号渝梁糯2号Tx623A/R8703307A/R874泸糯13号泸糯8号相对结晶度/%32.6331.3128.2934.7933.6534.86

2.5糯高粱淀粉的糊化特性

淀粉糊化特性是淀粉的重要性质之一，决定了其用途。6种糯高粱淀粉糊化指标结果见表4。

表4　6种糯高粱淀粉糊化指标

峰值黏度是由于淀粉充分吸水膨胀后，颗粒之间相互摩擦而使糊液黏度增大，反映了淀粉的膨胀能力[17]。由表4可以看出，峰值黏度最大的是沪糯8号(1361.75 cp)，3307A/R874与沪糯8号差异不显著；最小的是Tx623A/R870(880.67 cp)。由于支链淀粉呈分支结构，并且具有较强的吸水膨胀能力，所以支链淀粉含量较多的沪糯8号和3307A/R874，其峰值黏度相对较高。

当高粱淀粉达到峰值黏度之后，温度开始处于保温阶段，此时膨胀的淀粉粒开始破裂而不再相互摩擦，淀粉黏度逐渐下降，最终达到最低黏度。最低黏度反映了淀粉在高温下的耐剪切能力，能够影响食品加工操作难易[17]。由表4可以看出，Tx623A/R870的最低黏度最低，而沪糯8号最高。

最终黏度是由于温度降低之后淀粉颗粒所包围的水分子运动减弱，淀粉黏度再度升高，其反映了淀粉的回生特性[17]。

回生值是最终黏度与最低黏度的差值，能够显示淀粉冷糊的稳定性和老化趋势，其大小与直链淀粉和支链淀粉含量有关。淀粉分子随着温度的降低，其分子运动减慢，此时直链淀粉、支链淀粉都趋向于平行排列，黏度会逐渐增加，不过直链淀粉分子呈线性结构，在回生过程中有利于平行取向，分子间结合的氢键较多，而支链淀粉分子呈现高度支叉结构，导致分子不利于平行取向，氢键不易形成，所以较难回生[12]。因此支链淀粉含量高的沪糯8号回生值最低，为128.75，支链淀粉含量最低的Tx623A/R870回生值最高为370.33。在酿酒过程中，原料需要经过蒸煮、摊晾等工序，在摊晾时淀粉容易回生，回生后的淀粉就不易被酶分解，因此回生值较小的沪糯8号和3307A/R874相对于其他品种品质更优。

3结论

通过以上研究发现，6种糯高粱淀粉的水分含量无明显差异；沪糯8号和3307A/R874的单宁、蛋白质和脂肪含量相较于其他品种都较高，同时其支链淀粉含量也很高，从淀粉含量和组成来看，沪糯8号和3307A/R874酿酒品质最好；电镜扫描结果表明6种糯高粱淀粉结构相似；糯高粱淀粉X-衍射图谱结果与6种糯高粱淀粉含量和组成结果一致，支链淀粉含量较高的其相对结晶度值也较高，直链淀粉含量最高的其相对结晶度值最低；通过对6种糯高粱淀粉进行糊化性质分析发现，支链淀粉含量高的沪糯8号和3307A/R874回生值较低，支链淀粉含量最低的Tx623A/R870回生值最高，对酿酒而言，回生值较小的沪糯8号和3307A/R874相对于其他品种品质更优。因此，在开展酿酒高粱品种选育时，可以选择3307A/R874这个与沪糯8号品质相近的品种来进行研究。

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Study on the quality characteristics of six kinds of glutinous sorghum in Chongqing

ZHANG Xue-mei，ZHANG Ling*，GAO Fei-hu，LI Xue

(Agro-product Storage and Processing Institute, Chongqing Academy of Agricultural Science, Chongqing 401329, China)

ABSTRACTThe physiochemical indexes，the structure and characteristics of starch from six kinds of glutinous sorghum in Chongqing were investigated. The results showed that the content of moisture in glutinous sorghum from six varieties was about 12%. The contents of tannin in HU Nuo eight and 3307A/R874 were higher than those in Yu Liang two and Tx623A/R870. The content of protein was 7.35%-9.35%. The content of crude fat was 3.57%-5.24%. The content of amylopectin in glutinous sorghum from six varieties was much higher than that of amylose，while their proportion exhibited remarkable difierences. The structures of glutinous sorghum starch from six varieties were similar irregular and spherical shape. Glutinous sorghum starch presented A-type crystalline structure with the relative crystallinity of about 30%, wherein the crystallinity of HU Nuo eight and 3307A/R8 74 were higher, and that of Tx623A/R870 was the lowest. The peak viscosities of HU Nuo eight and 3307A/R874 with higher content of amylopectin were relatively higher，but their regenerative values were relatively smaller. The qualities of wine making with HU Nuo eight and 3307A/R8 74 were better than the other varieties based on the composition and properties of glutinous sorghum starch.

Key wordsChongqing; glutinous sorghum; quality; characteristics

收稿日期：2015-09-17，改回日期：2015-11-26

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201603031

第一作者：硕士，助理研究员(张玲副研究员为通讯作者，E-mail：16244291@qq.com)。