传统房县黄酒酿造工艺研究

朱正军，万端极，卢扬成，谢逾群，徐 斌，张爱帝，陈茂彬，曹敬华*

（1.湖北工业大学 发酵工程教育部重点实验室 工业发酵湖北省协同创新中心 湖北省工业微生物重点实验室，湖北 武汉 430068；2.房县黄酒和发酵产业局，湖北 十堰 442100）

黄酒是以谷物为原料，利用酒药、麦曲或米曲所含的多种微生物参与酿制而成的一种低酒精度发酵原酒[1]，保留了发酵过程中产生的各种营养成分、风味成分[2]和活性物质[3]，其风味独特，在中国及东南亚广受消费者喜爱[4]。我国黄酒的品种很多，以绍兴黄酒、即墨老酒、上海老酒等为代表，根据酿造原辅料、糖化发酵剂和生产工艺等的不同，产品风格也各不相同[5]。

房县黄酒具有区别于绍兴黄酒和上海黄酒等的独特产品特点，含有丰富的氨基酸、多肽、多酚等营养物质，主要风味物质为β-苯乙醇、乳酸乙酯、异戊醇、异丁醇、乙酸乙酯、正丙醇和丁二酸二乙酯等，具有高β-苯乙醇和低异戊醇的独特优点。

房县黄酒发酵采用典型的边糖化边发酵的方法，使用自产小曲，发酵过程中不加麦曲，不加纯酵母，酒体乳白色或淡黄色，米香浓郁，具有黄酒特有的醇香，酒体鲜甜、甘冽，爽净，沁人心脾。目前，对传统房县黄酒酿造工艺的研究十分匮乏，房县黄酒主要是以经验和作坊式工艺酿酒，缺乏科学、系统的理论研究基础。本试验通过单因素和正交试验对传统房县黄酒酿造工艺进行研究和优化，以期为房县黄酒的工业化生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

糯米、酒药：房县黄酒和发酵产业局；硫酸、硫酸铜、酒石酸钾钠、氢氧化钠、葡萄糖、酚酞、次甲基蓝（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

AR1140电子分析天平：奥克斯国际贸易有限公司；PHX智能生化恒温培养箱：宁波莱福科技有限公司；FE-20pH计：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；2004酒精计：余姚仪表二厂有限责任公司。

1.3 方法

1.3.1 房县黄酒加工工艺流程

1.3.2 操作要点

①浸米：糯米用水浸泡5～8 h至米粒充分吸水。

②蒸煮：将浸泡后的糯米沥干水分，0.05MPa蒸煮20min。③摊凉：蒸熟的糯米摊凉降温至28～30℃。

④糖化：加入0.4%～0.6%酒药和40%～60%水，在陶缸中拌匀搭窝，25～28℃糖化36～48 h。

⑤发酵：糖化之后将醪液混匀，22～30℃发酵15～27d。

⑥灭菌：发酵结束后，立即将罐中物料转移出进行压榨，获得酒液。酒液室温静置澄清24 h，然后65℃煎酒灭菌20～30 min。

1.3.3 理化指标测定

总糖、非糖固形物、酒精度、总酸、氨基酸态氮、β-苯乙醇、异戊醇的测定参见国标GB/T 13662—2008《黄酒》中的方法进行[6]。

1.3.4 氨基酸含量测定

取10 mL样品加入10%磺基水杨酸10 mL混合均匀，于4℃放置2 h，1 000 r/min离心15 min，中速滤纸过滤后，用4 mol/L NaOH调整滤液pH值至8.0，并定容至25 mL，经0.45μm微孔滤膜过滤，用AccQ·FluorReagentKit（P/NWAT 052880）进行衍生处理后，用高效液相色谱法（high performance liquid chromatography，HPLC）外标法测定样品中的游离氨基酸含量[7]。

1.3.5 感官评定方法

选择专业品评人员（10人）按照表1的感官评定标准对房县黄酒进行打分，结果取10人的平均分，满分为100分[8]。

表1 房县黄酒的感官评分标准Table 1 Sensory evaluation standards of Fangxian rice wine

1.3.6 发酵工艺优化单因素试验设计

分别考察酒药接种量（0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%）、料水比（1∶0.3、1∶0.4、1∶0.5、1∶0.6、1∶0.7（g∶mL））、发酵时间（15 d、18 d、21 d、24 d、27 d）、发酵温度（22 ℃、24 ℃、26 ℃、28℃、30℃）对房县黄酒中异戊醇、β-苯乙醇、酒精度及其感官评分的影响。

1.3.7 发酵工艺优化正交试验设计

在单因素试验的基础上，以酒药接种量（A）、料水比（B）、发酵温度（C）、发酵时间（D）为影响因素，以感官评分为评价指标，采用L9（34）正交试验对传统房县黄酒的酿造工艺进行优化，发酵工艺优化正交试验因素与水平见表2。

表2 发酵工艺优化正交试验因素与水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experiments for fermentation technology optimization

2 结果与分析

2.1 酒药接种量对黄酒发酵的影响

图1 接种量对β-苯乙醇和异戊醇含量的影响Fig.1 Effect of inoculum on β-phenylethanol and isoamyl alcohol contents

图2 接种量对感官评分和酒精度的影响Fig.2 Effect of inoculum on sensory score and alcohol content

β-苯乙醇是稻米类黄酒在发酵过程中产生的特征性成分，以原料中的氨基酸为底物，利用Erlich反应产生，β-苯乙醇具有玫瑰花香和蜂蜜香，为黄酒带来悦人香气[9-10]。饮用黄酒易“上头”，主要原因是发酵过程中微生物代谢所产生的高级醇如异戊醇、异丁醇含量过高[11-12]，有研究指出[13]，高级醇在人体内的代谢速度比乙醇慢，在机体内停留时间长，造成更持久的刺激。从图1可知，房县黄酒拥有较高的β-苯乙醇含量和较低的异戊醇含量，酒药接种量为0.5%时，β-苯乙醇含量最高，酒药接种量为0.4%时，异戊醇含量最低。从图2可知，随着酒药接种量增加，酒精度含量逐渐升高，而感官评分在接种量为0.5%时最高，该黄酒米香浓郁、鲜甜爽净，而过高和过低的接种量都会导致黄酒的色泽变差，出现异香异味。综合考虑，选择酒药接种量为0.5%。

2.2 料水比对黄酒发酵的影响

图3 料水比对β-苯乙醇和异戊醇的影响Fig.3 Effect of material-liquid ratio on β-phenylethanol and isoamyl alcohol contents

图4 料水比对感官评分和酒精度的影响Fig.4 Effect of material-liquid ratio on sensory score and alcohol content

传统房县黄酒在酿造过程中加水量少，醪液浓稠，含糖量高。由图3可知，随着料水比的增加，β-苯乙醇含量逐渐增高，异戊醇含量先降低后升高，在料水比1∶0.5（g∶mL）时最低，为71.6 mg/L，当加水量较少时，发酵醪液糖度很高，酵母生长代谢受到抑制，导致β-苯乙醇和异戊醇含量降低，而当加水量增加时，发酵醪液得到稀释，酵母生长代谢旺盛，β-苯乙醇和异戊醇含量则随之增加。由图4可知，加水量越高，酒精度越高，但较低和较高的料水比所酿造的房县黄酒感官评分都不高，酒体存在或酸或过甜等缺陷，在料水比为1∶0.5（g∶mL）时，感官评分达到93分，酒体风格典型，口感谐调。综合考虑，选择料水比为1∶0.5（g∶mL）。

2.3 发酵时间对黄酒发酵的影响

图5 发酵时间对β-苯乙醇和异戊醇的影响Fig.5 Effect of fermentation time on β-phenylethanol and isoamyl alcohol contents

图6 发酵时间对感官评分和酒精度的影响Fig.6 Effect of fermentation time on sensory score and alcohol content

随着发酵时间的延长，发酵过程中的微生物从大量增殖到趋于平稳、衰亡。由图5可知，β-苯乙醇含量逐渐增加，在24 d后开始下降，可能是因为前期发酵微生物增殖代谢活动旺盛，到发酵后期，酵母衰亡等原因导致其产量不再增加甚至下降；异戊醇含量在27 d时有所增加，可能是因为发酵后期酵母自溶所导致。由图6可知，酒精度随着发酵时间的延长不断上升，前21d内上升趋势较大，21 d后上升趋势趋于平缓；发酵时间为21 d时，感官评分最高，考虑到发酵21 d时β-苯乙醇、异戊醇含量以及酒精度均处于较理想状态，因此选择发酵时间为21 d。

2.4 发酵温度对黄酒发酵的影响

作为酵母生长繁殖重要条件的发酵温度直接影响酒精的生成量和黄酒的质量[14]。酒精酵母最适生长温度为25～30℃，温度低、繁殖慢，温度高、繁殖快[15]。由图7可知，随着发酵温度的增加，β-苯乙醇和异戊醇含量均呈上涨趋势，其中β-苯乙醇在发酵温度为28℃时达最高达到158.3mg/L。由图8可知，随着前酵温度的升高，酒精度先升高后下降，温度为26℃时，酒精度最高，感官评分也最高。温度较低时，酵母繁殖代谢缓慢，糖转换成乙醇的速度缓慢；当温度过高时，酵母容易衰老和死亡，其繁殖和代谢能力下降，从而丧失对杂菌的抑制优势，容易导致乙醇产生的能力下降以致酒液品质的下降。综合考虑，选择发酵温度为26℃。

图7 发酵温度对β-苯乙醇和异戊醇的影响Fig.7 Effect of fermentation temperature on β-phenylethanol and isoamyl alcohol contents

图8 发酵温度对感官评分和酒精度的影响Fig.8 Effect of fermentation temperature on sensory score and alcohol content

2.5 发酵工艺优化正交试验结果

在单因素试验的基础上，对酒药接种量、料水比、发酵温度、发酵时间进行4因素3水平的正交试验优化，试验结果与分析见表3，方差分析见表4。

由表3极差分析结果可知，对传统房县黄酒感官品质影响的大小顺序为酒药接种量＞发酵温度＞料水比＞发酵时间。传统房县黄酒的最佳工艺条件组合为A2B2C3D3，即酒药接种量0.5%，料水比1∶0.5（g∶mL），发酵温度28 ℃，发酵时间24 d。由表4可知，酒药接种量和发酵温度对产品感官评分的影响均为显著（P＜0.05）。在此工艺条件下，进行传统房县黄酒最优发酵工艺的验证试验，获得传统房县黄酒的β-苯乙醇含量为168.2 mg/L，异戊醇含量为63.5 mg/L，酒精度为17.6%vol，感官评分为94分。

表3 发酵工艺优化正交试验结果与分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments for fermentation technology optimization

表4 正交试验结果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiments results

2.6 理化指标检测结果

对最佳工艺条件下的房县黄酒进行理化指标检测，结果见表5。由表5可知，房县黄酒总糖为154.6 g/L，总酸为7.5 g/L，非糖固形物为32.6 g/L，具有“高糖、高酸、高固形物”的特点，加之房县黄酒多采用山泉水为酿造用水，这形成了与其他品种黄酒截然不同的产品特点。

表5 房县黄酒理化指标检测结果Table 5 Determination results of the physical and chemical indexes of Fangxian rice wine

3 结论

通过单因素试验和正交试验对传统房县黄酒的酿造工艺进行优化，确定其最优酿造工艺为酒药接种量0.5%，料水比1∶0.5（g∶mL），发酵温度28 ℃，发酵时间24 d。在此条件下酿造得到的房县黄酒米香浓郁，柔和甘冽，酒体谐调，具有独特的产品风格，酒精度为17.6%vol、β-苯乙醇含量为168.2 mg/L、异戊醇含量为63.5 mg/L、总糖为154.6 g/L、总酸为7.5g/L、非糖固形物为32.6 g/L、氨基酸态氮为0.47 g/L，氨基酸含量为228.3 mg/L。

[1]CHEN S,XU Y.Adaptive evolution ofSaccharomyces cerevisiaewith enhanced ethanol tolerance for Chinese rice wine fermentation[J].Appl Biochem Biotechnol,2014,173(7):1940-1954.

[2]王培璇，毛 健，李晓钟，等.不同地区黄酒挥发性物质差异性分析[J].食品科学，2014，35（6）：83-89.

[3]谢广发.日本清酒保健功能研究现状及其对我国黄酒的启示[J].中国酿造，2009，28（7）：10-11.

[4]MO X L,FAN W L,XU Y.Changes in volatile compounds of Chinese rice wine wheat Qu duringfermentation and storage[J].J I Brewing,2009,115(4):300-307.

[5]刘芸雅.绍兴黄酒发酵中微生物群落结构及其对风味物质影响研究[D].无锡：江南大学，2015.

[6]郭新光，许荣年，胡志明，等.GB/T 13662—2008黄酒[S].北京：中国标准出版社，2008.

[7]张 博，郑联合，余雪梅，等.添加淋饭酒母对液态法酿制清爽型山兰黄酒品质及风味的影响[J].中国酿造，2013，32（10）：61-65.

[8]刘竹青，于 梅.蛹虫草甜米酒的酿造工艺研究[J].中国酿造，2017，36（9）：177-181.

[9]高蕙文，沈 艺，杨春芳，等.关于黄酒标准的理解及探讨[J].食品安全质量检测学报，2013，4（2）：613-615.

[10]芦智远，张耀武，李雪娟，等.固相萃取-气相色谱法测定黄酒中β-苯乙醇含量[J].食品科学，2017，38（24）：213-217.

[11]黄桂东，彭家伟，钟先锋，等.半干型绍兴黄酒中主要高级醇含量检测及其香气贡献分析[J].中国酿造，2017，36（10）：159-162.

[12]邱修柄.米香型白酒上头成分的形成机理及控制措施研究[D].广州：仲恺农业工程学院，2014.

[13]张邦建，李长文，梁慧珍，等.应用SAS软件优化分析影响固态发酵白酒杂醇油的生成因素[J].酿酒科技，2011（5）：46-49.

[14]左楠楠.红曲黄酒酿造关键技术的研究[D].金华：浙江师范大学，2013.

[15]傅祖康，杨国军.黄酒生产200问[M].北京：化学工业出版社，2010：224-225.