红稗黑糯米混合发酵酒的工艺研究

朱思洁，苏伟，刘莉

（1.茅台学院，贵州仁怀564501；2.贵州大学，贵州贵阳550025）

近年来，人们对酒的需求逐渐向营养、保健、天然、个性化发展，低度型营养发酵酒越来越受消费者的青睐。红稗具有丰富的营养价值，红稗中人体所需的必须氨基酸和维生素B1含量丰富，以红稗为原料进行深加工，可开发出新型营养产品，提高红稗产品的经济价值。红稗（bacca sedge）始载于滇南本草，是云南民间习用药。别称山红稗、山高粱、野红米草、野高粱、水高粱、野鸡稗、红米和土稗子[1]。红稗作为一种药食兼用的植物，其营养和药用价值均较高。红稗中含有丰富的蛋白质、氨基酸、维生素及矿质元素，但目前对红稗的开发利用及研究报道甚少[2]。目前主要销售的红稗产品有老锄头牌红稗羹、红稗米粉、速溶红稗粉。以红稗为原料进行深加工，有望开发出具有高附加值的功能性食品。

发酵酒是以粮谷、水果、乳类等为原料，经微生物糖化发酵或直接发酵后，利用压榨或过滤的方式获取酒液，经储存调配后所制得的酒精含量小于24%的饮料酒[3]。它含有糖类、糊精、有机酸、醋类、高级醇及多种维生素、大量含氮化合物、氨基酸含量居各种酿造酒之首位完全具备了“含多种氨基酸，发热量高，易被人体消化吸收”这3项认定营养食品的必要条件[4-5]。

酿酒行业结构的调整和发展：“优质、低度、低耗、多品种、高效益”的方针及“4个转变”（蒸馏酒向酿造酒，高度酒向低度酒，粮食酒向果类酒，普通酒向优质酒、营养酒）[6-7]。低度化是当今世界饮料酒发展的大势所趋。而同时具备低度、保健养生、原生态风味和独具民族特色的红稗发酵酒，无疑拥有巨大的市场潜力与发展前景。

1 材料与方法

1.1 材料

红稗：遵义市君惠园食品有限公司；黑糯米：市售；矿泉水：美优特矿泉水；笑仙甜酒曲Q303：贵州立高轻工科技发展有限公司。

1.2 仪器与设备

101型电热鼓风干燥箱：北京市光明医药仪器厂；RE-52AA旋转蒸发器：上海亚荣生化仪器厂；BS124S电子天平：赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；SHB-循环木式多用真空泵：郑州长城科工贸有限公司；DHP-420型电热恒温培养箱：日本HITICHI公司；电热恒温水浴锅：天津市泰斯特仪器有限公司；立式压力蒸汽灭菌器：上海博迅实业有限公司医疗设备厂；pH仪：上海佑科仪器仪表有限公司；WYA（2WAJ）阿贝折射仪：上海申光仪器仪表有限公司。

1.3 发酵工艺

1.3.1 工艺流程

发芽红稗、黑糯米（混合）→洗净→浸泡（24 h）→蒸60 min→摊晾冷却（35℃～45℃）→拌曲→分瓶装→发酵→压榨过滤→杀菌灌装→成品

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 红稗发芽处理

称取0.02775g无水CaCl2于500mL容量瓶中定容制得0.5 mmol/L CaCl2溶液。将红稗浸泡在0.5 mmol/L CaCl2溶液中，15 h～18 h后淘洗2次～3次后均匀平铺于折叠有两层纱布的托盘上，再用一层纱布覆盖于表面置于29℃恒温箱中培养20 h～24 h。

1.3.2.2 洗净

选用新鲜、无霉变的黑糯米。贮存时间长的黑糯米糊粉层含的脂肪会变质，用它做原材料会影响酒的风味。用清水淘洗，冲去米粒表层附着的糠和尘土，同时除去细沙石等杂物。

1.3.2.3 浸泡

使米中的淀粉充分吸水膨胀，疏松淀粉颗粒之间连接，便于蒸煮糊化。浸泡时间为20 h～30 h，由于黑米皮层较厚，吸水性较差，冬天可适当提高水温。以米粒用手指捏米粒成粉状，无硬心为准。米泡不透，蒸煮时易出现生米，米浸得过度而变成粉米，会造成淀粉的损失。浸米时间与浸米温度的关系见表1。

1.3.2.4 蒸饭

将原料平铺于蒸锅中，蒸60 min，要求达到外硬内软，内无白心，疏松不糊，透而不烂和均匀一致，不熟和过烂都不行。

1.3.2.5 摊晾冷却

采用自然摊凉的方法，将米饭摊开，进行自然冷却。待其温度35℃～45℃可进行拌曲。

1.3.2.6 拌曲

当米饭降温至35℃～45℃时，将适量的甜酒曲加入米饭中并拌匀装入玻璃罐中，不得超过玻璃罐容积的2/3，以保持适当的溶氧量。

1.3.2.7 发酵

发酵罐在28℃～34℃条件下恒温培养。发酵的第一天为糖化过程，需搅拌从而增加供氧量，有利于酵母菌活动进行，抑制乳酸菌生长。发酵周期在5 d～7 d，发酵期间应注意避免杂菌污染影响产品质量。

1.3.2.8 压榨过滤

选用洁净的纱布过滤，最大限度的保持酒中的营养物质。

1.3.2.9 灭菌

乙醇的沸点为78℃，故使用巴氏消毒法。采用巴氏灭菌法，温度为60℃，灭菌20 min。将成品酒置于冰箱中低温保存。

1.4 理化指标测定方法

酒精度的测定方法采用比重法[8]；总糖的测定方法采用[9]GB/T 13662-2008《黄酒》（廉爱农法-以葡萄糖计）；可溶性固形物的测定方法采用阿贝折光仪/手持式折光仪[10]；pH值的测定方法采用GB/T 13662-2008；总酸的测定方法采用酸碱中和滴定法-以乳酸计[11]。

1.5 感官评价方法

10人组成评分小组，分别对米酒的形态与色泽、香气与香味，酸度与糖度，口感进行感官评分，最后整合10个人的得分情况，以100评分后折算为10分制，得出综合评分。评价指标及评分值见表2。

表2 红稗黑糯米混合发酵酒的感官评价指标Table 2 Sensory evaluation standard of Bacca sedge and black glutinous rice wine by mixed fermentation

1.6 单因素试验

以产品的酒精度、感官评价为检验指标，分别考察酒曲添加量、红稗与黑糯米比例、培养时间、培养温度对红稗黑糯米混合发酵酒产品质量的影响。单因素试验因素水平见表3。

表3 单因素试验因素水平表Table 3 Factors and levels of single factor experiment

1.6.1 加曲量对产品质量的影响

加曲量会影响酒发酵速度、酒中各组成成分，而且对酒的口感也有明显的影响。加曲量过高或过低，都会使酒的苦淫味加重。按照1.3.1红稗黑糯米混合发酵酒的加工工艺，加曲量分别为0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%，此时的红稗与黑糯米质量比为1∶1、发酵时间为7 d、发酵温度32℃恒温发酵。通过产品的感官评定和酒精度综合判定最佳加曲量。

1.6.2 红稗与黑糯米比例对产品质量的影响

在确定最佳加曲量的情况下，按照1.3.1红稗黑糯米混合发酵酒的加工工艺，红稗与黑糯米质量比分别为1∶0.5、1 ∶0.7、1∶1、1 ∶1.5、1 ∶2，此时加曲量为0.4%，发酵时间为7 d，发酵温度32℃恒温发酵。通过产品的感官评定和酒精度综合判定红稗与黑糯米的最佳比例。

1.6.3 发酵温度对产品质量的影响

温度影响微生物的生命活动，温度过高或过低都会影响微生物的新陈代谢，从而影响就得风味。按照1.3.1红稗黑糯米混合发酵酒的加工工艺，温度分别为28、30、32、34、36℃恒温发酵。此时的加曲量为 0.4%，红稗与黑糯米的质量比为1∶2，发酵时间为7 d。通过产品的感官评定和酒精度综合判定最佳发酵温度。

1.6.4 发酵时间对产品质量的影响

在加曲量、红稗与黑糯米比例、发酵温度确定的情况下，按照1.3.1红稗黑糯米混合发酵酒的加工工艺，设定时间分别为 3、4、5、6、7 d。通过产品的感官评定和酒精度综合判定最佳发酵时间。

1.7 正交试验

以感官评定和酒精度综合考察红稗黑糯米混合发酵酒的品质，在单因素试验的基础上，以加曲量、红稗与黑糯米比例、发酵温度、发酵时间设计四因素三水平的正交试验优化黑糯米红稗酒的工艺条件。试验结果按酒精度和感官评分的加权平均分计算（各占比例为酒精度占60%，感官评分占40%）正交试验因素与水平见表4。

表4 正交试验因素与水平表Table 4 Factors and levels of orthogonal combination experiment

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 加曲量对红稗黑糯米混合酒产品品质的影响

根据1.6.1试验方法，红稗与黑糯米比例为1∶1、发酵时间为7 d、发酵温度32℃，分别向原料中添加0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%的甜酒曲。所得的该组产品的感官评分及酒精度如图1所示。

由图1可见，随着加曲量的增加感官评价先降低后增加而后降低，而酒精度都呈先上升后降低趋势，当加曲量增加到0.4%时，产品的酒精度达到最高，此时的感官评分也最好。继续增大加曲量，产品的酒精度、感官评分都逐渐下降。在加曲量少时，根霉含量也不多，糖化速度缓慢，酒中的各项指标均低[13]。当加曲量大时，酒中的微生物将过多的营养物质转化为高级醇和其他副产物，导致酒精度下降[14]。通过感官品尝，在加曲量为0.4%时，酒香浓郁、酸甜适口。加曲量过多，酒中的苦淫味加重。因此确定最适加曲量为0.4%。

图1 加曲量对产品品质的影响Fig.1 Effect of saccharification content on the quality of wine

2.1.2 红稗与黑糯米比例对红稗黑糯米混合酒产品品质的影响

根据1.6.2试验方法，红稗与黑糯米原料配比分别按 1∶0.5、1∶0.7、1 ∶1、1 ∶1.5、1 ∶2（质量比），此时酒曲的添加量为0.4%，发酵时间为7 d，发酵温度32℃恒温发酵。所得的该组产品的感官评分及酒精度如图2所示。

图2 红稗与黑糯米比例对产品品质的影响Fig.2 Effect of Bacca sedge lack glutinous rice on the quality of wine

由图2可见，随着黑糯米量的增加，产品的感官评分和酒精度均增加。胚乳是淀粉等营养物质的主要贮存场所，红稗种子胚乳约占种子体积的三分之二，分布在红稗种子的一侧，种皮和果皮紧密相连，不易分离，由2层～3层细胞构成，用以保护胚、胚乳等内部组织，所以红稗中的淀粉含量多，但利用率低[15]，发酵后产品的口感不如黑糯米好，感官评分低。从图中我们可以看出，在红稗与黑糯米的比例为1∶2时，产品的感官评分达到最好。但在1∶0.7时产品的酒精度最高，考虑到感官评分中存在一定的主观性，所以以酒精度为主要评定指标，确定最佳比例为1∶0.7。

2.1.3 发酵温度对红稗黑糯米混合酒产品品质的影响

根据1.6.3试验方法，红稗与黑糯米的比例为1∶2，酒曲的添加量为原料的0.4%，分别放于温度为28、30、32、34、36℃恒温箱中恒温发酵7 d。所得的该组产品的感官评分及酒精度如图3所示。

图3 发酵温度对产品品质的影响Fig.3 Effect of saccharification temperature on the quality of sweeten rice wine

由图3可见，当温度在28℃～32℃时，产品的酒精度和感官评分随着温度的增加而增加，在32℃时酒精度和感官评分达到最大，温度继续增加，感官评分和酒精度也随之降低。温度在28℃时，微生物的生长代谢速率相对缓慢，32℃达到酵母菌和根霉菌新陈代谢的最适温度，继续升高发酵温度，发酵速度加快，总糖消耗过快，发酵终止也比较快，造成酒精度含量低，当发酵温度为36℃时，酒精度最低。而且发酵温度过高，酒精容易被氧化成酸类物质，酒精度下降并且产生比较刺鼻的气味，发酵速度快，酵母过早消耗，酒体浑浊，影响酒的品质[16]。因此确定发酵温度为32℃。

2.1.4 发酵时间对红稗黑糯米混合酒产品品质的影响

根据1.6.4试验方法，红稗与黑糯米的比例为1∶2，酒曲的添加量为原料的0.4%，分别放于温度为28、30、32、34、36℃恒温箱中恒温发酵，发酵时间分别设定为 3、4、5、6、7 d。所得的该组产品的感官评分及酒精度如图4所示。

图4 发酵时间对产品品质的影响Fig.4 Effect of saccharification time on the quality of wine

由图4可见，产品酒精度随时间增加一直呈上升趋势，产品的感官评分在3 d～5 d呈上升趋势，5 d后感官评分随之降低。发酵前期属于糖化时期，产品中的酒精含量低，发酵时间的延长酒中可发酵性糖转化为酒精，使酒精度上升，继续发酵，酒中的苦味加重，酒味的刺激性变大，随发酵时间的延长酒精度不断升高，但风味不佳，所以综合确定最适宜的发酵时间为6 d。

2.2 正交试验结果

在单因素试验的基础上，选用加曲量、红稗与黑糯米比例、发酵温度、发酵时间四因素进行三水平正交试验，对红稗与黑糯米混合酒工艺进行优化，正交试验设计及结果见表5。

表5 L9（34）正交试验结果Table 5 The test result of orthogonal combination experiment

分析试验结果表明，最佳工艺条件组合为：A3B1C3D2，即酒曲添加量为0.5%，红稗与黑糯米比例为1∶2，发酵温度为32℃，发酵时间为7 d。由极差R可知，对成品品质的影响大小顺序为：C＞D＞B＞A，即对产品品质影响最大的因素是时间，影响因素最小的是加曲量。

2.3 理化指标测定结果

按照1.4理化指标测定方法对最佳工艺条件下即酒曲添加量为0.5%，红稗与黑糯米比例为1∶2，发酵温度为32℃，发酵时间为7 d所得产品的理化指标进行测定。所得测定结果见表6。

表6 红稗与黑糯米混合发酵酒最佳工艺理化指标测定结果Table 6 The physical and chemical index of Bacca sedge and black glutinous rice wine by mixed fermentation

3 结论与讨论

通过按照发芽红稗、黑糯米（混合）→洗净→浸泡（24 h）→蒸60 min→摊晾冷却（35℃～45℃）→拌曲→分瓶装→发酵→压榨过滤→杀菌灌装→成品的工艺路线进行单因素和正交试验，得到红稗黑糯米混合发酵酒的最佳工艺条件为：加曲量为0.5%，红稗与黑糯米比例为1∶2，发酵温度为32℃，发酵时间为7 d，在此工艺条件下获得的产品清澈透明，呈玫瑰红，有光泽，米粒完整，质地均一，酒味浓郁，酒体醇厚协调。红稗黑糯米混合发酵酒的研究开发不仅提高了红稗的市场价值带来一定的经济效益，同时它作为低度型保健酒的定位也迎合了大多数消费者需求，具有一定的市场销售潜力。

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