复合酶法生产燕麦酒的工艺研究

关正维，杨志科

(昆明雪荞食品有限公司，云南昆明650000)

燕麦是一类抗旱、抗寒、耐瘠、喜阴凉的长日照、一年生作物，属禾本科早熟禾亚科燕麦属[1]。燕麦起源于我国[2]，其种植面积仅次于小麦、水稻、玉米而居于粮食作物的第4位[3]。昭通市昭阳区是云南省燕麦的主产区。

现代营养学和医学研究表明，燕麦含有丰富的蛋白质、脂肪、碳水化合物、钙、磷、铁、维生素B1、维生素B2、尼克酸、β-葡聚糖等营养成分，具有抗氧化、降胆固醇、治疗心血管疾病和减少低密度脂蛋白氧化等多种功能[4]。我国已研制的燕麦制品主要包括燕麦片、燕麦粉、燕麦面包、燕麦米、燕麦饼干、燕麦挂面、燕麦饮料、燕麦火腿、燕麦精和燕麦功能制品(如燕麦葡聚糖)等[5]。

以燕麦为原料酿酒，研究主要以燕麦发酵酒居多，主要包括燕麦啤酒、燕麦黄酒、燕麦保健酒及燕麦发酵饮料[6-13]。酿造工艺与传统工艺相差不大，在酿造过程中用到的酶制剂主要有起液化作用的高温α-淀粉酶、起糖化作用的糖化酶，降解蛋白质和葡聚糖的蛋白酶和β-葡聚糖酶。

对燕麦蒸馏酒的研究较少，查到的文献仅有1篇[14]。其生产工艺为川法小曲白酒生产工艺，酿造中用到的糖化发酵剂为小曲，发酵过程加配糟，发酵时间较短,仅有9 d。其生产工艺与云南小曲白酒生产工艺有所不同，本论文的主要目的在于研究确定复合酶法酿造云南小曲清香型燕麦酒的生产工艺。本研究不仅有助于解决昭阳区当地燕麦滞销、贱卖的问题，而且可为燕麦的深加工探寻新的出路。

1 材料与方法

1.1 材料及试剂

燕麦：购自昭通市昭阳区大山包种植农户，要求无虫蛀、无霉变、颗粒均匀饱满、杂质少、干净、水分含量在14%以下。

复合酶：实验室自配，主要含糖化酶、淀粉酶、木聚糖酶等。

酿酒高活性干酵母，安琪酵母有限公司；其余试剂均为国产分析纯。

1.2 试验方法

1.2.1 燕麦小曲酒生产工艺流程

燕麦➝浸泡➝初蒸➝焖水➝复蒸➝摊晾➝第一次、第二次下曲糖化➝出箱➝第三次下曲➝发酵➝蒸馏➝贮存

1.2.2 操作要点

泡粮：在泡粮桶里加入适量的水，用蒸汽加热至70℃以上，称取50 kg燕麦，淘洗两次后置于泡粮桶，反复搅拌均匀，搅拌均匀后水温保持在65～70℃，搅拌均匀静置后，水面超出粮面约20 cm，泡粮时间20～22 h。经浸泡后的燕麦要求：充分吸水膨胀，用手轻捻即开，捻开后内无生心。

蒸粮（初蒸）：将泡好的燕麦倒入蒸煮锅，开始蒸粮，圆汽后开始计时，蒸粮30 min，蒸粮过程中蒸汽压力保持稳定；蒸好的粮食要求燕麦基本都已蒸熟，用手捻开后，内无生心。

焖粮（煮粮）：蒸粮结束后，顺着煮粮锅内壁慢慢将冷水注入，直到水面超出粮面约10 cm，此时保持锅内微沸即可；焖水约1 h左右；焖粮要求燕麦裂口率达到90%以上。

二次蒸粮（复蒸）：放掉焖粮水，复蒸30 min；二次蒸粮要求粮表面水分合适，不黏着在一起，呈流沙状。同时将后续用到的器具放入蒸煮锅内一并蒸煮杀菌。

摊晾下曲：快速将蒸好的粮食摊晾到晾床上，快速冷却到35℃左右，摊平第一次下曲；待粮醅温度下降至30℃左右进行第二次下曲；下曲完毕后，粮醅品温控制在28℃以下（夏季在25℃以下）。摊晾下曲降温时间控制在1 h内完成，减少感染杂菌的机会。本轮下曲量为全部用曲量的80%。

糖化：将拌好曲的燕麦粮醅装入糖化箱进行糖化；糖化箱内粮醅厚度不超过30 cm，四周稍厚，中间较薄；粮醅表面加盖棉布，控制糖化箱温度在30℃，糖化20～24 h，糖化后温度在35℃左右即可出箱；糖化的效果直接影响到发酵的好坏，进而影响到酒质的优劣和出酒率的高低，因此糖化过程一定要控制好温度，精细操作。糖化好的酒醅，有淡淡的酒味和清香味，无杂味，尝之微甜。

出箱发酵：将剩余20%的酒曲均匀铺撒于糖化后的粮醅上，拌匀。反复搅拌待温度降至28℃（夏季在25℃以下），装桶发酵；装桶时粮醅要轻撒于桶内，装到离桶口10 cm处即可。将装好粮醅的发酵桶移到发酵室进行发酵，发酵室温度控制在15℃左右，发酵桶上贴好标签，标签上须注明发酵时间，每批次发酵桶集中放在一起。

蒸馏：将发酵好的酒醅轻撒匀铺倒入蒸煮锅；探汽上甑，边装甑边上汽，看到有汽冒出及时，用酒醅盖住；装好甑后，连接好导气管，装好密封环，缓火蒸馏，蒸馏过程中要注意压力稳定，气压不能忽大忽小。

陈酿贮存：入库酒度55%vol以上；陈酿容器为陶土坛；陈酿环境恒温恒湿，扰动较少。陈酿时间3个月以上。

1.3 理化指标的测定

1.3.1 燕麦成分测定

1.3.1.1 燕麦水分、灰分、粗淀粉、粗蛋白、粗脂肪的测定

水分含量的测定：GB/T 5009.3—2003；灰分含量的测定：GB/T 5009.3—2003；粗脂肪含量的测定：GB/T 14489.2—2008(索氏抽提法)；粗蛋白质含量测定：GB 2905—1982；粗淀粉含量的测定：GB 5006—1985(旋光法)。

1.3.1.2 燕麦中不同种类脂肪酸的测定

脂肪酸的测定：采用甲酯化反应法测定，称取0.50 g燕麦样品于5 mL离心管中，加入2 mL正己烷，振摇0.5 min，室温下放置过夜后，吸取1 mL上清液放入另一个5 mL离心管中，加入1 mL甲醇-BF3进行甲酯化反应，在室温下反应1 h，取上清液分析。色谱条件：HP-1毛细柱(30m×320μm×0.25μm)，柱温220℃，FID检测器温度280℃，进样温度250 ℃，分流比1∶50，空气流速 450 mL/min，氢气流速 40 mL/min，氮气压力0.5 MPa，进样1μL。

1.3.1.3 燕麦中氨基酸含量测定

氨基酸组成的测定：样品酸解后，采用临苯二甲醛(OPA)柱前衍生高效液相色谱分析，采用L-8800氨基酸自动分析仪测定氨基酸的种类和含量。

1.3.2 酒醅中还原糖含量的测定

参照《白酒生产技术全书》中固体发酵酒醅分析之还原糖的测定进行测定。

1.3.3 燕麦酒酒精度、总酸、总酯、甲醇的测定

酒精度的测定方法为：GB 5009.225—2016[16]食品安全国家标准酒中乙醇浓度的测定中的酒精计法。

总酸、总酯、甲醇的测定方法为：GB/T 10345—2007[17]白酒分析方法。

1.3.4 原料出酒率的计算

2 结果与分析

2.1 燕麦成分分析结果

2.1.1 燕麦水分、灰分、粗淀粉、粗蛋白、粗脂肪的测定结果与分析

根据“实验方法1.3.1.1”对燕麦原料进行成分测定。实验结果见表1。

2.1.2 燕麦中不同种类脂肪酸的含量分析

表1 燕麦组成成分表 (%)

根据“实验方法1.3.1.2”对燕麦原料进行脂肪酸测定。实验结果见表2。

表2 燕麦不同种类脂肪酸含量表 (%)

燕麦中脂肪酸含量和种类丰富，其中棕榈酸、油酸、亚油酸含量较多。

2.1.3 燕麦中氨基酸含量测定

根据“实验方法1.3.1.3”对燕麦原料进行氨基酸含量测定。实验结果见表3。

表3 燕麦中氨基酸含量表 (mg/g)

燕麦中8种必需的氨基酸含量均比较丰富，此外，谷氨酸和天冬氨酸含量也较高。

2.2 复合酶添加量对燕麦醅糖化效果的影响

在投粮量、泡粮水温、泡粮时间与蒸粮时间相同的条件下，复合酶添加量按投粮量的0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%比例进行糖化，糖化时间为14 h、16 h、18 h、20 h、22 h、24 h，分别取样测酒醅中还原糖的平均含量，同时记录该糖化时间点的粮醅平均温度，结果见表4。

从表4可以看出，复合酶添加量为0.2%时，由于添加量太少，酶解效力较低，放热少，导致粮醅温度几乎与同期室温相同，无变化。当复合酶添加量大于0.2%时，随着复合酶添加量的增加和糖化时间的延长，粮醅中还原糖含量逐渐增加，粮醅温度逐渐上升。根据生产实践，糖化后出嫩箱和老箱均对后期的发酵有不利影响，嫩箱和老箱的重要判断指标即为糖化出箱时粮醅中还原糖含量的多少，一般出箱时还原糖含量在2%左右较好，出箱温度在35℃时为宜。用曲量也不能太多，因为酿酒业有“曲大酒苦”之说。综上所述，可以初步确定在燕麦糖化阶段，复合酶的添加量为0.8%，糖化时间为22 h有利于后期的发酵。

表4 复合酶添加量对粮醅糖化效果的影响

表5 发酵时间对原料出酒率和酒质的影响

2.3 发酵时间对原料出酒率和酒质的影响

在投粮量、泡粮水温、泡粮时间与蒸粮时间相同，复合酶的添加量为0.8%，糖化时间为22 h的条件下，分别计算发酵15 d、18 d、21 d、24 d、27 d、30 d、33 d、36 d的原料出酒率，并检测同期总酸、总酯和甲醇的含量。结果见表5。

从表5可以看出，发酵时间在30 d内，随着发酵时间的延长，原料出酒率在增加，总酸、总酯的含量也在增加，甲醇含量逐渐降低；在发酵30 d时，原料出酒率达到最大值，以原酒55%vol计为54.4%。当发酵时间超过30 d后，原料出酒率有所下降，总酸、总酯含量虽有增加，但增幅较小。原因可能是原料发酵30 d后，酒精发酵基本结束，随着发酵时间的延长，后期主要以酒精转化为酸酯成分为主，出酒率会有部分下降。因此，从各项指标来看，燕麦酒的发酵时间以30 d为宜。

3 结论

本研究以昭通产燕麦为原料，用本实验室自主研制的复合酶为糖化发酵剂，初步确定了复合酶法生产小曲清香型燕麦酒的生产工艺：泡粮水温65～70 ℃，泡粮时间20～22 h，初蒸30 min，焖水60 min，再复蒸30 min，复合酶添加量为0.8%的条件下，糖化22 h，出箱温度控制在35℃，发酵时间30 d，燕麦原酒以55%vol计，出酒率可达54.4%。

所产小曲清香型燕麦酒酒体清亮透明，无悬浮物，无沉淀，清香纯正，具有浓郁的乙酸乙酯香气和燕麦特殊的粮香，酒体醇和协调，爽净。总酸、总酯含量达到云南小曲清香型白酒高度酒（酒精度为40%vol～69%vol）的理化指标（标准规定：总酸(以乙酸计，g/L)≥0.4，总酯(以乙酸乙酯计，g/L)≥0.6）[18]。甲醇含量较低。

采用本工艺生产燕麦酒，成本及利润核算如下：按市场最高价计，1 t燕麦售价4000元，每吨燕麦酒曲成本200元，每吨燕麦人工成本500元，每吨燕麦能源成本500元，其他成本约500元。按出酒率54%计，可产55%vol燕麦酒540 L，按燕麦酒市场中间价50元/L计，总产值为27000元，除去生产成本5700元，每吨燕麦可增加附加值21300元。由此可见，通过本工艺生产燕麦酒，燕麦附加值提升显著。这对于当地农民而言不失为一种脱贫致富的好方法。