黑米米酒的发酵工艺研究

王丽君，孙慧慧，王芮东

运城学院理科实验中心，山西 运城 044000

0 引言

黑米属于禾本科植物，是一种非常珍贵的稻米品种，其类别有红色、黑色、黑红双色等.黑米可分为黑糯米和黑粘米两种，这是由于我国种植条件的差异而造成其品种的不同[1].黑米外表墨黑，营养丰富，有“黑珍珠”和“世界米中之王”的美誉，是一种药、食兼用的大米，其食用价值高，除煮粥外，还可以制作各种营养食品和酒酿[2].《本草纲目》中记载，黑米具有“暖肝强脾、补肾滋阴、活血养目、强身健体”等功能[3～5].米酒又称甜酒或酒酿，属于我国的传统发酵食品，它是以糯米为主要原料，通过霉菌和酵母菌等微生物的作用酿造而成[6].在米酒的发酵过程中，根霉菌生长代谢产生的糖化酶将米粒中的淀粉降解，其降解产物为麦芽低聚糖[7，8]，研究发现，低聚麦芽糖不仅对有益于人体肠道，对人体肠道菌群有调节的作用，同时能促进人体对钙离子的吸收，具有很强的保健功能.

感官评定因其简便、直接以及高效的优点受到多数从事食品人员的青睐，常用于食品品质的评定中，但其容易受到评价人员及外界环境等诸多因素的影响，使得评分结果离散程度较大，较难统一结果.很难对食品的品质做出较准确、客观的评价.模糊数学法是利用数学的方法来精确处理一些无法用数字准确描述的模糊事物或概念.模糊数学感官评价法综合考虑了所有的评定因素，使得评价结果较为合理，已经在食品的感官评定中得到广泛的应用[9～10].

国内外一直都很关注米酒传统工艺的改进研究和相关新产品的开发.现已经开发的有苦荞米酒、沙棘黑米酒、黑米与糯米混合米酒、香米米酒等.比如黄镭等人[11]对糯米、黑米混合甜酒酿主要指标的变化规律进行了研究；林良魁等人[12]在黑米酒酿工艺方面进行了优化.而后大多数研究主要在于其产品的营养成分测定和提升方面，比如刘媛媛[13]对黑米及黑米酒中的抗氧化成分进行了分析；郑向华等人[14]对黑米酒的营养及保健功效进行了研究.本文主要对黑米米酒的发酵工艺进行研究，通过单因素实验研究黑米与糯米的配比，甜酒曲的添加量，发酵温度，发酵时间等参数对黑米米酒发酵工艺的影响.以感官评分为主要评价指标，实验发现当满足以下条件时，感官评分最高：(1)黑米与糯米之比为1∶4；(2)甜酒曲添加量为0.6 %；(3)发酵温度为30摄氏度；(4)发酵时间为36 h.

1 实验材料和设备

实验材料为黑米、糯米和酒曲.实验仪器与设备如表1所示.

表1 实验仪器设备Tab.1 Instruments and equipments used in the laboratory

2 实验方法

实验方法主要包括米酒的酿制、单色素实验和感官评价方法.

2.1 米酒的酿制

参考韩建春[15]等人的米酒发酵工艺方法，在此基础上稍作改进，具体操作要点如下：

(1) 原料处理：黑米、糯米原料，拣出碎米杂质，按比例称取后，用清水淘洗2次～4次至无明显浊水，在常温下浸泡4 h左右，要求浸后手捏易碎，无硬米芯为止.

(2) 蒸煮：将浸泡后的米粒水分沥干，常压下蒸米饭至熟透为止，一般蒸煮30 min左右.

(3) 拌酒曲：米饭蒸熟后用冷开水淋饭至30 ℃～32 ℃后，转移至发酵罐内，按比例添加甜酒曲，搅拌均匀，并在饭中央挖出凹槽，以保证一定的溶氧量.

(4) 发酵：在糊化、淋冷好的米中加入原米质量1.5倍的消毒蒸馏水，在30 ℃的恒温培养箱中发酵36 h.

2.2 单因素实验

此部分主要研究以下几个问题：

(1)黑米与糯米的比例对米酒品质的影响：选择不同的黑米与糯米比例(1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6)，甜酒曲添加量为0.6 %，发酵温度为30 ℃，发酵时间为36 h进行米酒的制作，确定黑米与糯米最佳配比.

(2)甜酒曲添加量对米酒品质的影响：选择不同的甜酒曲的添加量(质量分数0.4 %、0.5 %、0.6 %、0.7 %、0.8 %)，黑米与糯米之比为1∶4，发酵时间为36 h，发酵温度为30 ℃进行米酒的制作，确定甜酒曲的最佳添加量.

(3)发酵温度对酒米酒品质的影响：选择不同的温度(26 ℃、28 ℃、30 ℃、32 ℃、34 ℃)，黑米与糯米比为1∶4，甜酒曲添加量为0.6 %，发酵时间为36 h，进行米酒的制作，确定米酒最佳发酵温度.

(4) 发酵时间对米酒品质的影响：选择不同的发酵时间(24 h、28 h、32 h、36 h、40 h)，黑米与糯米比为1∶4，甜酒曲添加量为0.6 %，发酵温度为30 ℃，进行米酒的制作，确定米酒最佳发酵时间.

2.3 感官评价方法

由10名从事食品专业人员组成评定小组，对米酒的色泽、香气、滋味、体态四个因素进行感官评定，并分设五个等级(好、较好、中等、较差、差)，要求评定人员在评定前不吃辛辣刺激食物，在评定完一个样品后，用清水漱口并间隔5分钟，再评定下一个样品.评定全部完成后，对评定人员的评定数据进行统计分析.

2.4 建立模糊综合评价的数学模型

模糊综合评价数学模型的建立参考刘树萍[16]等人的模糊数学综合感官评价方法，并在此基础上稍做改进，具体建立步骤如下：

(1) 评价对象集Y：评价对象集Y是对需要进行感官评定的产品的一个集合.Y={Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,Y8,Y9}，其中Y1～Y9分别代表本次研究依照四因素三水平正交实验制得的9个米酒，用Yj表示9个米酒的综合评价，其中j=1,2,...,9.

(2)确定评价因素集U：评价因素集U是米酒感官质量构成因素的集合.U={U1,U2,U3,U4},其中U1～U4分别代表本研究中的色泽、香气、滋味、体态4个评价指标，即U1代表色泽，U2代表香气，U3代表滋味，U4代表体态.

(3)确定评价等级集V：评价等级集V为对每个因素评价的集合，V={V1,V2,V3,V4,V5}.本研究中V1代表好，V2代表较好，V3代表中等，V4代表较差，V5代表差.

(4)确定评价权重集X：评价权重是各个因素的重要程度.一般来说，米酒的色泽、香气、滋味、体态对米酒的重要程度是不同的.色泽、香气、滋味、体态这四个因素总分100分，根据10位评价员对米酒的评判，分别给出色泽、香气、滋味、体态所占比重分数，将10位评价员对每个因素给出的分数求和，然后计算出各个因素的平均值，再以平均值除以100，所得结果即为该因素在100分中所占权重.

3 主要结论

3.1 黑米与糯米的比例对米酒品质的影响

由图1可知，黑米∶糯米的比值在1∶6～1∶4之间时，感官评分呈上升趋势，黑米∶糯米比在1∶4～1∶2之间又呈下降趋势,在1∶4时上升至最高分79.5分.随着黑米量的增加一方面是由于在米酒发酵过程中黑米的黑色素会不断渗入酒液中，使得米酒的颜色不断加深；另一方面黑米会使米酒具有特有的黑米香味，随着黑米所占比例的增加，香气会有所增加.当黑米的量增加到一定程度时，米酒色泽较深，口感不协调.当黑米∶糯米为1∶4时，米酒的色泽呈现浅紫红色，香气协调，黑米香味浓郁，口感酸甜适口，因此感官评分最高.

3.2 甜酒曲添加量对米酒品质的影响

图1 黑米与糯米比例对米酒品质的影响Fig.1 Influenceoftheproportionofblackriceandglutinousriceonthevalueofricewine图2 甜酒曲添加量对米酒品质的影响Fig.2 Influenceoftheamountofsweetmelodyonthericewine

由图2可知，甜酒曲添加量在0.4 %～0.6 %之间，感官评分呈上升趋势，在0.6 %～0.8 %之间，感官评分呈下降趋势，加曲量为0.6 %时，米酒的感官评分最高，为81.8分.不同的甜酒曲添加量会影响对米粒的分解程度.酒曲添加量较少时，酒液中根霉数量较少，制得的米酒淡而无味，香气不明显；过多的酒曲又会对米酒中微生物的生态平衡产生一定的影响，影响米酒口感的协调性及某些风味物质的合成，制得的米酒伴有酸涩味，香气不协调；当甜酒曲添加量为0.6 %时，米酒的色泽呈现浅紫红色，香气协调，黑米香味浓郁，口感酸甜适口，因此感官评分最高.

3.3 发酵温度对米酒品质的影响

由图3可知，发酵温度在26 ℃～30 ℃之间，米酒的感官评分呈上升趋势，在30 ℃～34 ℃之间呈下降趋势，在30 ℃时米酒的感官评分最高，为80.4分.这是由于发酵温度偏低时，不利于甜酒曲的生长代谢，酒曲的生物活性较低，使发酵不充分，制得的米酒风味、色泽及口感等都一般；发酵温度偏高时，偏离了酒曲发酵的最适温度，一方面不利于酒曲的生长繁殖，另一方面会促进其他杂菌的生长，制得的米酒口感差，伴有酸涩感，香气不协调，使酒酿品质降低.发酵温度为30 ℃时，根霉与酵母二者所组成的微生物环境是较适合米酒发酵的，制得的米酒香味醇厚，酒体清澈，口感协调，因此感官评分最高.

3.4 发酵时间对米酒品质的影响

图3 发酵温度对米酒品质的影响Fig.3 Influenceofthetemperatureoffermentationonthericewine图4 发酵时间对米酒品质的影响Fig.4 Influenceofthetimeoffermentationonthericewine

由图4可知，发酵时间在24 h～36 h之间，米酒的感官评分呈上升趋势，在36 h～40 h之间又呈下降趋势，在36 h时达最高分82.9分.这是由于发酵时间过短时，酒曲中的菌体处于生长阶段，不能完全降解利用米粒中的营养物质，使得发酵不充分，制得的米酒口感淡，香气不明显.发酵时间过长时，酒体中的菌体数目较多，种类会有所变化，制得的米酒酒味较浓，酸味较重，风味不协调.发酵时间为36 h时，制得的米酒汁液清澈，酸甜适口，香味明显，具有糯米和黑米共同的香味，因此感官评分最高.

4 结论

本文在传统米酒的发酵工艺的基础上，加入了一定比例的营养丰富的黑米，加入的黑米赋予了酒体特殊的色泽与风味，并提高了米酒的营养价值.采用单因素实验对混合甜酒酿的发酵工艺进行研究，考察了黑米与糯米的比例、甜酒曲添加量、发酵温度、发酵时间对米酒品质的影响，实验结果表明黑米与糯米的比例为1∶4、甜酒曲添加量为0.6 %、发酵温度为30摄氏度以及发酵时间为36 h时，所制得的米酒品质最佳.