如何酿酒

想酿酒我想酿酒，但不知从哪开始做起，自

生料酿酒概述 罗 文,张水华,王启军 (华南理工大学轻工与食品学院 510640) 摘 要:生料酿酒是一种不需蒸煮原料而直接利用生淀粉发酵产酒的酿酒技术"综述了生料酿酒技术的发展 过程!在中国的生产现状!工艺参数的设定以及生料酿酒和传统酿酒技术的对比优势" 关键词:生淀粉;生料酿酒;优势 中图分类号:TS262。 3;F810。42 文献标识码:C1 生料酿酒的研究进程 1。1 生料糖化的研究进程 生料酿酒发端于世界能源危机,以酒精发酵为切入点 国外有关生料糖化的研究始于20世纪40年代,随着对微生 物酶作用及淀粉结构的认识,推动了生料酿酒的进步和发 展"我国对生料酿酒的研究始于2...全部

  生料酿酒概述 罗 文,张水华,王启军 (华南理工大学轻工与食品学院 510640) 摘 要:生料酿酒是一种不需蒸煮原料而直接利用生淀粉发酵产酒的酿酒技术"综述了生料酿酒技术的发展 过程!在中国的生产现状!工艺参数的设定以及生料酿酒和传统酿酒技术的对比优势" 关键词:生淀粉;生料酿酒;优势 中图分类号:TS262。
  3;F810。42 文献标识码:C1 生料酿酒的研究进程 1。1 生料糖化的研究进程 生料酿酒发端于世界能源危机,以酒精发酵为切入点 国外有关生料糖化的研究始于20世纪40年代,随着对微生 物酶作用及淀粉结构的认识,推动了生料酿酒的进步和发 展"我国对生料酿酒的研究始于20世纪70年代末,直到2 世纪90年代才进入快速发展期[1]" 早在1944年Balls等报道了小麦!玉米的生淀粉能被米 曲霉的浸出液迅速完全转化为可发酵性糖"研究发现生淀 粉和糊化淀粉其酶解的差异只是在水解的速率上"Kneen等 报道了麦芽浸出液能直接水解小麦淀粉,水解能力与A-淀 粉酶的活性有关" 1956年,前苏联学者克列托维奇提出淀粉酶能水解自然 状态的淀粉颗粒,对不同原料的淀粉其水解速度不一样,指 出淀粉颗粒被酶浸蚀,改变颗粒初始状态,其受酶侵蚀速度 随淀粉颗粒相对表面积增加而加大"许多研究表明,葡萄糖 淀粉酶能水解各种生淀粉生成葡萄糖,水解速度与淀粉种类 有关,一般原料被水解的速率依次为:大米>小麦>玉米> 高粱>木薯>甘薯!马铃薯[2]; Ueda等发现,生淀粉水解时,黑曲霉属的淀粉酶水解生 淀粉的能力比米曲霉或麦芽的淀粉酶强"但黑曲霉属的A- 淀粉酶对生淀粉的水解活性非常低,只有葡萄糖淀粉酶对生 淀粉的水解具有较高的活性"1979年后Ueda等人弄清了玉 米!甘薯和木薯等各种淀粉原料进行高效率的酒精生产的条 件[1]" 1。
  2 生料酿酒在我国的研究进程 我国在生料发酵研究方面虽然起步晚,但应用早,发展 快"在1978年,广东丰顺酒厂就搞了生料堆积发酵制白酒 的应用研究,方法是将原料粉碎加大曲!废糟拌匀后投入发 酵窖中,密封发酵28天,出窖后将酒醅加凉水,再加黑曲!小 曲并用硫酸调酸度,不经蒸煮再密封发酵11~15天,蒸酒 效果较好[2]" 1983年,四川省食品工业研究所(四川省食品发酵工业研究设计院前身)对生大米分直接糖化发酵酿制白酒进行了 研究,结果表明:成熟醪含酒量在12%以上,最高达15。
  33%, 比熟料发酵含酒量高,发酵率稳定在90%左右" 1984年,广东番禺大岗酱油厂郭兆泉以大米为原料,淀 粉含量75%,粗蛋白7。7%,粗脂肪0。4%;以黑曲霉制成酒 饼作发酵剂,用量20%,发酵时间夏季约15天,冬季约20d, 出酒率与熟料发酵差异不大" 1986年,辽宁朝阳酒厂做了液态生料酿制白酒的应用研 究,采用自培淀粉酶液体曲和酵母液,对不同用曲量(用酶 量),不同淀粉浓度,不同用糟量和不同糖化方法进行了研 究,获得成功,并在生产上大规模推广应用"其工艺条件为 原料粉碎通过20~40目,按料糟比1B3加入70e的糟液,搅 拌均匀,焖料40分钟后降温至55e加5%的液曲(糖化酶活 力在5000u/ml),待降至30e时按料水比1B1加入冷水,接种 10%的酵母液,发酵70h蒸酒,达到了与熟料工艺一样的效 果[3]" 1989年,卢世明应用生料发酵技术规模地生产了/糯米 酒0,取得了非常显著的经济效益"1992年,又规模生产了 /糯米酒0!/紫米酒0!/清酒0!/小茅酒0!/南瓜酒0等七八个 产品,也取得了可观的经济效益"所生产的/人参三七酒0拿 到北京参展时还被评为/金奖0[4]" 自1996年以来在许多单位和个人的大力宣传和推广 下,我国的生料酿酒技术得到了迅速发展"据不完全统计, 截至目前为止,全国各地用生料酿酒的酒厂已达近万家"采 用生料发酵生产仅白酒一项,其年产量已达到30万t以上, 而且中国的生料酿酒技术已飘洋过海,流入到台湾!越南!缅 甸!泰国,甚至到了非洲的加纳"但是,迄今为止,世界上除 了中国外,没有任何一个国家在采用生料发酵工业化生产酒 精和生产白酒的事例" 2 生料酿酒的理论基础[5,6] 2。
  1 生淀粉的结构 生淀粉常以颗粒状态积蓄于植物的种子!茎!根等组织 中,受细胞壁和外膜保护"淀粉由直链淀粉和支链淀粉组 成"直链淀粉由葡萄糖以A-114糖苷键缩合而成,聚合度较 小"它在水溶液中不是线型分子,而是由分子内的氢键作用 而卷曲成螺旋状,每个环含有6个葡萄糖残基"支键淀粉是 葡萄糖经A-114和A-116糖苷键连接而成,含很多分支结构,每个分支含30个左右的葡萄糖残基,各分支卷曲成螺旋 状,其聚合度较大"直链淀粉分子间在氢键作用下形成束状 结构,不易分散于水中;而支键淀粉由于高度的分支性,结构 比较开放,有利于与水分子形成氢键,因而易于分散在水中" 2。
  2 生淀粉酶 生淀粉酶至今还没有一个严格的定义它为哪一种酶,一 般来说是指可以直接作用!水解或糖化未经蒸煮的淀粉颗粒 的酶"因此生淀粉酶所涉及的酶有好几种,A-淀粉酶!B- 淀粉酶!葡萄糖淀粉酶!脱枝酶中都有对生淀粉作用的成分" 猪胰脏A-淀粉酶对生淀粉具有较好的水解能力,霉菌的A -淀粉酶分解生淀粉的能力较弱,倒是其葡萄糖淀粉酶能较 好地分解生淀粉" 2。
  3 生淀粉糖化的机理 生淀粉糖化酶水解生淀粉与水解糊化淀粉的机理与方 式虽然有相同的地方,即都是从非还原末端外切淀粉的A- 1,4葡糖苷键和A-1,6葡糖苷键,但也存在着很大的差别" 对于糊化淀粉和可溶性淀粉来说,由于在水中水分子可以直 接渗透到淀粉分子内部,淀粉分子在水中呈松散状态,酶极 容易切断糖苷键"而生淀粉颗粒在水中由于其表面与水分 子形成氢键,从而形成水束,生淀粉颗粒表面大量的水束形 成了一层水分子无法通过的水束层"只有当温度升高时水 束层被破坏,水分子渗入淀粉颗粒,使淀粉颗粒膨胀!糊化" 人们称之为/水束隔离模式0"因此,酶是否能与生淀粉颗粒 表面结合是水解生淀粉的关键"生淀粉糖化酶的亲合位不 仅与肽链的氨基酸残基有关,而且与亲合位点中的碳水化合 物有关,当含量高时有利于生淀粉的吸附和水解"淀粉本身 具有一定的吸附能力,当它遇水时,水分子会逐步侵入其内 部,与一部分淀粉分子结合,淀粉胶束间隙逐渐扩大,体积膨 胀,其淀粉卷绕螺旋圈伸展,暴露出许多羟基,它能与其他有 机物质以氢键连结,吸附物质"由于淀粉的吸附作用,加上 糖化酶中有生淀粉亲和力位置存在,使糖化酶更易接近淀粉 粒而催化水解成葡萄糖"总之,生淀粉糖化酶的水解过程 是:吸附,形成酶-淀粉复合体,复合体中水分子破坏维系淀 粉分子螺旋结构的氢键,水解糖苷键" 3 生料酿酒的理论优势 生料酿酒具有节约能源,工艺设备简单,投资少,见效 快,易操作等特点,普遍受到广大中小酿酒厂和小型家庭酿 酒作坊的欢迎"与传统白酒酿造工艺相比,生料酿酒具有以 下优势: 3。
  1 降低能耗,节约成本 传统白酒生产过程中,消耗能量 最大的工是蒸饭和蒸酒工序"其中蒸饭工序消耗整个生产 过程的25%~30%的蒸气,采用生料酿酒工艺可以免去蒸饭 工序,节约能量的消耗"实践证明,与传统酿造技术相比,生 料酿酒可节约能源50%,降低成本37%,降低劳动强度30% 左右,可改善劳动条件,不会出现夏季掉排减产[7]" 3。
  2 提高出酒率 按照理论出酒率计算:/以大米为例,每 100kg大米(淀粉含量为74%),只能生产50度白酒84。09kg" 但是,采用生料酿酒技术生产,每100kg大米(淀粉含量为 74%),却能产50度白酒90kg甚至是90kg以上,大大地超过了理论出酒率"究其原因可能是,熟料工艺因浸泡及蒸料 时间长,可发酵性物质损失大"据酒精生产测定,可发酵性 糖的损失随温度的升高和时间的延长而增加"在温度 130e!原料颗粒直径为1。
  5mm!蒸煮时间30min条件下,可发 酵性物质的损失可达2。6%,而生料酿酒却没有这部分损 失[8]"同时,在生料酿造中所用的酶制剂有糖化酶和根霉淀 粉酶等"某些淀粉分解酶在水解生淀粉时起协同作用,如当 糖化酶和液化酶混用时,其水解能力提高近3倍"这种协同 作用对煮沸过的淀粉不起作用,但能把生淀粉完全水解成葡 萄糖,因而能大大提高出酒率[6]" 3。
  3 保证酒质 生料酒口感的好坏,主要决定于酒曲质量 的好坏,确切地说是生料酒曲内所含的成分和量比的问题 生料酒曲是一种多功能微生物复合酶酒曲,含糖化剂!发酵 剂和生香剂,其中糖化剂要选择适应多种生原料的高浓度 常温条件下能直接较彻底地水解淀粉为葡萄糖的根霉曲;发 酵剂选择耐高温!耐酸和耐乙醇!抗杂菌能力强!产酒能力强 的高活性酵母;生香剂能提高白酒总酯,同时应辅以适量的 酸性蛋白酶!淀粉酶和纤维素酶等以提高发酵速率"由于生 料酿酒的特殊工艺,发酵期较熟料要长,这样就有足够长的 时间产香气物质及其前提物质"经贮存半年品尝鉴定,香 味均达到米香型白酒优级标准[9]" 4 生料酿酒工艺极其工艺参数 生料酿酒生产工艺分固态法生料酿酒和液态法生料酿 酒两种工艺"固态法生料酿酒工艺与传统小曲酒工艺相似 操作较烦琐,劳动强度较大,酒质较好,多用高粱!玉米为原 料"液态法生料酿酒工艺技术简单,操作方便,劳动强度低 出酒率高,适用于大米!玉米等原料,该工业较为普遍"目 前,一般所谓生料酿酒主要指液态法生料酿酒"液态法生料 酿酒工艺如图1[10]所示" 液态法生料酿酒工艺流程 生料酒质量的好坏以及出酒率的高低除了决定于所用 生料酒曲外,还与所用原料!料水比!加曲量!发酵pH!发酵 温度和发酵周期等因素有关"采用不同的原料和工艺参数会对出酒率和酒的品质产生不同的影响" 生料发酵生产白酒有两个重要的生化过程;淀粉转化为 糖和糖转化为酒精"由于原料成分的复杂和发酵条件为酸 性,因此发酵剂中必须含有糖化酶!酵母!酸性蛋白酶!纤维 素酶,为了加强糖化过程配方中常加入根霉曲"李勇[11]采 用单因子实验和正交实验法对发酵剂进行了优化,得到发酵 剂的最佳配方为:糖化酶73%,淀粉酶10%,蛋白酶4%,纤 维素酶5%,耐高温活性干酵母8%"河南的刘德海[12]等分 别以大米!玉米!小麦为原料,加入相同比例的水和0。
  6%的 生料曲进行发酵试验,结果显示成熟发酵醪液含酒量大米 13。5%!玉米11。5%!小麦11。1%,大米发酵产酒量高于玉 米!小麦,而玉米发酵产酒量高于小麦;蒸馏产酒出酒率大米 为84。
  5%!玉米74%!小麦73。6%"采用液体发酵生料酿酒, 加水量不宜过多,但也不能太少"加水量太大,发酵醪液淀 粉浓度低,单位体积酶活低,对醪液糖化与发酵不利,酒度 低;加水量太少,酒醪含酒量略高,但提高幅度不大,残糖高, 原料淀粉残糖没有被菌种分解利用,这主要是由于醪液浓度 高,酶浓度高,糖化分解快"高浓度的糖类,发酵初始的高酒 度抑制了分解发酵速度"实验表明生料酿酒加水量在1B3~ 4为宜"生料发酵的效率与生料曲的添加量有关,但并不是 加曲量越高出酒率越高,这是因为酶浓度增加时,吸附在淀 粉颗粒上的大量的酶分子改变了淀粉分子的结构,变得不利 于酶进一步对生淀粉进行水解"增加生料发酵菌剂的用量, 只能增加发酵起始时酒精的生成量"研究表明生料酿酒时 发酵菌剂的加量以0。
  8%左右为宜"为改善生料酒酒质刘忠 义[13]等采用双曲生料发酵法酿制优质低度米酒,以生大米 为原料,加入0。6%的生料酒曲,料水比为1B3,在发酵第8天 左右加入0。8%的自制传统小曲,发酵10d"实验研究表明, 在生料发酵过程中混合使用传统酒曲可以明显改善生料大 米酒的酒香酒质"pH4是糖化酶及酵母菌的最适pH,促使生 淀粉糖化的酶类主要为淀粉糖化酶,同时pH4时溶液处于酸 性状态,不易污染杂菌,这也是保证生料酿酒顺利进行的必要条件[14];发酵温度过高,抑制正常发酵菌生长,易造成酒 曲中酵母!增香酵母的早衰,发酵不彻底,少出酒!酒质差;温 度低,发酵菌生长缓慢,发酵周期长,易酸败"经试验发酵温 度27~29e,玉米!小麦发酵周期8~10d,不粉碎大米发酵周 期14~18d较合适[7]" 5 生料酿酒与传统固态法和液态法酿酒的对比 生料酿酒的优越性,是与传统的固态法酿酒方法,液态 法酿酒方法(又称新工艺白酒),半固态液态酿酒方法相比较 而言的"为了说明生料酿酒的优越性,仅以固态法白酒,新 工艺白酒与生料酿制的白酒作一简单概略的比较" 5。
  1 传统固态法 所谓固态法,是指酿酒原料经固态发酵!固态蒸馏的酿 酒技术"固态法酿酒技术的缺点如下:耗能耗粮高,原料出 酒率低,生产工艺复杂而且全部是手工操作,难以采用机械 化自动生产,同时劳动强度大"由于上述三个原因,所以生 产成本居高不下" 5。
  2 传统液态法 所谓新工艺法酿酒,是指原料的发酵和蒸馏是在液态下 进行的"采用液态法酿酒,虽然有生产周期短!机械化程度 高!劳动强度大为改善,生产效率提高一倍多,原料出酒率提 高5%以上等等诸多优点,但生产出来的酒醇!酯!酸比例失 调而不能饮用,还必须生产为酒精再采用调香法或串香法才 能制作为白酒,从而增加了工艺!增加了设备!增加了生产成 本"[15] 5。
  3 生料酿酒法 生料酿酒严格说来其工艺只有三道:原料粉碎!发酵!蒸 馏"采用生料酿酒最大的特点是酿酒原料不用浸泡和淘洗, 不用燃料蒸煮就直接进入发酵工艺"生料酿酒工艺操作简 单,而且原料出酒率一般可达到70%~80%,大米可达到 90%以上,以50度计算"以上三种酿酒工艺的对比如表2[4] 所示: 从表1可看出,生料酿酒的生产工艺最简单,可减少人 工30%,节约能源35%左右,采用生料酿酒的出酒率最高,能 大大地节约粮食或资源" 6 前景 生料酿酒的优越性和可行性已被充分证明,具有节能, 节粮,降低成本,提高出酒率等优点"生料酒的质量达到国 家要求,风味与传统酒相差无几"生料酿酒将是白酒发展的 方向之一,加上中国的酒文化源远流长,在中国具有广阔的 市场"。
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