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3种高粱的酿酒工艺参数研究

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28 酿酒科技2016年第8期(总第266期)·LIQUOR—MAKING SCIENCE&TECHNOLOGY 2016No.8(To1.266) DOI:10.13746 ̄.njkj.2015093 3种高梁的酿酒工艺参数研究 刘 涵 ,沈才洪 ,敖宗华 ,邓 波 ,秦辉。,蔡小波 ,周海燕 (1.四川理工学院,四川自贡643000; 2_泸州老窖集团有限责任公司,四川泸州646000;、 3.国家固态酿造工程技术研究中心,四川泸州646000) 摘要: 以糊化率为指标,对山西高粱、澳大利亚高粱、内蒙古高粱的润粮条件、粉碎度、蒸粮时间分别进行了研 究,确定了3种高粱的润粮工艺、粉碎度、蒸粮时间。 关键词: 高梁; 润粮; 蒸粮; 白酒 中图分类号:TS262-3;TS61.2;TS261.4 文献标识码:A 文章编号:1001—9286(20l6)08-0028-05 Technical Parameters of 3 Kinds of Liquor。-Making Sorghum LIU Han ,SHEN Caihong ,AO Zonghua ,DENG Bo ,QrN Hui ,CAI Xiaobo2 and ZHOU Haiyan。 (1.Sichuan University of Science and Engineering,Zigong,Sichuan 643000;2.Luzhou Laojiao Group Co.Ltd.,Luzhou,Sichuan 646000;3.N ̄ional Engineering Technology Research Center of Solid-state Brewing,Luzhou,Sichuan 646000,China) Abstract:In this study,the technical parameters of 3 kinds of liquor-making sorghum(Shanxi sorghum,Australian sorghum and Inner Mongo— lian sorghum),including sorghum moisturizing conditions,comminution degree,and sorghum s ̄aming time were studied respectively and the best technical conditions were summed up with gelatinization rate as the evaluating index. Key words:sorghum;grain moisturizing;grain steaming;Baijiu 高粱,又称蜀黍,因其高淀粉含量而成为酿酒的主要 原料,我国的茅台、五粮液、泸州老窖、汾酒等名酒都是以 高粱来源:内蒙古高粱、山西高粱、澳大利亚高粱。 1.1.2仪器 高粱为主要原料酿制而成u 。不同品种的高粱支链淀粉 水浴锅(上海~恒科技有限公司);pH计(上海精密 含量、物理特性差异较大口 ,这种理化品质的差别导致所 科学仪器有限公司);精密电子天平(梅特勒一托利多仪  酿白酒产量及风味有所不同 。我国北方高粱多为杂交 器公司),等。粳高粱,四川高粱多为糯质高粱 ,淀粉组成、结构、性质 1.1.3试剂 的不同使其具有不同的糊化特性 ,糯高粱吸水量小、吸 斐林试剂溶液(国标);0.1%标准葡萄糖溶液;0.1 mol/L 水快、糊化温度高、吸水膨胀率小 ,北方高粱的吸水率、 氢氧化钠溶液;200 g/L氢氧化钠溶液;2%可溶性淀粉溶 糊化率等2项指标均低于糯高粱 。研究不同高粱的工 液;0.1 mol/L盐酸;1:4的盐酸。 艺参数对我国酿酒业的发展具有重要意义。 乙酸一乙酸钠缓冲液:乙酸钠6.7 g,冰乙酸2.6 mL, 用蒸馏水溶解定容至1000 mL。 本研究以山西高粱、内蒙古高粱和澳大利亚高粱为 原料,拌和同一批出窖糟醅,经不同工艺润粮蒸粮,以糊 艺参数,为生产中不同来源高粱酿酒工艺的调整提供理 论依据。 糖化酶液:称取2O g酶(酶活50000 U/g),溶解于 1.2实验方法 化率及出甑糟醅感官为指标,研究这3种高粱的酿酒工 500 mL乙酸一乙酸钠缓冲液中。 1.2.1测定原理 1材料与方法 1.1材料、试剂及仪器 1.1.1 原料 取待测定出甑糟醅称等重2份,编号分别为A、B,加 适量水,A样直接加糖化酶液糖化,B样加盐酸酸解。分 别测A样、B样的还原糖含量,A样与B样的还原糖比值 即为该样品的糊化率。 基金项目:国家科技支撑计划项目“优质高粱高效生产技术研究与示范”(2Ol4BAD07B02)。 收稿日期:2015—03—10;收稿日期:2015—05—11 作者简介:刘涵(1988一),女,在读硕士研究生,主要从事酿酒技术生产研究。 通讯作者:敖宗华(1971一),男,博士,硕士生导师,正高级工程师,发表学术论文数十篇。 优先数字出版时间:2016-06-29;地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160629.1338.006.html。 刘 涵,沈才洪,敖宗华,邓 波,秦辉,蔡小波,周海燕·3种高梁的酿酒工艺参数研究 29 1.2.2糊化率测定方法 用研钵将出甑糟醅中高粱颗粒研磨至烂,准确称取 盐酸调pH值4.4 ̄4.6,加入1.00 g酶粉,100 mL水,放入 影响 润粮水用量不同,3种高粱出甑糟醅糊化率曲线见 2份,各1O,00 g,分别标记为A样和B样。A样用0.1 mol/L 图1,感官结果见表1。 一 55℃恒温水浴锅糖化4 h,糖化液在电炉上煮沸2 airn灭 活,摇匀静置,冷却后,取上清液5 mL稀释1O倍,取5 mL 用斐林试剂法测定还原糖C ;B样加入100 mL 1:4的盐 酸,微沸回流30 min,过滤定容至250 mL,摇匀,取10 mL 至100 mL容量瓶中,用200 g/L NaOH中和至微酸性,定 褂 彝 容,摇匀,取5 mL用斐林试剂法测定还原糖C 。 1.2.3计算方法 糊化率=罟妄 × 。。%。 式中:cA_.一A样稀释液所测得的含糖量; C旷_一B样稀释液所测得的含糖量; m—A样稀释倍数; n———B样稀释倍数。 I.3酿酒工艺参数对3种高粱糊化率的影响 1.3.1润粮工艺对糊化率的影响 1.3.1.1润粮水用量对糊化率的影响 固定高粱用量、糠壳用量,固定润粮水水温、润粮时 间、蒸粮时间,采用同一窖的出窖糟醅,润粮水用量分别 为20%、4O%、60%、80%、90%、100%,测定出甑糟醅 糊化率,感官评价出甑糟醅。 1.3.1.2润粮水温度对糊化率的影响 固定高粱用量、糠壳用量、润粮水用量、润粮时间、蒸 粮时间等参数,采用同一窖的出窖糟醅,润粮水温度分别 为2O℃、40℃、60℃、80℃、90℃、100℃,测定出甑糟 醅糊化率,感官评价出甑糟醅。 1.3.1-3润粮时间对糊化率的影响 固定高粱用量、糠壳用量、润粮水用量、润粮水温度、 蒸粮时间等参数,采用同一窖的出窖糟醅,润粮时间分别 为20 min、40 min、60 min、80 min、100 min、120 min,测定 出甑糟醅糊化率,感官评价出甑糟醅。 1.3.2粉碎度对糊化率的影响 相同润粮条件,相同蒸粮时间,不同粉碎度(过10目 筛占比l0%、30%、50%),测定出甑糟醅糊化率,感官评 价出甑糟醅。 1.3.3蒸粮时间对糊化率的影响 相同润粮条件,相同粉碎度,不同蒸粮时问(20 min、 40 min、60 min、80 min、100 min、120 arin),测定出甑糟醅 糊化率,感官评价出甑糟醅。 2结果与分析 2.1 酿酒工艺参数对3种高梁出甑糟醅糊化率及感官的 图1 3种高粱在不同润粮水用量的糊化率 表1 3种高梁在不同润粮水用量的感官 注:++++代表骨力好,无生心; +~代表骨力好,有生心; ++一代 表骨力好,偶有生心;+--+4-代表骨力一般,无生心;一++代表骨力 差,无生心。 从图1可以看出,随着润粮水用量的增加,糊化率呈 递增趋势。从表l可以看出,山西高粱和内蒙古高梁在 润粮水为2O%时有生心,40%时基本蒸透,60%和80% 时蒸透无生心,且骨力较好,90%和100%时已经糊化过 度,骨力变差。澳大利亚高粱在润粮水为60%时基本蒸 透无生心,90%和100%时蒸透,但由于含水量过高,骨 力变差。综合图1和表1,结合实际生产要求,为进一步 确定合适的酿酒工艺参数,3种高粱润粮水用量选取 50%、60%、7O%3个水平进行正交实验。 润粮水温度不同,3种高粱出甑糟醅糊化率曲线见 图2,感官结果见表2。 图2 3种高粱在不同润粮水温度的糊化率 从图2可以看出,随着润粮水温度的增加,糊化率呈 30 酿酒科技2016年第8期(总第266期)·LIQUOR—MAKING SCIENCE&TECHNOLOGY 2016No.8(To1.266) 表2 3种高梁在不同润粮水温度的感官 高粱和内蒙古高梁吸水快,所需润粮时间较短,澳大利 亚高粱吸水率低,需较长润粮时间。为进一步确定合 适的酿酒工艺参数,在保证骨力好的同时提高糊化率, 山西高粱和内蒙古高粱润粮时间选取100 min、120 min、 140 min 3个水平,澳大利亚高粱润粮时间选取120 min、 140 min、160 min 3个水平进行正交实验。 粉碎度不同,3种高粱出甑糟醅糊化率曲线见图4, 感官结果见表4。 注:++++代表骨力好,无生心;++---代表骨力好,有生心;+++一代 表骨力好,偶有生心;+一+十代表骨力一般,无生心;---++代表骨力 差,无生心。 递增趋势。从表2可以看出,山西高粱和内蒙古高粱在 润粮水温度为20 ̄80℃时均无生心,且骨力好,90℃和 100℃时骨力稍微变差。澳大利亚高粱在润粮水温度为 20℃时偶有生心,40 ̄90℃时蒸透,骨力好,100℃时骨 力稍有变差。实际生产中,使用冷凝器中冷凝水进行润 粮,水温在85℃左右。从表2可看出,85℃时3种高粱 均已无生心,且骨力好,从经济及实际生产操作考虑,润 粮水温度无需优化。 润粮时间不同,3种高粱出甑糟醅糊化率曲线见图 3,感官结果见表3。 一 褂 曩 图3 3种高粱在不同润粮时间的糊化率 表3 3种高梁在不同润粮时间的感官 注:++++代表骨力好,无生心;++---代表骨力好,有生心;++十一代 表骨力好,偶有生心; 一++代表骨力一般,无生心;---++代表骨力 差,无生心。 从图3可以看出,随着润粮时间的延长,糊化率呈递 增趋势。从表3可以看出,山西高粱和内蒙古高粱在润 粮时间为20 min时基本蒸透,40~120 min时蒸透无生 心,且骨力好,结合图3可知,此时糊化率并不高。澳大 利亚高粱在润粮时间为80~120 min时完全蒸透无生 心,骨力好,此时糊化率同样不高。综合图3、表3,山西 图4 3种高粱在不同粉碎度的糊化率 表4 3种高梁在不同粉碎度的感官 注:++++代表骨力好,无生心; +一代表骨力好,有生心; ++一代 表骨力好,偶有生心;+一++代表骨力一般,无生心;---++代表骨力 差,无生心。 从图4可看出,随着粉碎度的增加,糊化率呈递增趋 势。从表4可看出,山西高粱和内蒙古高粱在过10目筛 占10%时偶有生心,澳大利亚高粱在过l0目筛占10% 及30%时均未蒸透,3种高粱在过10目筛占50%时均无 生心且骨力好,因此3种高粱均可以进一步粉碎。综合 图4、表4,结合实际生产要求,为进一步确定合适的酿酒 工艺参数,山西高梁和内蒙古高粱粉碎度选取过10目筛 占30%、50%、70%3个水平,澳大利亚高粱粉碎度选取 过l0目筛占40%、60%、80%3个水平进行正交实验。 蒸粮时间不同,3种高粱出甑糟醅的糊化率曲线见 图5,感官结果见表5。 从图5可看出,随着蒸粮时间的增加,糊化率呈递增 趋势。从表5可看出,山西高梁和内蒙古高粱在蒸粮时 间20 min时有生心,40 min、60 min和80 arin时蒸透无生 心,且骨力好,100 min和120 min时已经糊化过度,骨力 变差。澳大利亚高粱在蒸粮时间20 ̄40 min时有生心, 60~100 min时蒸透无生心,骨力好,120 arin时骨力稍有 变化。综合图5和表5,结合实际生产要求,考虑成本, 山西高粱和内蒙古高粱蒸粮时间选取40 arin、50 min、 刘 涵,沈才洪,敖宗华,邓 波,秦辉,蔡小波,周海燕·3种高粱的酿酒工艺参数研究 31 80 表8山西高梁正交实验分析表 料70 羹60 50 40 30 20 10 0 图5 3种高粱在不同蒸粮时间的糊化率 表5 3种高粱在不同蒸粮时间的感官 注:F (2,9)=4.26,F (2,9)=8.02, ·表示同一参数差异有统 计学意义(P<O.01);++++代表骨力好,无生心;+十一代表骨力好,有 生心;+++一代表骨力好,偶有生心;+一++代表骨力一般,无生 心;--++代表骨力差,无生心。 最大,其次是蒸粮时问、粉碎度,最小的是润粮时间。 由表8还可以看出,粉碎度、润粮水用量、润粮时间 注:++++代表骨力好,无生心; +~代表骨力好,有生心; ++一代 及蒸粮时间对山西高粱糊化率均有显著的影响。由实验 表骨力好,偶有生心; 一++代表骨力一般,无生心;一++代表骨力 结果可知综合评分最佳方案是A:B:C,D ,极差分析结果 差,无生心。 最佳方案为A2B C:D。,对极差分析结果进行验证实验,结 60 min 3个水平,澳大利亚高粱选取蒸粮时间为60 min、 果见表9。 70 min、80 arin 3个水平进行正交实验。 表9验证实验 ±s,n=3) 从图1一图5还可以看出,在相同条件下,内蒙古高 粱糊化率最高,山西高粱次之,澳大利亚高粱最低,即在 相同条件下,内蒙古高粱最易糊化,山西高粱次之,澳大 注:同一参数标注上不同的上标字母表示有统计学意义(P< 利亚高粱最不易糊化。从表1一表5可知,润粮水用量及 0.05);++++代表骨力好,无生心;+十一代表骨力好,有生心;+++一代 蒸粮时间对出甑糟醅感官的影响较其他因素明显,润粮 表骨力好,偶有生心;+一++代表骨力一般,无生心;---++代表骨力 差,无生心。 水温度对出甑糟醅感官影响较小;润粮时间及粉碎度对 由表9可以看出,综合评分最佳方案与极差分析最 澳大利亚高粱的影响明显大于山西高粱和内蒙古高粱。 佳方案糊化率相差较小,糟醅感官没有差别,都蒸透且骨 2.2 3种高粱的最佳酿酒工艺参数确定 力好。生产中润粮在地面操作,70%的润粮水不便操 根据前述实验结果确定正交实验因素及水平,设计 .作,在糊化率与感官均差别不大的情况下,选择A:B:C D 正交实验表见表6、表7。 为最佳方案,即将山西高梁粉碎至过10目筛50%,60% 表6山西高粱和内蒙古高梁正交实验因素表 的润粮水用量,润粮140 min,蒸粮40 min,在此方案下出 因素 水平l 水平2 水平3 A:粉碎度(过10目筛百分数) 30 50 7O 甑糟醅骨力好,糊化度高,且便于车问操作,缩短蒸粮时 B:润量水用量(%) 50 60 70 间,降低成本,节约了能源。 C:润粮时间(min) 100 120 140 D:蒸粮时间(min)40 50 60 山西高粱在润粮过程中吸水率高,易于糊化,且在润 粮充分的情况下可以缩短蒸粮时间。 表7澳大利亚高粱正交实验因素表 因素 水平1 水平2 水平3 2.2.2内蒙古高粱 A:粉碎度(过l0目筛百分数) 40 60 80 内蒙古高粱正交实验结果及分析见表1O。 B:润量水用量(%) 50 6O 70 C:润粮时间(min) 120 140 160 由表10可以看出,影响内蒙古高粱糊化率的主次因 D:蒸粮时间(min) 60 70 80 素为B>A>D>C,即内蒙古高粱糊化率受润粮水用量 2.2.1 山西高粱 ‘ 影响最大,其次是粉碎度,影响相对较小的是蒸粮时间和 山西高粱正交实验结果及分析见表8。 润粮时间。 由表8可以看出,影响山西高粱糊化率的主次因素 由表10还可以看出,粉碎度、润粮水用量、润粮时间 为B>D>A>C,即山西高粱糊化率受润粮水用量影响 及蒸粮时间对内蒙古高粱糊化率均有显著的影响。由实 32 酿酒科技2016年第8期(总第266期)·LIQUOR—MAKING SCIENCE&TECHNOLOGY 2016No.8(To1.266) 表10 内蒙古高粱正交实验分析表 实验结果可知综合评分最佳方案是A3B C。D,,极差分析 结果最佳方案为A:B:C,D:,对极差分析结果进行验证实 验,结果见表l2。 表12验证实验( ±s,rm3) 注:同一参数标注上不同的上标字母表示有统计学意义(P< 0.05); +++代表骨力好,无生心;++---代表骨力好,有生心;+++一代 表骨力好,偶有生心;+一++代表骨力一般,无生心;---++代表骨力 差,无生心。 由以上结果可以看出,A B:C D 为最佳方案,即将澳 注:F s(2,9)=4.26,F o-o (2,9) 8.02, 表示同一参数差异有统 计学意义(P<0.01)++++代表骨力好,无生心;++---代表骨力好,有 生心;+++一代表骨力好,偶有生心;+一十+代表骨力一般,无生 心;一++代表骨力差,无生心。 验结果可知综合评分最佳方案是A B C,D ,极差分析结 果最佳方案为A:B:C,D,,因此A B:C D 为最佳方案,即将 内蒙古高粱粉碎至过10目筛占50%,60%的润粮水用 量,润粮140 min,蒸粮40 min,在此方案下出甑糟醅骨力 好,糊化度高,且缩短了蒸粮时间,降低了成本。 内蒙古高粱在润粮过程中吸水率高,易于糊化,因此 润粮充分时蒸粮时间无需过长,润粮水用量是影响内蒙 古高粱出甑糟醅糊化效果的重要因素。 2.2-3澳大利亚高粱 澳大利亚高粱正交实验结果及分析见表1 1。 表1 1 澳大利亚高梁正交实验分析表 实验号 —— ■—— ——— 一因素 糊化率 (%) 出甑糟 醅感官 1 l 1 l l 42.6 9 1 2 2 2 45.7 3 1 3 3 3 55.1 4 2 1 2 3 48.55 0 2 2 3 1 65.O 6 2 3 l 2 62.1 3 1 3 2 60.O 8 3 2 1 3 58.O 9 3 3 2 1 50.6 kl 47.8 50.4 54.2 52.7 k2 58.5 56.2 48.3 55 9 k3 56.2 55.9 60.O 53.9 极差R 10.7 5.8 11.7 3.2 F值 1361.2木术462.7冰木1467.6 109.3 注:F s(2,9)=4.26,F (2,9)=8.02, 表示同一参数差异有统 计学意义(P<0.01);++++代表骨力好,无生心;++---代表骨力好, 有生心;+++一代表骨力好,偶有生一2;+一十+代表骨力一般,无生 一2;---++代表骨力差,无生心。 由表1l可以看出,影响澳大利亚高粱糊化率的主次 因素为C>A>B>D,即澳大利亚高粱的糊化率受润粮 时间影响最大,其次是蒸粮时问,影响相对较小的是润粮 水用量和粉碎度。 由表l1还可以看出,粉碎度、润粮水用量、润粮时间 及蒸粮时问对澳大利亚高粱糊化率均有显著的影响。由 大利亚高粱粉碎至过10目筛占60%,60%的润粮水用 量,润粮160 arin,蒸粮70 arin,在此方案下出甑糟醅骨力 好,糊化度高。 澳大利亚高粱在润粮过程中吸水率低,不易糊化,因 此润粮时间及蒸粮时间是影响澳大利亚高粱出甑糟醅糊 化效果的重要因素,因此在润粮充分的情况下其蒸粮时 间要长于山西高粱和内蒙古高粱。 3结论 3种高粱的糊化率均与润粮水用量、润粮水温度、润 粮时问、粉碎次数、蒸粮时间成正相关。 对山西高粱糊化效果的影响因素依次是润粮水用量 >蒸粮时间>粉碎度>润粮时间,最佳工艺条件为:粉碎 度为过1O目筛占5O%,60%的润粮水用量润粮140rain, 蒸粮40 min。 对内蒙古高粱糊化效果的影响因素依次是润粮水 用量>粉碎度>蒸粮时间>润粮时间,最佳工艺条件为: 粉碎度为过l0目筛占50%,60%的润粮水用量润粮 140 min,蒸粮40 min。 对澳大利亚高粱糊化效果的影响因素依次是润粮时 间>粉碎度>润粮水用量>蒸粮时间,最佳工艺条件为: 粉碎度为过10目筛占60%,60%的润粮水用量润粮 l60 min,蒸粮70 min。 参考文献: [1]宋仁本,卢峰,卢庆善,等.我国高粱生产演变及发展前景分析 [J].杂粮作物,2002,22(4):216-218. 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