以玉米为主要原料液态酿造清香型白酒工艺初步优化研究

DOI：10.13746/j.njkj.2018241

以玉米为主要原料液态酿造清香型

白酒工艺初步优化研究

马茹菲1，马玉帛2，佟世生3，刘

萍1

（1.中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京100083；2.东北师范大学附属中学国际部，吉林长春130377；

3.北京城市学院生物医药学部，北京100094）

摘

要：以玉米和高粱为酿酒原料（玉米∶高粱=8∶2），清香型大曲和增香曲为糖化发酵剂，液态酿造清

香型白酒。结果表明，最佳发酵工艺为：清香型大曲的添加量为原料量的20%，增香曲的接种量为3%，料水比为1∶3，发酵温度为温度条件Ⅲ，发酵时间为20d，在该条件下乙酸乙酯含量较高。因此该工艺优化条件可作为实际以玉米为主要原料，液态酿造清香型白酒生产的理论指导。关键词：玉米；清香型白酒；液态酿造；乙酸乙酯；工艺优化中图分类号：TS262.3；TS261.4；TS261.2

文献标识码：A

文章编号：1001-9286（2018）11-0080-05

OptimizationofLiquid-StateFermentationofQingxiangBaijiuwithCornasMainRawMaterial

MARufei1,MAYubo2,TONGShisheng3andLIUPing1

(1.CollegeofFoodScienceandNutritionalEngineering,ChinaAgricultureUniversity,Beijing100083;

2.HighSchoolAttachedtoNortheastNormalUniversity,Changchun,Jilin130377;3.DepartmentofBiomedicine,BeijingCityUniversity,Beijing100094,China)

Abstract:Inthisstudy,cornandsorghum(8∶2)wereusedasrawmaterials,QingxiangDaquandaroma-increasingyeastwereusedasthesaccharifying&fermentingagents,andQingxiangBaijiuwasproducedbyliquid-statefermentation.Theoptimumfermenta-tiontechniquesweresummedupasfollows:theaddinglevelofQingxiangDaquwas20%ofrawmaterials,theinoculatingquantityofaroma-increasingyeastwas3%,andtheratioofrawmaterialsandwaterwas1∶3,fermentationtemperaturewasatconditionⅢandfermentationtimewas20d.Undertheseconditions,highcontentofethylacetatewasobtained.Theoptimizedconditionscouldbeusedasatheoreticalguideforliquid-statefermentationofQingxiangBaijiu.

Keywords:corn;QingxiangBaijiu;liquid-statefermentation;ethylacetate;processoptimization

白酒是我国传统的蒸馏酒，在中国文化和人们的日常生活中都扮演着重要的角色。白酒盛行原因之一是由于口味的多样性，根据香型可以将其分为浓香型、清香型和酱香型等[1]。清香型白酒是我国最古老的酒种之一，具有清香纯正、醇甜柔和、自然协调、余味爽净的特点[2]。清香纯正即主体香乙酸乙酯与乳酸乙酯搭配协调，琥珀酸的含量也很

收稿日期：2018-08-02

作者简介：马茹菲(1995-)，女，安徽安庆人，在读硕士。通讯作者：刘萍，博士，副教授，E-mail：liuping@cau.edu.cn。

高，无杂味，亦可称酯香匀称，干净利落[3]。白酒按生产工艺可分为固态法白酒、半固态法白酒和液态法白酒。固态酿造白酒指采用谷物（主要是高粱）为原料，用曲（大曲、小曲或麸曲）做发酵剂，经固态糖化、固态发酵、固态蒸馏后贮存而生产出的优质白酒。液态法酿造相对于固态法更高效节能，而且出酒率高。其酿造工艺主要是以液态酿造方式为

优先数字出版时间：2018-10-24；地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20181024.1015.004.html。

马茹菲，马玉帛，佟世生，刘萍·以玉米为主要原料液态酿造清香型白酒工艺初步优化研究81

主，原料需经过浸泡、蒸煮等工序的预处理之后，再与曲、水混合投料入罐，采用边糖化边发酵的方式进行酿造[4]。当前液态发酵白酒存在的问题主要是闻香不足，口味平淡，有异杂味。

我国常用的酿造白酒原料有高粱、玉米、薯干、大米、小麦、糖蜜和高粱糠等，其中以高粱为主要原料。白酒界有“高粱香、玉米甜、大麦冲、大米净”的说法，简单概括了各种原料与白酒风味之间的关系。我国利用高粱酿酒已有悠久的历史，我国消费者也已习惯饮用高粱酒，这是通过生产实践取得的一种认识。高粱作原料确具有许多适宜于酿酒的优势，例如淀粉含量高，蛋白质含量适宜，脂肪含量较低，并含少量单宁，本身又带有一定量的皮壳，经过蒸煮处理后较为疏松，熟而不黏，内无生心，有利于曲霉菌的糖化，对于传统方法酿制白酒时，是一种较为理想的酿酒原料；然而高粱的单产较低，且当皮壳中单宁含量较高时，不但会导致蛋白质凝固从而影响发酵，还会将苦涩味带入酒中[5]。玉米也是酿酒的优良原料之一，不仅单产较高，而且本身所含的各种成分较适中，蒸煮后较为疏松，不黏糊，利于发酵，又富含植酸，利于生甜。

本研究以玉米为主要原料，用清香型大曲和增香曲为糖化发酵剂，液态酿造清香型白酒，对影响其酿造效果的工艺进行优化，获得最佳工艺参数，对实际生产具有一定的理论指导意义。1材料与方法1.1

材料、试剂及仪器

原料及样品：脱胚玉米面（佳兴牌粗面）、糯高粱，北京市售；清香型红心大曲，山西太原清徐县玉米根曲业有限公司；增香型白酒曲，夏商周贸易有限公司。

白酒色谱成分分析标准物质（内标/混标）：贵州计量研究院提供。

仪器设备：BS200S电子天平，德国Sartorius公司；DHP-9052电热恒温培养箱，上海一恒科学仪器有限公司；HPS-250生化培养箱，哈尔滨市东明医疗器械厂；TGC-16C台式离心机，上海精密科学仪器有限公司；GC2000气相色谱仪，日本岛津公司。1.2试验方法1.2.1

原料处理

将高粱粒粉碎至与玉米粉相近粒度，按总原料重量称取80%的玉米面和20%的高粱面，加入60%的水搅拌均匀，于室温润料0.5～3h；润料后，装入蒸锅进行蒸料，熟料冷却至室温。1.2.2

工艺流程

试验采用边糖化边发酵的方式，工艺流程为原料处理、润粮、蒸煮、扬晾、接曲、发酵和蒸馏。

1.2.3

试验设计

采用单因素试验，以蒸馏液中乙酸乙酯的含量为主要指标，考察以玉米为主要原料液态酿造清香型白酒的主要工艺，发酵剂添加量（大曲和增香曲）、料水比、发酵温度和发酵时间各单因素对酒样中乙酸乙酯含量的影响。

以单因素分析结果为依据，选取影响乙酸乙酯含量的4个主要因素（大曲添加量、增香曲添加量、料水比和发酵温度），每个因素3个水平，采用L9(34)进行正交设计。以乙酸乙酯含量为指标，得到最佳的工艺参数。1.2.4

感官评定

利用通过单因素试验和正交试验获得的最佳工艺优化条件进行发酵试验，发酵20d后，对蒸馏液进行感官品评。1.2.5

数据分析

试验均设3个重复，试验结果经Excel2013软件简单处理后，采用SPSS20.0软件进行正交试验优化分析。2结果与分析

2.1

发酵温度对乙酸乙酯含量的影响

称取200g熟料（玉米面80%，高粱面20%）于蓝盖瓶中，加入20%的大曲和3%的增香曲（以干料125g计，下同）。按总料水比为3∶1添加水，搅拌均匀放入恒温培养箱，温度设定见表1。将发酵20d后的发酵液进行蒸馏，收集50mL蒸馏液测定乙酸乙酯的含量，结果见表2和图1。

传统清香型白酒的发酵温度应掌握“前缓升、中挺、后缓落”的原则，即自进入发酵缸后，发酵升温应该逐步上升；直至主发酵后期，温度应稳定一个时期；然后进入后酵期，发酵温度应该缓慢下降，直至出缸蒸馏。传统白酒发酵特征之一为固态发酵工艺和埋地发酵系统，发酵过程中酒醅的温度主

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表1发酵时间(d)1234567891011121314151617181920恒温温度Ⅰ(℃)2525252525252525252525252525252525252525表2品评指标色泽香气口味风格温度Ⅰ澄清透明清香浓郁纯正无杂味绵软回甜风格突出发酵过程温度设定变温温度Ⅲ(℃)2732282626262625252525252525252525252525温度Ⅳ(℃)2727322826262626252525252525252525252525温度Ⅴ(℃)2727273228262626262525252525252525252525温度Ⅱ(℃)1821242527282930292828282727272626262625不同温度条件下酒样感官品评结果温度Ⅱ温度Ⅲ澄清透明清香浓郁纯正无杂味绵软回甜风格突出温度Ⅳ澄清透明清香稍淡欠绵软，回甜正常风格不突出温度Ⅴ澄清透明有异香绵软回甜偏格澄清透明清香浓郁纯正无杂味绵软回甜风格突出要由入窖时酒醅的初始温度和发酵时微生物代谢产热以及周围环境温度决定，因此，白酒发酵过程中酒醅温度会在一定的范围内波动，无法实现有效的人为控制。罗冰[6]通过6组U型换热管调节了发酵过程窖池的温度变化过程，结果白酒质量发生变化。张鑫[7]采用地上不锈钢槽控制环境温度的方式尝试进行清香型白酒的发酵，发现温度变化与传统发酵过程不同，出酒率和酒质也略不同，酸度略高。可见温度对发酵过程产生重要影响。本实验通过控制温度条件，分别按照5种温度设定程序进行发酵，发酵后的白酒感官品评结果见表2。由表2可知，在不同温度条件下发酵得到的大曲酒色泽方面均澄清透明；香气方面，温度Ⅳ条件下发酵得到的白酒香气不足，温度Ⅴ发酵条件下的大曲酒存在异香，温度Ⅰ、温度Ⅱ、温度Ⅲ条件下的大曲酒香气浓郁纯正；口味及风格方面，温度Ⅳ条件下得到

的白酒欠绵软，且清香型风格不突出，温度Ⅴ发酵条件下得到的白酒存在偏格的问题。对Ⅰ温度、Ⅱ温度、Ⅲ温度条件下蒸馏酒的乙酸乙酯含量进行检测，结果见图1，检测结果显示，在温度Ⅲ设定条件下乙酸乙酯含量相对较高。

图1发酵温度设定对样品酒中乙酸乙酯浓度的影响

2.2发酵剂添加量对乙酸乙酯含量的影响

马茹菲，马玉帛，佟世生，刘萍·以玉米为主要原料液态酿造清香型白酒工艺初步优化研究

832.2.1大曲添加量对乙酸乙酯含量的影响称取200g熟料（玉米面80%，高粱面20%）于

蓝盖瓶中，分别按照5%、10%、15%、20%、25%、30%的比例加入大曲和3%的增香曲。按总料水比为3∶1添加水，搅拌均匀放入恒温培养箱，在温度设定Ⅲ条件下进行发酵。将发酵20d时的发酵液进行蒸馏，收集50mL蒸馏液，测定乙酸乙酯的含量。结果见图2。

图2大曲接种量对酒样中乙酸乙酯浓度的影响

由图2可知，随着大曲添加量的增加，酒样中乙酸乙酯含量从0.35g/L升高到0.42g/L，随后趋于平缓。2.2.2

增香菌添加量对乙酸乙酯含量的影响称取200g熟料（玉米面80%，高粱面20%）于蓝盖瓶中，分别按照0%、1%、2%、3%、4%、5%的比例加入增香曲和20%的大曲。按总料水比为3∶1添加水，搅拌均匀放入恒温培养箱，在温度设定Ⅲ条件下进行发酵。将发酵20d时的发酵液进行蒸馏，收集50mL蒸馏液，测定乙酸乙酯的含量，结果见图3。

图3增香菌种接种量对酒样中乙酸乙酯浓度的影响

由图3可知，以不添加增香曲为对照，添加增香菌后蒸馏酒中的乙酸乙酯浓度明显提高，并且随着添加量的增加，乙酸乙酯含量呈先增加后下降的

趋势。当添加量为3%时，乙酸乙酯浓度最高。2.3

料水比对乙酸乙酯含量的影响

称取200g熟料（玉米面80%，高粱面20%）于蓝盖瓶中，加入20%的大曲和3%的增香曲。分别按总料水比为1∶2.6、1∶2.8、1∶3.0、1∶3.2、1∶3.4（以干料计）添加水，搅拌均匀放入恒温培养箱，在温度设定Ⅲ条件下进行发酵。将发酵20d时的发酵液进行蒸馏，收集50mL蒸馏液，测定乙酸乙酯的含量。结果见图4。

图4

发酵酒中乙酸乙酯含量随加水量变化情况

如图4所示，随加水量的增大，酒样中乙酸乙酯含量呈现先上升后下降的趋势，当料水比为1∶3时，乙酸乙酯含量较高。2.4

发酵时间对乙酸乙酯含量的影响

称取200g熟料（玉米面80%，高粱面20%）于蓝盖瓶中，加入20%的大曲和3%的增香曲（以干料125g计，下同）。按总料水比为3∶1添加水，搅拌均匀放入恒温培养箱，在温度设定Ⅲ条件下进行发酵。分别将发酵15d、16d、17d、18d、19d、20d、21d、22d、23d、24d时的发酵液进行蒸馏，收集50mL蒸馏液，测定乙酸乙酯的含量。结果见图5。

图5

发酵酒中乙酸乙酯含量随时间变化情况

如图5所示，随着发酵期的延长，糟醅中的香味成分基本上呈逐渐增加的趋势。发酵后期，随着

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表3水平A：大曲添加量(%)正交试验因素水平因素C：料水比D：发酵温度(℃)B：增香曲添加量(%)120222533304发酵营养物质的减少，发酵条件的变化，也会造成系统中乙酸乙酯等香味物质的消耗和氧化。由图5可见，随着发酵时间的延长，乙酸乙酯含量逐渐增加，当发酵20d时达到峰值，20d后随着发酵时间的延长，乙酸乙酯含量呈现下降的趋势。2.5

工艺优化正交试验及结果

在单因素试验结果的基础上，以乙酸乙酯含量为指标，选取4因素3水平进行正交试验，因素水平见表3，试验结果见表4。

表4正交试验结果及分析乙酸乙试验号ABCD酯含量(g/L)121230.371222310.347332120.385431320.359511110.341612230.412733210.358823120.384913330.369均值10.3840.3570.3600.349均值20.3670.3810.3900.395均值30.3570.3700.3580.365极差0.0270.0240.0320.046由表4可知，各因素对乙酸乙酯含量影响主次顺序为D＞C＞A＞B，即发酵温度＞料水比＞大曲添加量＞增香曲添加量。最佳工艺参数为A1B2C2D3，即大曲添加量20%、增香曲添加量3%、料水比1∶3、发酵温度为Ⅲ。2.6

感官评价结果

以正交试验确定的最佳参数（大曲添加量、增香曲添加量、料水比和发酵温度）进行发酵试验，对蒸馏液的感官评价结果见表5。结果显示，酒样清亮透明，香气较为纯正，口味绵软回甜，并且具有本品明显的风格。

1∶2.81∶3Ⅰ1∶3.2ⅡⅢ表5感官评价结果指标结果色泽无色清亮，无悬浮物，无沉淀香气清香较纯正，具有乙酸乙酯为主体的复合香气口味酒体较柔和协调，绵甜爽净，有余味风格具有本品明显的风格3结论

本研究以玉米和高粱为酿酒原料，清香型大曲

和增香曲为糖化发酵剂，进行液态酿造清香型白酒的工艺条件优化。单因素试验和正交试验结果显示，最佳的工艺参数为A1B2C2D3，即大曲添加量20%、增香曲添加量3%、料水比1∶3、发酵温度为Ⅲ4种因素对蒸馏液中乙酸乙酯含量的影响主次顺序，大曲添加量、增香曲添加量、料水比和发酵温度为发酵温度＞料水比＞大曲添加量＞增香曲添加量。在最佳工艺条件下，得到的酒样清亮透明，香气较为纯正，口味绵软回甜，并且具有本品明显的风格。本研究对于实际以玉米为主要原料液态酿造清香型白酒的生产具有一定的理论指导意义。参考文献：

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