3种高粱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）

3种高粱的酿酒工艺参数研究

刘涵1，沈才洪2，3，敖宗华2，3，邓波2，3，秦辉2，蔡小波2，周海燕1

（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）

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。

高粱； 润粮； 蒸粮； 白酒

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为主要原料酿制而成［1］。不同品种的高粱支链淀粉含量、物理特性差异较大［2］，这种理化品质的差别导致所酿白酒产量及风味有所不同［3］。我国北方高粱多为杂交粳高粱，四川高粱多为糯质高粱［4］，淀粉组成、结构、性质的不同使其具有不同的糊化特性［5］，糯高粱吸水量小、吸水快、糊化温度高、吸水膨胀率小［6］，北方高粱的吸水率、糊化率等2项指标均低于糯高粱［7］。研究不同高粱的工艺参数对我国酿酒业的发展具有重要意义。

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，以糊化率及出甑糟醅感官为指标，研究这3种高粱的酿酒工艺参数，为生产中不同来源高粱酿酒工艺的调整提供理论依据。

1　材料与方法

1.1材料、试剂及仪器

1.1.1原料

高粱来源：内蒙古高粱、山西高粱、澳大利亚高粱。

1.1.2仪器

水浴锅（上海一恒科技有限公司）；pH计（上海精密科学仪器有限公司）；精密电子天平（梅特勒-托利多仪器公司），等。

1.1.3试剂

斐林试剂溶液（国标）；0.1%标准葡萄糖溶液；0.1 mol/L氢氧化钠溶液；200 g/L氢氧化钠溶液；2%可溶性淀粉溶液；0.1 mol/L盐酸；1∶4的盐酸。

乙酸-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。

糖化酶液：称取20 g酶（酶活50000 U/g），溶解于500 mL乙酸-乙酸钠缓冲液中。

1.2实验方法

1.2.1测定原理

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。

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2份，各10.00 g，分别标记为A样和B样。A样用0.1 mol/L盐酸调pH值4.4～4.6，加入1.00 g酶粉，100 mL水，放入55℃恒温水浴锅糖化4 h，糖化液在电炉上煮沸2 min灭活，摇匀静置，冷却后，取上清液5 mL稀释10倍，取5 mL用斐林试剂法测定还原糖CA；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，定容，摇匀，取5 mL用斐林试剂法测定还原糖CB。

1.2.3计算方法

式中：CA——A样稀释液所测得的含糖量；

CB——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。

1.3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%、40%、60%、80%、90%、100%，测定出甑糟醅糊化率，感官评价出甑糟醅。

1.3.1.2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20℃、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10%、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，不同蒸粮时间（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。

2　结果与分析

2.1酿酒工艺参数对3种高粱出甑糟醅糊化率及感官的影响

润粮水用量不同，3种高粱出甑糟醅糊化率曲线见图1，感官结果见表1。

图1　3种高粱在不同润粮水用量的糊化率

表1　3种高粱在不同润粮水用量的感官

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1可以看出，山西高粱和内蒙古高粱在润粮水为20%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%、70%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。

表2　3种高粱在不同润粮水温度的感官

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。

图3　3种高粱在不同润粮时间的糊化率

表3　3种高粱在不同润粮时间的感官

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，山西高粱和内蒙古高粱吸水快，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。

图4　3种高粱在不同粉碎度的糊化率

表4　3种高粱在不同粉碎度的感官

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10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，山西高粱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10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，山西高粱和内蒙古高粱在蒸粮时间20 min时有生心，40 min、60 min和80 min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 min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 min、50 min、60 min 3个水平，澳大利亚高粱选取蒸粮时间为60 min、70 min、80 min 3个水平进行正交实验。

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

从图1—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，澳大利亚高粱最不易糊化。从表1—表5可知，润粮水用量及蒸粮时间对出甑糟醅感官的影响较其他因素明显，润粮水温度对出甑糟醅感官影响较小；润粮时间及粉碎度对澳大利亚高粱的影响明显大于山西高粱和内蒙古高粱。

2.23种高粱的最佳酿酒工艺参数确定

根据前述实验结果确定正交实验因素及水平，设计正交实验表见表6、表7。

表6　山西高粱和内蒙古高粱正交实验因素表

表7　澳大利亚高粱正交实验因素表

2.2.1山西高粱

山西高粱正交实验结果及分析见表8。

由表8可以看出，影响山西高粱糊化率的主次因素为B＞D＞A＞C，即山西高粱糊化率受润粮水用量影响最大，其次是蒸粮时间、粉碎度，最小的是润粮时间。

表8　山西高粱正交实验分析表

由表8还可以看出，粉碎度、润粮水用量、润粮时间及蒸粮时间对山西高粱糊化率均有显著的影响。由实验结果可知综合评分最佳方案是A2B2C3D1，极差分析结果最佳方案为A2B3C2D1，对极差分析结果进行验证实验，结果见表9。

表9　验证实验（x±s，n=3）

由表9可以看出，综合评分最佳方案与极差分析最佳方案糊化率相差较小，糟醅感官没有差别，都蒸透且骨力好。生产中润粮在地面操作，70%的润粮水不便操作，在糊化率与感官均差别不大的情况下，选择A2B2C3D1为最佳方案，即将山西高粱粉碎至过10目筛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，且便于车间操作，缩短蒸粮时间，降低成本，节约了能源。

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。

2.2.2内蒙古高粱

内蒙古高粱正交实验结果及分析见表10。

由表10可以看出，影响内蒙古高粱糊化率的主次因素为B＞A＞D＞C，即内蒙古高粱糊化率受润粮水用量影响最大，其次是粉碎度，影响相对较小的是蒸粮时间和润粮时间。

由表10还可以看出，粉碎度、润粮水用量、润粮时间及蒸粮时间对内蒙古高粱糊化率均有显著的影响。由实验结果可知综合评分最佳方案是A2B2C3D1，极差分析结果最佳方案为A2B2C3D1，因此A2B2C3D1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。

表10　内蒙古高粱正交实验分析表

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11。

表11　澳大利亚高粱正交实验分析表

由表11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，其次是蒸粮时间，影响相对较小的是润粮水用量和粉碎度。

由表11还可以看出，粉碎度、润粮水用量、润粮时间及蒸粮时间对澳大利亚高粱糊化率均有显著的影响。由实验结果可知综合评分最佳方案是A3B2C1D3，极差分析结果最佳方案为A2B2C3D2，对极差分析结果进行验证实验，结果见表12。

表12　验证实验（x±s，n=3）

由以上结果可以看出，A2B2C3D2为最佳方案，即将澳大利亚高粱粉碎至过10目筛占60%，60%的润粮水用量，润粮160 min，蒸粮70 min，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、润粮时间、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10目筛占50%，60%的润粮水用量润粮140 min，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10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160 min，蒸粮70 min。

［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.

［2］曹新莉.原料与酿酒［J］.酿酒科技，2002（4）：53-54.

［3］袁蕊，敖宗华，刘小刚，等.南北方几种高粱酿酒品质分析［J］.酿酒科技，2012（12）：33-36.

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［5］袁蕊，敖宗华，丁海龙.不同品种高粱糊化特性研究［J］.粮食与油脂，2011（8）：26-27.

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［7］何诚，丁海龙，杨平，等.南北酿酒高粱蒸煮品质研究［J］.酿酒科技，2012（8）：68-70.

Technical Parameters of 3 Kinds of Liquor-Making Sorghum

LIU Han1，SHEN Caihong2，3，AO Zonghua2，3，DENG Bo2，3，QIN Hui2，CAI Xiaobo2and ZHOU Haiyan1
（1.Sichuan University of Science and Engineering，Zigong，Sichuan 643000；2.Luzhou Laojiao Group Co.Ltd.，Luzhou，Sichuan 646000；3.National Engineering Technology Research Center of Solid-state Brewing，Luzhou，Sichuan 646000，China）

In this study，the technical parameters of 3 kinds of liquor-making sorghum（Shanxi sorghum，Australian sorghum and Inner Mongolian sorghum），including sorghum moisturizing conditions，comminution degree，and sorghum steaming time were studied respectively and the best technical conditions were summed up with gelatinization rate as the evaluating index.

sorghum；grain moisturizing；grain steaming；Baijiu

TS262.3；TS61.2；TS261.4

A

1001-9286（2016）08-0028-05

10.13746/j.njkj.2015093

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”（2014BAD07B02）。

2015-03-10；

2015-05-11

刘涵（1988-），女，在读硕士研究生，主要从事酿酒技术生产研究。

敖宗华（1971-），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。