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摘要 [目的] 制备固态香醅来提高酿造米酒中乙酸乙酯和总酯的含量。[方法] 利用酒曲中筛选出的产酯酵母，制备成固态香醅，结合串蒸来提高米酒中总酯含量。[结果] 试验成功制备出固态香醅，1 kg香醅产乙酸乙酯为45 g，结合串蒸工艺使白酒中的总酯由0.465 g/L提升至4.960 g/L，提高10.7倍。[结论] 利用产酯酵母制备成固态香醅，结合串蒸工艺可大幅度提高广东米酒中总酯的含量是可行的。
关键词 固态香醅；乙酸乙酯；产酯酵母；串蒸
中图分类号 S509.9；TS262.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）20-249-03
Abstract [Objective]The solid material fermentation was used to increase the content of ethyl acetate and total ester in brewing wine. [Method] The solid material fermentation was produced with ester yeastsscreened from rice wine starters. The total ester in brewing rice wine was improved by layered distillation. [Result] The solid material fermentationwas succeed to made and produced 45gethyl acetate with per kilogram. The total ester is 4.960 g/L in the wine with layered distillation， increased 10.7 times than 0.465 g/L total ester in wine with the old process. [Conclusion] It is effective to increase total ester in Guangdong rice wine brewed by the solid material fermentation of ester yeasts and distilled bylayered distillation.
Key words Solid material fermentation； Ethyl acetate； Ester yeasts； Layered distillation
廣东米酒普遍存在呈香呈味物质含量少、口味淡薄的问题，提高其成分中的总酯含量可以改善白酒的质量，提高白酒的香气。通过发酵的方法增加广东米酒的香味不仅香气融合度高、口感自然舒适，是提高白酒总酯含量的有效途径，且以丢糟为原料，成本低廉，可变废为宝，同时起到节能减排的作用。笔者确定固态产酯工艺和生产应用方法，达到提高白酒风味物质含量的目的，优化培养固态香醅的最佳工艺条件，同时应用于生产，从而提高发酵酒的香味水平。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1
菌种。酒饼、饼丸由广东省九江酒厂有限公司提供。
1.1.2
原辅料。玉米粉、麸皮，市场采购；酒糟，广东省九江酒厂有限公司蒸馏后下脚料；糖化酶，苏州宏德。
1.2 方法
酒精度，采用比重计法测定。乙酸乙酯测定，采用色谱法。仪器：GC1100气相色谱仪；色谱柱：2 m×3 mm不锈钢柱（PEG20M）；
温度：柱温箱90 ℃，检测器130 ℃，气化室120 ℃；流速：氮气分压表0.35 MPa，仪器稳压表0.10 MPa；
氢气分压表0.40 MPa，仪器稳压表0.05 MPa；
空气分压表0.40 MPa，仪器稳压表0.08 MPa。
2 结果与分析
2.1 筛选高产酯酵母菌种
用麦芽汁平板法[1]对广东省九江酒厂酒曲中的微生物进行分离培养，分离出9株酵母。
用麦芽汁液态培养基对广东省九江酒厂的9株酵母进行产酯能力对比试验。100 ml培养基中添加2.0 ml乙醇和0.2 ml乙酸，29～30 ℃摇床培养6 d，分别加60 ml蒸馏水，蒸馏出100 ml样品进行色谱检测[2]，9株酵母酿酒的成分及产量如表1。
从表1可知，筛选出的9株酵母中A酵母的产酯能力最高，是其余酵母产酯能力的20～100倍。因此，选用A酵母作为制备固态香醅的产酯酵母。
2.2 固态香醅的制备与应用
2.2.1
香醅配料的优化。以玉米粉、麸皮和鲜糟为主要原料，按照表2的配料进行试验，原料为50 g。
常温培养24 h后用酒精串蒸，试验数据如表3所示。
从表3可知，处理3、6、9配方产酯效果较好，其中酒糟和麸皮添加量对产酯的影响较大，且酒糟可保持较高比例，而麸皮和玉米粉的添加量以少为宜。
为进一步确定3、6、9处理配方的产酯结果，进行1倍物质量的扩大试验，并作平行对照，试验结果如表4所示。
从表4可知，采用配方3产酯效果最好，即玉米粉10%、麸皮40%和酒糟50%的组合能够获得产酯好的固态香醅。
2.2.2
培养条件优化。综合考虑影响固态香醅产酯能力的关键因素有温度、接种量、培养容器通风状况、培养时间，特设计正交试验，优化固态香醅的培养条件的影响程度与最佳组合。按照表5的正交试验设计进行试验，测量固态香醅产生的乙酸乙酯的含量，具体结果如表6。 由表6可知，通气状况对固态香醅产生乙酸乙酯影响最大，培养时间次之，继而是温度，最后是接种量。可见产酯酵母在培养过程中对于体系的溶解氧要求极高，需要微氧的培養条件；培养时间也不是越长越好，主要有2个方面的原因：其一是培养时间延长后，固态香醅所处的培养环境中积聚大量的乙酸乙酯，对产酯酵母产生了负反馈作用，限制了产物的积累，加速了酵母的老化，其二是乙酸乙酯对于产酯酵母而言既是代谢产物也是碳源，产酯酵母在代谢产物大量积累的过程中会一定程度地消耗乙酸乙酯，因此培养时间需要严格控制。产酯酵母对温度的要求亦比较严格，温度超过30 ℃对酵母代谢产生抑制作用，该温度利于酵母的繁殖，因此需要控制发酵的温度不宜过高。接种量对该试验的影响不显著，主要考虑经济成本，选择优化的接种量即可。
根据正交试验数据分析，确定固态香醅高产乙酸乙酯的最优化培养条件为：通气情况为半密闭，培养时间为2 d，培养温度为28 ℃，接种量为1%。
2.3 固态香醅的扩大培养及应用
2.3.1
分层式发酵设备设计。香醅的透气状况是影响产酯量的最重要因素，微量氧气最适宜于生产乙酸乙酯。根据香醅对透气性的需求设计并制作了分层培养容器，设备的结构如下：
主培养箱是不锈钢材质的立方体，培养箱内部有5层不锈钢材质的抽屉，抽屉底面为筛网结构，便于透气；培养箱底部设有无盖的不锈钢盒，用于在培养过程中吸收挥发的乙酯；培养箱外设有不锈钢酒精箱，通过通风循环吸收的方式吸收乙酸乙酯。
2.3.2
固态香醅扩大培养条件优化。
用主培养箱分层培养香醅，同时启用循环通风及外部酒精吸收装置，容器内用酒精进行乙酯吸收，外部用酒精进行乙酯吸收，具体的试验参数如下：配料为玉米粉10%，麸皮40%，糯米酒糟50%，按5∶4的比例加水。原料常压蒸煮30 min，晾凉后接种A酵母二级种子液，接种量为1%。另添加0.1% KH2PO4， 1%糖化酶。培养时间为2 d，每2 h通风1次，每次通风3 min。
2.3.3
串蒸工艺提高总酯。培养好的香醅及吸收酒精用于串蒸基础酒。酒样用气相色谱进行成分分析，检测试验数据及结果如表7。
从表7可以算出，50 kg香醅串蒸500 L双蒸酒后使其乙酸乙酯含量增加了2 250 g，即每1 kg香醅产酯45 g。
使用分层培养容器后，香醅的透气均匀性得到了较大的改善；外部循环吸收系统可对分层容器进行通气调节，不但提高了乙酯的吸收率，而且增加容器内的供氧量，为香醅产酯提供较好的环境，从而提高产酯量。在香醅培养容器中放置基酒或酒精，配合外部循环吸收系统用于吸收培养过程中挥发的乙酸乙酯，不但大大减少挥发浪费，还能打破香醅酯化反应的负反馈作用，使香醅上剩余的乙酯量明显减少，酒精吸收的乙酯量增加，从而大大提高了香醅的产酯量。
3 结论
通过对广东省九江酒厂有限公司酵母及外购酵母的产酯性能研究，筛选出了适合该公司产品风格的产酯酵母菌种1株A酵母，优化后固态香醅的培养基配方为玉米粉10%，麸皮40%和酒糟50%，固态香醅培养条件优化结论为通气情况为半密闭，培养时间为2 d，培养温度为28 ℃，接种量为1%。采用自行设计的分层培养设备进行中试，优化工艺条件后平均1 kg香醅产乙酸乙酯45 g。利用串蒸工艺，将白酒的总酯由0.465 g/L提升至4.960 g/L，增加幅度达10.7倍，而且生产的酒安全可靠。
参考文献
[1] 吴桂珍，李秀英，马金杰.产酯酵母的性能研究[J].高师理科学刊，2000，20（1）：57-59.
[2] 许玲，张秋月.几株生香酵母的分离筛选及应用[J].酿酒科技，2010（12）：48-49，54.
关键词 固态香醅；乙酸乙酯；产酯酵母；串蒸
中图分类号 S509.9；TS262.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）20-249-03
Abstract [Objective]The solid material fermentation was used to increase the content of ethyl acetate and total ester in brewing wine. [Method] The solid material fermentation was produced with ester yeastsscreened from rice wine starters. The total ester in brewing rice wine was improved by layered distillation. [Result] The solid material fermentationwas succeed to made and produced 45gethyl acetate with per kilogram. The total ester is 4.960 g/L in the wine with layered distillation， increased 10.7 times than 0.465 g/L total ester in wine with the old process. [Conclusion] It is effective to increase total ester in Guangdong rice wine brewed by the solid material fermentation of ester yeasts and distilled bylayered distillation.
Key words Solid material fermentation； Ethyl acetate； Ester yeasts； Layered distillation
廣东米酒普遍存在呈香呈味物质含量少、口味淡薄的问题，提高其成分中的总酯含量可以改善白酒的质量，提高白酒的香气。通过发酵的方法增加广东米酒的香味不仅香气融合度高、口感自然舒适，是提高白酒总酯含量的有效途径，且以丢糟为原料，成本低廉，可变废为宝，同时起到节能减排的作用。笔者确定固态产酯工艺和生产应用方法，达到提高白酒风味物质含量的目的，优化培养固态香醅的最佳工艺条件，同时应用于生产，从而提高发酵酒的香味水平。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1
菌种。酒饼、饼丸由广东省九江酒厂有限公司提供。
1.1.2
原辅料。玉米粉、麸皮，市场采购；酒糟，广东省九江酒厂有限公司蒸馏后下脚料；糖化酶，苏州宏德。
1.2 方法
酒精度，采用比重计法测定。乙酸乙酯测定，采用色谱法。仪器：GC1100气相色谱仪；色谱柱：2 m×3 mm不锈钢柱（PEG20M）；
温度：柱温箱90 ℃，检测器130 ℃，气化室120 ℃；流速：氮气分压表0.35 MPa，仪器稳压表0.10 MPa；
氢气分压表0.40 MPa，仪器稳压表0.05 MPa；
空气分压表0.40 MPa，仪器稳压表0.08 MPa。
2 结果与分析
2.1 筛选高产酯酵母菌种
用麦芽汁平板法[1]对广东省九江酒厂酒曲中的微生物进行分离培养，分离出9株酵母。
用麦芽汁液态培养基对广东省九江酒厂的9株酵母进行产酯能力对比试验。100 ml培养基中添加2.0 ml乙醇和0.2 ml乙酸，29～30 ℃摇床培养6 d，分别加60 ml蒸馏水，蒸馏出100 ml样品进行色谱检测[2]，9株酵母酿酒的成分及产量如表1。
从表1可知，筛选出的9株酵母中A酵母的产酯能力最高，是其余酵母产酯能力的20～100倍。因此，选用A酵母作为制备固态香醅的产酯酵母。
2.2 固态香醅的制备与应用
2.2.1
香醅配料的优化。以玉米粉、麸皮和鲜糟为主要原料，按照表2的配料进行试验，原料为50 g。
常温培养24 h后用酒精串蒸，试验数据如表3所示。
从表3可知，处理3、6、9配方产酯效果较好，其中酒糟和麸皮添加量对产酯的影响较大，且酒糟可保持较高比例，而麸皮和玉米粉的添加量以少为宜。
为进一步确定3、6、9处理配方的产酯结果，进行1倍物质量的扩大试验，并作平行对照，试验结果如表4所示。
从表4可知，采用配方3产酯效果最好，即玉米粉10%、麸皮40%和酒糟50%的组合能够获得产酯好的固态香醅。
2.2.2
培养条件优化。综合考虑影响固态香醅产酯能力的关键因素有温度、接种量、培养容器通风状况、培养时间，特设计正交试验，优化固态香醅的培养条件的影响程度与最佳组合。按照表5的正交试验设计进行试验，测量固态香醅产生的乙酸乙酯的含量，具体结果如表6。 由表6可知，通气状况对固态香醅产生乙酸乙酯影响最大，培养时间次之，继而是温度，最后是接种量。可见产酯酵母在培养过程中对于体系的溶解氧要求极高，需要微氧的培養条件；培养时间也不是越长越好，主要有2个方面的原因：其一是培养时间延长后，固态香醅所处的培养环境中积聚大量的乙酸乙酯，对产酯酵母产生了负反馈作用，限制了产物的积累，加速了酵母的老化，其二是乙酸乙酯对于产酯酵母而言既是代谢产物也是碳源，产酯酵母在代谢产物大量积累的过程中会一定程度地消耗乙酸乙酯，因此培养时间需要严格控制。产酯酵母对温度的要求亦比较严格，温度超过30 ℃对酵母代谢产生抑制作用，该温度利于酵母的繁殖，因此需要控制发酵的温度不宜过高。接种量对该试验的影响不显著，主要考虑经济成本，选择优化的接种量即可。
根据正交试验数据分析，确定固态香醅高产乙酸乙酯的最优化培养条件为：通气情况为半密闭，培养时间为2 d，培养温度为28 ℃，接种量为1%。
2.3 固态香醅的扩大培养及应用
2.3.1
分层式发酵设备设计。香醅的透气状况是影响产酯量的最重要因素，微量氧气最适宜于生产乙酸乙酯。根据香醅对透气性的需求设计并制作了分层培养容器，设备的结构如下：
主培养箱是不锈钢材质的立方体，培养箱内部有5层不锈钢材质的抽屉，抽屉底面为筛网结构，便于透气；培养箱底部设有无盖的不锈钢盒，用于在培养过程中吸收挥发的乙酯；培养箱外设有不锈钢酒精箱，通过通风循环吸收的方式吸收乙酸乙酯。
2.3.2
固态香醅扩大培养条件优化。
用主培养箱分层培养香醅，同时启用循环通风及外部酒精吸收装置，容器内用酒精进行乙酯吸收，外部用酒精进行乙酯吸收，具体的试验参数如下：配料为玉米粉10%，麸皮40%，糯米酒糟50%，按5∶4的比例加水。原料常压蒸煮30 min，晾凉后接种A酵母二级种子液，接种量为1%。另添加0.1% KH2PO4， 1%糖化酶。培养时间为2 d，每2 h通风1次，每次通风3 min。
2.3.3
串蒸工艺提高总酯。培养好的香醅及吸收酒精用于串蒸基础酒。酒样用气相色谱进行成分分析，检测试验数据及结果如表7。
从表7可以算出，50 kg香醅串蒸500 L双蒸酒后使其乙酸乙酯含量增加了2 250 g，即每1 kg香醅产酯45 g。
使用分层培养容器后，香醅的透气均匀性得到了较大的改善；外部循环吸收系统可对分层容器进行通气调节，不但提高了乙酯的吸收率，而且增加容器内的供氧量，为香醅产酯提供较好的环境，从而提高产酯量。在香醅培养容器中放置基酒或酒精，配合外部循环吸收系统用于吸收培养过程中挥发的乙酸乙酯，不但大大减少挥发浪费，还能打破香醅酯化反应的负反馈作用，使香醅上剩余的乙酯量明显减少，酒精吸收的乙酯量增加，从而大大提高了香醅的产酯量。
3 结论
通过对广东省九江酒厂有限公司酵母及外购酵母的产酯性能研究，筛选出了适合该公司产品风格的产酯酵母菌种1株A酵母，优化后固态香醅的培养基配方为玉米粉10%，麸皮40%和酒糟50%，固态香醅培养条件优化结论为通气情况为半密闭，培养时间为2 d，培养温度为28 ℃，接种量为1%。采用自行设计的分层培养设备进行中试，优化工艺条件后平均1 kg香醅产乙酸乙酯45 g。利用串蒸工艺，将白酒的总酯由0.465 g/L提升至4.960 g/L，增加幅度达10.7倍，而且生产的酒安全可靠。
参考文献
[1] 吴桂珍，李秀英，马金杰.产酯酵母的性能研究[J].高师理科学刊，2000，20（1）：57-59.
[2] 许玲，张秋月.几株生香酵母的分离筛选及应用[J].酿酒科技，2010（12）：48-49，54.