罗 杰，张宿义，2，许德富，秦 辉，2，杨 艳，李德林，蔡小波，徐 琼，康承霞，田 利，王品翔
（1.泸州老窖股份有限公司，四川泸州 646000；
2.国家固态酿造工程技术研究中心，四川泸州 646000）
中国白酒是以富含淀粉质的粮谷类为原料，以酒曲为发酵剂，采用固态、半固态发酵，经蒸馏、贮存和勾调而成的含酒精的饮料。中国白酒历史悠久，种类繁多，到目前为止，已形成十二种香型白酒[1]。改革开放以来，我国白酒行业研究者们积极开展工艺创新和运用现代技术成果总结、完善、提高传统工艺，加快实现白酒生产的科学化和现代化。双轮底发酵、回酒发酵、回酒蒸馏、翻沙工艺等生产技术的创新，带来了白酒行业前所未有的发展，提高了产品质量[1-2]。白酒酿造作为我国传统酿造产业，如何进一步优化酿酒工艺，依靠科学技术手段指导新工艺，在保证产品质量前提下，降低白酒生产成本，提高产酒率，实现节能减排等，仍然存在许多重要的技术问题需要解决。
高粱作为酿酒的主要原料被广泛应用于白酒酿造，传统的整粒高粱蒸煮破皮一般经泡粮、初蒸、焖粮和复蒸四个工序，泡粮时采用80 ℃以上的热水淹过粮面20 cm 以上，过程中还需补充热水，泡粮时间为20～24 h；
泡粮结束后进行初蒸，初蒸时间一般在25～40 min；
初蒸结束后进行焖粮，焖粮采用70 ℃以上热水淹过粮面20 cm 以上，时间为50～75 min；
焖粮结束后排尽焖粮水后进行复蒸，复蒸时间一般为60～150 min。整个蒸煮过程，存在泡粮时间长，蒸煮时间长，蒸汽用量大，劳动强度大，用水量大等问题[3-8]。
传统浓香型白酒生产一般先将整粒高粱粉碎后应用于酿酒生产。本研究中的浓香型白酒以整粒高粱为酿酒原料，经高粱预处理（泡粮、初蒸、焖粮和复蒸），续糟配料，大曲生香发酵，以泥窖为发酵容器。为了减少整粒高粱的浸泡蒸煮时间，将带压浸泡和带压蒸煮工艺应用到整粒高粱的蒸煮过程中。本试验对整粒高粱的带压蒸煮工艺进行了优化研究，确定了整粒高粱的带压浸泡、带压初蒸、焖粮和带压复蒸的工艺参数。
1.1 材料
原料：整粒高粱，市购。
仪器设备：高压蒸煮锅、传统甑桶、电子天平、烘箱、GC-MS仪等。
1.2 实验方法
1.2.1 操作步骤
使用高压蒸煮锅对整粒高粱进行蒸煮破皮工艺研究，包括带压泡粮、带压初蒸、焖粮和带压复蒸等工序。对各个工序过程的样品取样进行水分检测和感官评判，以水分含量、破皮率、有无生心、有无淀粉溢出为评判指标。
1.2.2 各工艺内容
1.2.2.1 浸泡工艺
方式一(传统工艺)：90 ℃以上热水浸泡20～24 h；
方式二：90 ℃以上热水淹过粮面20～30 cm，0.05～0.10 MPa 带压浸泡10～15 min，关闭蒸汽继续浸泡5～10 min；
方式三：90 ℃以上热水淹过粮面20 cm，0.05～0.10 MPa 带压浸泡5～10 min，关闭蒸汽继续浸泡5～10 min；
方式四：90 ℃以上热水淹过粮面20 cm，0.06～0.08 MPa 带压浸泡1～5 min，关闭蒸汽继续浸泡5～10 min。
1.2.2.2 初蒸工艺
方式一(传统工艺)：传统甑桶0.03～0.05 MPa初蒸60～90 min；
方式二：0.14 MPa 初蒸1～5 min；
方式三：0.14 MPa初蒸5～10 min；
方式四：0.14 MPa初蒸10～15 min。
1.2.2.3 焖粮工艺
方式一(传统工艺)：70 ℃热水淹过粮面20～30 cm，焖粮30～50 min；
方式二：70 ℃热水淹过粮面20～30 cm，焖粮10～15 min；
方式三：70 ℃热水淹过粮面20～30 cm，焖粮15～20 min；
方式四：70 ℃热水淹过粮面20～30 cm，焖粮20～25 min。
1.2.2.4 复蒸工艺
方式一(传统工艺)：0.03～0.08 MPa 复蒸30～50 min；
方式二：0.03～0.08 MPa 复蒸10～15min；
方式三：0.03～0.08 MPa 复蒸15～20 min；
方式四：0.03～0.08 MPa复蒸20～25 min。
1.2.3 酒样色谱分析条件[7]
采用GC-MS 对蒸馏酒样进行色谱分析，色谱柱型号和色谱分析条件参照《泸型酒技艺大全》。
1.2.4 水分检测方法
称取10.0 g 左右高粱于干燥箱中烘干至恒重的称量瓶中，准确称其重量m1，将称量瓶置于100～105 ℃干燥箱中烘干2 h，取出称量瓶盖，放入干燥器中冷却至室温，称重m2，再烘1 h，冷却称重，直至恒重为止。
水分计算公式：
其中：m1——称量瓶和高粱烘前质量，g；
m2——称量瓶和高粱烘后质量，g；
m——高粱质量g。
2.1 泡粮工艺参数
泡粮的目的和作用：泡粮时原料吸收水分，淀粉粒间的孔隙被水充满，淀粉粒之间膨胀，使粮粒在蒸煮时容易透心，达到糊化良好的目的；
同时泡粮可除去高粱皮壳中部分单宁和原料中灰沙尘土杂质。
泡粮水温的要求：在一定的温度范围内，泡粮水温度越高，粮食吸水愈快；
高温水还可杀灭原料中的微生物，以免泡粮时翻泡；
高温可使粮食的酶钝化，减少过程中淀粉糖化的损失。
泡粮操作：先加水后下粮，水淹过粮面20～30 cm，保持泡粮水温一致，粮食受热均匀，吸水也均匀，将粮粒与水和匀，避免粮粒露出水面。
采用带压蒸煮锅进行带压浸泡，与传统浸泡工艺进行对比分析，确定高粱的最佳浸泡工艺参数。采用低压快速浸泡，浸泡压力应大于传统甑桶压力（0.03～0.04 MPa），前期实验设计带压浸泡压力0.14 MPa、0.12 MPa 和0.10 MPa 进行短时间浸泡后，高粱破皮较多。在设置浸泡压力0.05～0.10 MPa 时，高粱的浸泡效果最好，基本无破皮，因此后续在浸泡压力0.05～0.10 MPa 条件下进行浸泡工艺优化。
表1 高粱浸泡工艺优化
对不同浸泡工艺条件下的高粱水分和感官进行对比，确定高粱浸泡工艺为：90 ℃以上热水淹过粮面20～30 cm，0.05～0.10 MPa 带压浸泡1～5 min，关闭蒸汽继续浸泡5～10 min。在该浸泡工艺条件下浸泡后高粱无破皮，水分含量在34%～40%。
2.2 初蒸工艺参数
初蒸的目的是使高粱整体受热均匀，起到加热粮食和部分糊化作用（内芯含水，在70 ℃以上发生糊化），初蒸过程基本不吸水。采用高压快速初蒸，初蒸压力设置0.14 MPa。
对不同初蒸工艺条件下，初蒸后高粱水分及高粱感官进行对比，确定初蒸压力设置0.14 MPa，初蒸时间设置5～10 min 较为适宜，初蒸后感官与传统工艺的初蒸感官相同。
2.3 焖粮工艺参数
在蒸粮阶段，由于淀粉粒受热膨胀，逐渐膨化，吸水力增强，破坏了细胞粒间的中间体，增加了吸水速度。在初蒸后加入焖粮水，可使粮食短时间内吸收适量水分，使粮粒裂口，一般裂口率可达90%以上，为培菌工作创造有利条件。
焖粮是粮食的二次吸水过程，经过初蒸以后的高粱温度在100 ℃以上，遇到70 ℃左右的焖粮水，高粱粒内外温差带来的压力差，使得表皮迅速裂口。焖粮过程主要以人为感官为主，评判标准为破皮率达到90%以上，粮食明显膨胀，且无大翻花和淀粉外溢现象。前期实验阶段进行带压焖粮和常压焖粮实验对比，带压焖粮后大翻花较多，粮食淀粉外溢明显，常压焖粮后高粱吸水充分，无大翻花，无明显淀粉外溢。因此焖粮工艺优化采用常压焖粮方式。
对不同焖粮工艺条件下，焖粮后高粱水分、破皮率和高粱感官对比得出，焖粮时间设置15～20 min较为适宜，焖粮后高粱水分含量适宜，破皮率达90%以上，无大翻花，无淀粉溢出。
表2 高粱初蒸工艺条件优化
表3 焖粮工艺条件优化
表4 复蒸工艺条件优化
2.4 复蒸工艺参数
在复蒸过程中，高粱由黄红色逐渐转成乌红色。粮食在浸泡时，糖化酶尚有作用，使部分淀粉变成糖。在蒸煮过程中，加热使蛋白质分解成氨基酸，糖和氨基酸作用发生美拉德反应，生成氨基酸糖，使粮食颜色变深。高粱外壳含有一种花青素，经加热后颜色也会加深。
焖粮后，高粱的含水量已经达到60%左右，若再进行高压蒸煮，会导致高粱涎多，淀粉溢出。采用微压长时间蒸煮，以达到高粱进一步糊化，且不会导致淀粉溢出。通过不同复蒸压力的对比实验，选定复蒸压力为0.03～0.08 MPa。
根据以上复蒸时间的对比分析，整粒高粱的复蒸工艺为：复蒸压力0.03～0.08 MPa，复蒸时间15～20 min，在该复蒸工艺条件下高粱疏松，不起黏，无生心，无淀粉溢出，含水适宜。
整粒高粱经蒸煮糊化后，出甑摊晾，添加大曲，拌合均匀后入窖发酵。发酵结束后进行蒸馏取酒。酒样色谱数据如表5所示。
表5 酒样色谱数据对比 (g/L)
由表5 可知，将浓香型白酒（粉碎高粱）和浓香型白酒（整粒高粱）酒样色谱数据进行对比得到，浓香型白酒（整粒高粱）的总酸、乳酸乙酯和有机酸含量略高于浓香型白酒（粉碎高粱），其余物质含量无明显差异。由于采用整粒高粱为酿酒原料，导致糟醅间孔隙度增大，含氧量增加，发酵过程中的升温速度略高于粉碎高粱，在色谱数据上出现明显差异。酒体风格具有浓香型白酒典型风格特点，尝评结果为粮香好，窖香浓郁，爽净。
通过以上实验结果，确定了整粒高粱的带压蒸煮工艺参数：泡粮，90 ℃以上热水淹过粮面20～30 cm，0.05～0.10 MPa 带压浸泡1～5 min，关闭蒸汽继续浸泡5～10 min；
初蒸，0.14 MPa 条件下初蒸5～10 min；
焖粮，70 ℃热水淹过粮面20～30 cm，焖粮时间15～20 min；
复蒸，复蒸压力0.03～0.08 MPa 条件下，复蒸15～20 min。在该蒸煮工艺条件下，整粒高粱破皮率在90%以上，无淀粉涎溢出，高粱不起团，含水量适宜，整个蒸煮过程用时低于2 h，远远低于传统蒸煮工艺的24 h。将蒸煮后的高粱应用于浓香型白酒的酿造，总酸、乳酸乙酯和有机酸含量略高于浓香型白酒（粉碎高粱），其余物质含量无明显差异。基础酒具有浓香型白酒的典型风格，香气自然协调，粮香好，窖香浓郁，爽净。
本试验主要针对整粒高粱的蒸煮工艺进行了优化研究，得到了整粒高粱带压蒸煮工艺。不同品种、不同地域高粱（直连淀粉和支链含量的差异），不同的蒸煮设备（设备容积大小，进水及排水速率等）等，其蒸煮工艺应有所差异，在实际的操作过程中，需对蒸煮工艺参数进行摸索调整，才能达到最佳的蒸煮破皮效果。后续将对浓香型白酒（整粒高粱）的发酵等工艺过程参数进行优化研究。
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