彭金龍，張 輝，毛嚴(yán)根

（上海金楓酒業(yè)股份有限公司，上海 201501）

黃酒，是世界上最古老的酒種之一，是中華民族優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的瑰寶，色澤優(yōu)美、香氣濃郁、營養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨(dú)特，是一種低度釀造酒，被譽(yù)為“液體蛋糕”。經(jīng)中美聯(lián)合研究，在河南省舞陽縣賈湖村遺址用C同位素年代測定，黃酒已有9000 年歷史。經(jīng)過幾千年的發(fā)展，黃酒已經(jīng)成為具有中國特色的酒類和極具發(fā)展?jié)摿Φ木品N，受到越來越多消費(fèi)者的青睞與喜愛。

1 黃酒中的高級醇及其形成因素

1.1 高級醇簡介

高級醇，通常又被稱為雜醇油，是含3 個(gè)以上碳原子醇類的總稱，是酒類發(fā)酵過程產(chǎn)生的主要副產(chǎn)物，也是酒中主要香氣和風(fēng)味物質(zhì)之一。黃酒中的高級醇主要有異丙醇、烯丙醇、正丙醇、異丁醇、正丁醇、叔丁醇、異戊醇、正戊醇、苯甲醇、β-苯乙醇等。黃酒中絕大多數(shù)高級醇是在主發(fā)酵期間形成的，形成途徑有降解代謝途徑和合成代謝途徑兩種：一是1907 年由德國埃爾利希(Felix Ehrlish)提出的降解代謝途徑；二是1953 年Harris 提出的高級醇由糖代謝通過丙酮酸的合成代謝途徑。在黃酒正常發(fā)酵過程中生成的高級醇總量，75%是由糖代謝產(chǎn)生的，25 %來源于Ehrlich 途徑。適量的高級醇賦予黃酒特有的醇香，使酒體豐滿，口味協(xié)調(diào)，給人以醇厚的感覺，但高級醇的含量過高，就會產(chǎn)生異雜味和較強(qiáng)的致醉性，俗稱“上頭”，甚至對人體有毒害作用。故研究黃酒中高級醇對提高黃酒品質(zhì)有重要意義，且是必經(jīng)之路。

1.2 影響黃酒中高級醇生成的因素

影響黃酒中高級醇含量的因素有很多，而且諸多因素是相互影響的，本文主要探討原料、糖化發(fā)酵劑、酵母菌種、發(fā)酵溫度和后釀造工藝等因素。

黃酒原料主要采用的是糯米、粳米、黍米、粟米、玉米、青稞等，采用小麥等輔料制曲，不同生產(chǎn)廠采用不同的生產(chǎn)原料。原料中天然含有的氨基酸及蛋白質(zhì)的分解是黃酒發(fā)酵過程中氨基酸的主要來源。各種不同原料及不同品種的蛋白質(zhì)含量各不相同，故蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的氨基酸通過降解代謝途徑所產(chǎn)生的高級醇含量也不同。

黃酒釀造的糖化發(fā)酵劑主要是麥曲和/或酶制劑。在現(xiàn)代機(jī)械化黃酒生產(chǎn)中，曲主要采用生麥曲與熟麥曲混合使用的方式，酶制劑主要采用糖化酶、液化酶和酸性蛋白酶混合使用方式。黃酒生產(chǎn)過程中，酵母不產(chǎn)胞外酸性蛋白酶和酸性羧肽酶，原料中的蛋白質(zhì)主要被曲中的酸性蛋白酶和酸性羧肽酶降解形成氨基酸，曲中這兩種酶的多少對黃酒中高級醇的含量影響很大。選擇適宜的制曲工藝和酶制劑品種，控制曲的使用量及酶制劑的含量，可有效控制黃酒中高級醇的含量。

酵母合成細(xì)胞蛋白質(zhì)副產(chǎn)物之一高級醇，不同的酵母菌有不同的生理特性，故即使在相同的工藝條件下，不同的酵母菌在黃酒發(fā)酵過程中生成高級醇的含量也存在很大的差異。根據(jù)高級醇生產(chǎn)的兩條代謝途徑，可通過選育高級醇代謝過程中某些關(guān)鍵性酶活性降低或失活的菌株，阻斷或減弱生成高級醇的代謝途徑，以達(dá)到顯著降低黃酒中高級醇含量的目的。

溫度是黃酒釀造過程中影響酵母菌代謝的諸多因素中最重要的條件之一，一般情況下，其他條件不變，發(fā)酵溫度改變，酵母菌生化反應(yīng)亦會協(xié)同發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致黃酒中高級醇的種類和數(shù)量相應(yīng)變化。若發(fā)酵溫度過高，會加速酵母菌對氨基酸的脫氨基作用，促進(jìn)生成高級醇，同時(shí)還會加速酵母菌的自溶，自溶后產(chǎn)生大量的氨基酸，導(dǎo)致高級醇的含量增加，還會生成引起黃酒苦重味長的酪醇。

根據(jù)高級醇的理化性質(zhì)，前人在主釀造結(jié)束后開展了一些降低高級醇含量的方法研究，這些方法可稱為黃酒“后釀造技術(shù)”。根據(jù)現(xiàn)有研究報(bào)道，能夠調(diào)控酒中高級醇含量的后釀造技術(shù)有分子截留、高壓脈沖電場、超聲波、紅外線、靜電場、微波、超高壓、加熱及輔助添加等。

2 黃酒中高級醇控制措施的研究

控制黃酒中高級醇含量的技術(shù)與方法有很多，本文從原料、糖化發(fā)酵劑、酵母菌種、發(fā)酵溫度和后釀造工藝等方面總結(jié)了控制黃酒發(fā)酵過程中高級醇生成的研究進(jìn)展，以期為黃酒發(fā)酵過程中高級醇控制技術(shù)體系的建立提供借鑒。

2.1 原料選擇

在黃酒釀造過程中，氨基酸處于動(dòng)態(tài)變化中，一方面，在蛋白酶的作用下原輔料中蛋白質(zhì)不斷降解為氨基酸；另一方面，黃酒釀造過程中的酵母菌、霉菌、細(xì)菌等微生物生長繁殖會消耗大量氨基酸，同時(shí)這些微生物死亡自溶后，又會提供大量蛋白質(zhì)和氨基酸。黃酒發(fā)酵醪中存在過量的氨基酸時(shí)，會通過降解代謝途徑轉(zhuǎn)化為高級醇，因此，選用蛋白質(zhì)含量較低的原料，提高米的精白度及增加其他減少蛋白質(zhì)的處理工藝，使原料中蛋白質(zhì)部分分解或去除，控制初始原輔料的氨基酸濃度，有助于降低高級醇的生成量。榮智興等研究了不同精白度大米對黃酒發(fā)酵階段高級醇含量的影響，結(jié)果表明，精白度越高，黃酒的高級醇與乙醇的比值越低；陳雙等研究表明，高梁、玉米發(fā)酵液中β-苯乙醇含量要高出糯米發(fā)酵液2 倍多；都海渤等發(fā)現(xiàn)以糯米和部分黍米為原料釀造清爽型紅曲黃酒，可使黃酒中異丁醇、異戊醇含量比以純糯米為原料釀制的黃酒低。

2.2 糖化發(fā)酵劑選擇

現(xiàn)有研究表明，降低麥曲添加量，選用合適比例的生麥曲和熟麥曲混合，采用適當(dāng)比例的酶制劑，可以降低黃酒中高級醇的含量。張興亞等研究了不同濃度的麥曲對黃酒中高級醇含量的影響，結(jié)果表明，當(dāng)麥曲濃度從8%降至4%時(shí)，高級醇含量從489.1 mg/L 降低至230.4 mg/L。龔耀平研究了不同種類麥曲對黃酒中高級醇含量的影響，結(jié)果表明：生麥曲添加量從0 kg 增至20 kg 時(shí)，高級醇的含量從518.25 mg/L 降至338.82 mg/L；熟麥曲添加量從3 kg 增至25 kg 時(shí)，高級醇含量在5 kg 時(shí)最低，為301.32 mg/L。彭金龍等研究發(fā)現(xiàn)，添加爆麥曲（熟麥曲）釀造的黃酒，高級醇含量相對較低。胡武瑤等研究了不同曲釀造黃酒對高級醇含量的影響：生麥曲組的異戊醇、異丁醇和3-甲硫基丙醇的含量顯著高于熟麥曲組和混合曲組，苯乙醇含量顯著低于其余兩組。周天銀等研究發(fā)現(xiàn)添加糖化酶會影響高級醇的生成，當(dāng)黃酒發(fā)酵醪中糖化能力不能滿足酵母生長所需時(shí)，為加快其糖化速度，可加入一定量的糖化酶，使發(fā)酵醪的糖化力與酵母的發(fā)酵力達(dá)到平衡，加快酵母的發(fā)酵速度；發(fā)酵過程中，在保證酵母細(xì)胞量充足的情況下，減少其增殖倍數(shù)，酵母細(xì)胞不但能迅速消耗糖分，而且能大大減弱對氨基酸的分解作用，大大降低高級醇的生成量。武慶尉等研究發(fā)現(xiàn)添加酸性蛋白酶可改變高級醇的生成量，黃酒釀造過程中適當(dāng)添加酸性蛋白酶時(shí)，高級醇的生成量最多可降低24.71 %，但添加量過多時(shí)又會使高級醇的含量增加。彭金龍等研究發(fā)現(xiàn)添加風(fēng)味發(fā)酵劑釀造黃酒，可降低黃酒中高級醇的含量。

2.3 酵母菌種改良與篩選

通過誘變育種、細(xì)胞融合育種、基因工程育種等方法改變酵母菌特性，降低高級醇的方法已在其他種類酒中研究較多較深，對黃酒酵母改性研究的相關(guān)研究報(bào)道如下。陳雙等用液液微萃取-氣相色譜法測定黃酒發(fā)酵液中β-苯乙醇含量，發(fā)現(xiàn)浙江地區(qū)黃酒酵母菌株產(chǎn)β-苯乙醇能力要明顯高于上海地區(qū)黃酒酵母菌。張興亞等研究了4 種不同酵母菌種發(fā)酵對黃酒高級醇含量的影響，結(jié)果表明以安琪黃酒酵母作發(fā)酵劑的酒樣中的高級醇含量最高，以AS2.1392 黃酒酵母作為發(fā)酵劑的酒樣中的高級醇含量最低。楊魯君等研究了不同的黃酒酵母菌株對黃酒發(fā)酵過程中高級醇含量的影響，結(jié)果表明，不同的黃酒酵母菌株釀造成的黃酒高級醇含量存在差異，其中菌株F-18 的起酵速度快，對糖的轉(zhuǎn)化利用能力高，黃酒中總酸、高級醇等含量適中。袁寧等研究了改造酵母與普通黃酒酵母在黃酒釀造過程中對高級醇含量的影響，結(jié)果顯示，與常規(guī)黃酒酵母相比，改造酵母降低高級醇特性顯著，可使高級醇總量降低超過50 %。吳丹麗等通過發(fā)酵實(shí)驗(yàn)比較其分離得到的5株酵母菌株產(chǎn)高級醇的能力，篩選出低產(chǎn)高級醇的菌株AW001 和J-16-2，其產(chǎn)高級醇是其他菌種的三分之一到二分之一。江森等以釀酒酵母單倍體菌株AY12α為出發(fā)菌，利用同源重組技術(shù)構(gòu)建乙醛脫氫酶基因過表達(dá)菌株，研究了在不同黃酒工藝條件下其對釀酒酵母產(chǎn)高級醇的影響，結(jié)果表明，成功構(gòu)建5 株乙醛脫氫酶基因過表達(dá)菌株，所有改造菌株均可降低高級醇的生成，其中改造菌株α-ALD6效果最顯著（P＜0.01），總高級醇產(chǎn)量下降達(dá)72.04%。蔣予箭等將黃酒酵母用海藻酸鈣包埋制成固定化酵母,研究游離酵母與固定化酵母的黃酒發(fā)酵過程香氣物質(zhì)生成量的差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)固定化發(fā)酵有利于控制黃酒中的高級醇含量。劉夢等研究了以糯米糖化液為發(fā)酵基質(zhì)，馬克斯克魯維酵母HY32 在不同發(fā)酵溫度、不同通氣條件以及與釀酒酵母TRADY 混合發(fā)酵對黃酒風(fēng)味物質(zhì)和感官的影響，結(jié)果表明，與37 ℃發(fā)酵相比較，28 ℃發(fā)酵產(chǎn)生的異戊醇等高級醇含量顯著降低。HY32 與TRADY 1∶1 混合發(fā)酵與單一TRADY 發(fā)酵相比，高級醇（正丙醇、異丁醇、異戊醇和β-苯乙醇）總量是單一釀酒酵母發(fā)酵酒樣高級醇含量的81.9%。

2.4 發(fā)酵溫度優(yōu)化

現(xiàn)有研究表明，適當(dāng)提高黃酒前發(fā)酵階段發(fā)酵溫度，會加速酵母菌的繁殖，促進(jìn)酵母同化發(fā)酵醪中的營養(yǎng)物質(zhì)；發(fā)酵末期降低發(fā)酵溫度，可抑制酵母菌活動(dòng)能力，阻止酵母菌過多利用氨基酸生成高級醇，同時(shí)低溫也有利于黃酒醪中固形物析出，提高黃酒的非生物穩(wěn)定性。毛青鐘等研究了不同發(fā)酵溫度對黃酒質(zhì)量的影響，發(fā)現(xiàn)前酵溫度低，有利于酵母的發(fā)酵作用，高級醇生成量較多；前酵溫度高，有利于細(xì)菌(如乳酸桿菌)的發(fā)酵作用，高級醇生成量較少。這與其他學(xué)者研究結(jié)論有差別，主要原因是其選取的前發(fā)酵溫度梯度與其他學(xué)者的不同，為29 ℃、30 ℃、31.5 ℃、33 ℃、34 ℃。楊國軍等對黃酒中的苦味物質(zhì)及其來源作了探究，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵溫度過高，前酵升溫速度過快，均會產(chǎn)生大量的高級醇，給黃酒帶來較重苦味，為此應(yīng)嚴(yán)格控制酵母增殖倍數(shù)和后發(fā)酵發(fā)酵溫度，應(yīng)在低溫(＜15 ℃)下發(fā)酵。劉夢等研究了馬克斯克魯維酵母在不同溫度下發(fā)酵釀造黃酒產(chǎn)高級醇情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與37 ℃發(fā)酵相比較，28 ℃發(fā)酵產(chǎn)生的高級醇含量顯著降低。盛鳳云等研究了低溫發(fā)酵工藝在黃酒釀造過程中的可行性和對黃酒風(fēng)味品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)低溫發(fā)酵釀制的黃酒理化指標(biāo)可以達(dá)到常溫發(fā)酵釀制黃酒的水平，20 ℃低溫發(fā)酵工藝黃酒中總高級醇含量顯著降低。

2.5 后釀造技術(shù)應(yīng)用

利用后釀造技術(shù)調(diào)控黃酒中高級醇的效果有差別，在黃酒行業(yè)目前僅有少量的深入研究報(bào)道或生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用案例，有待更多學(xué)者共同研究開發(fā)。邊文剛等利用樹脂降低黃酒中高級醇含量，發(fā)現(xiàn)當(dāng)大孔吸附樹脂加入量為5%、吸附時(shí)間為20 min 時(shí)，黃酒中的高級醇含量從300 mg/L 降至156 mg/L，可以去除48 %左右的高級醇。但是，利用樹脂吸附的方法降低黃酒中的高級醇會對酒體的酒精度、營養(yǎng)物質(zhì)、外觀和口感等造成一定的影響。姜玲玲等利用活性炭處理黃酒，發(fā)現(xiàn)活性炭對黃酒中的高級醇具有一定的吸附效果。江京等利用微波催陳黃酒，發(fā)現(xiàn)新釀黃酒經(jīng)微波催陳后，其總酸、總酯和風(fēng)味物質(zhì)均與三年陳黃酒相近，并可優(yōu)化調(diào)控黃酒中高級醇的含量。蔡明迪等研究了在200～350 MPa，處理0.5～2.0 h，介質(zhì)溫度為10～40 ℃條件下超高壓處理對黃酒感官品質(zhì)、理化指標(biāo)的影響，發(fā)現(xiàn)正丙醇、異丁醇和異戊醇為主的雜醇油含量由2.63 %減少到2.15 %。舒杰等開展了超聲對黃酒的陳化機(jī)理研究，發(fā)現(xiàn)超聲功率增大時(shí)可促進(jìn)異丁醇、異戊醇等高級醇的揮發(fā)，使其含量降低。韓笑等研究了黃酒陳化過程中氧氣的通入量以及通入頻率對黃酒品質(zhì)影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)通氣方式處理后的樣品，高級醇、酚類風(fēng)味物質(zhì)在種類的減少程度上較密閉樣品大。陽志銳等研究了不同橡木片添加比例對黃酒貯存過程中風(fēng)味物質(zhì)、游離氨基酸含量變化和感官特性的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)橡木片添加量為99 g/L 時(shí)高級醇的減少的程度較大。孟祥勇等采用30 L 循環(huán)式超聲波發(fā)酵罐進(jìn)行黃酒釀造，發(fā)現(xiàn)經(jīng)30 L循環(huán)式超聲波輔助處理的黃酒發(fā)酵醪液高級醇含量均顯著低于未經(jīng)超聲處理的樣品。侯福榮等利用40 kHz 超聲對新制黃酒基酒進(jìn)行處理，放置不同時(shí)間后測定其揮發(fā)性物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)放置六個(gè)月內(nèi)高級醇類物質(zhì)逐漸下降。

3 小結(jié)與展望

高級醇是黃酒香氣和風(fēng)味的重要組成部分，適量的高級醇賦予黃酒獨(dú)特的香氣和口味，但過量的高級醇會破壞酒體風(fēng)格，甚至?xí)︼嬀普叩纳眢w，因此全面了解高級醇的調(diào)控技術(shù)十分重要。在黃酒釀造過程中，高級醇的兩條代謝途徑同時(shí)存在，生產(chǎn)原料、糖化發(fā)酵劑、酵母菌種、發(fā)酵溫度及后釀造工藝都會影響高級醇的含量，通過控制與優(yōu)化以上條件均可降低黃酒中高級醇含量。

黃酒中高級醇具體代謝方式以及各種高級醇物質(zhì)的定性與定量研究是未來的進(jìn)一步研究方向，需形成標(biāo)準(zhǔn)化的操作規(guī)程來控制高級醇，對黃酒的生產(chǎn)實(shí)踐和品質(zhì)提升具有重要的指導(dǎo)意義。