1. 原料处理与淀粉糊化
原料选择:通常选用糯米或大米,因其支链淀粉含量高,易于糊化和后续分解。蒸煮糊化:通过蒸煮破坏淀粉颗粒结构,使其吸水膨胀、糊化,形成松散结构,便于酶解。2. 糖化过程(淀粉→葡萄糖)
微生物与酶:酒曲中的根霉(Rhizopus spp.)分泌α-淀粉酶和糖化酶(葡萄糖淀粉酶),分别切断淀粉的α-1,4和α-1,6糖苷键,将其转化为葡萄糖。条件控制:温度:30-35℃(根霉最适温度)。氧气:糖化初期需微量氧气,促进根霉生长。时间:约24-48小时,直至米粒软化并产生甜味。3. 酒精发酵(葡萄糖→乙醇)
微生物与代谢:酵母菌(如Saccharomyces cerevisiae)在厌氧条件下进行无氧呼吸,将葡萄糖转化为乙醇和CO₂。条件控制:温度:25-30℃(酵母菌最适活性)。厌氧环境:密封容器以隔绝氧气。时间:3-7天,酒精浓度达8-15%时,酵母活性受抑制而停止发酵。4. 微生物协同作用
酒曲成分:传统酒曲含根霉、酵母菌及少量细菌(如乳酸菌),形成复合菌群。阶段分工:前期:根霉主导糖化,产生葡萄糖。后期:酵母菌主导产酒精,部分细菌生成有机酸、酯类,增加风味。5. 关键控制因素
卫生条件:避免杂菌污染(如醋酸菌、霉菌),防止酸败或霉变。温度梯度:糖化阶段稍高(30℃),发酵阶段稍低(25℃)。pH值:自然维持在4-5,抑制***菌生长。终止时机:通过品尝或测量酒精度,平衡甜度与酒精含量。6. 产物与风味形成
主要产物:乙醇、CO₂及微量甘油、有机酸(如乳酸)。风味来源:酯类(如乙酸乙酯)、氨基酸及发酵中间产物,赋予米酒独特香气。实验设计要点
对比不同温度、酒曲用量、发酵时间对产物影响。检测糖度(折射仪)和酒精度(比重计)变化。观察微生物群落动态(显微镜或平板培养)。通过上述原理,米酒酿造实验可系统展示微生物发酵的动态过程及生物化学转化机制,同时培养对传统发酵技术的科学理解。