黄水生物转化提升稻壳理化特性及降低糠醛含量对白酒品质的改良研究

为解决传统稻壳预处理方法无法有效去除有害物质且影响白酒品质的问题，研究人员创新性地采用黄水(Huangshui)生物转化技术对稻壳进行预处理。通过优化固液比(1:15)、pH(3.2)、温度(60°C)和时间(6天)等参数，使糠醛含量降至68.55 mg/100 g，同时显著提升基酒中己酸乙酯(ethyl hexanoate)含量(+69.95%)并降低醛类等有害物质。该研究为白酒行业提供了一种绿色高效的辅料处理技术，实现了酿酒副产物的循环利用。

　　

在追求可持续发展的全球背景下，中国白酒产业正面临"双碳"战略下的转型升级挑战。作为世界最大的蒸馏酒生产国，2023年我国白酒产量达629万千升，但传统酿造过程中稻壳辅料带来的问题日益凸显——未经充分处理的稻壳含有175种异味成分，其中的糠醛(Furfural)不仅会产生令人不悦的烘烤味，当含量超过50 mg/L时还会对人体中枢神经和肝肾造成损害。更棘手的是，传统蒸汽预处理仅能去除部分异味物质，而酿酒副产物黄水(Huangshui fluid)的高COD(25,000–45,000 mg/mL)和强酸性(pH 2.9–3.8)又给环境带来巨大压力。

针对这一行业痛点，柳州工学院食品与化学工程学院的研究团队创新性地提出"以废治废"的解决方案。他们发现，每生产1000升浓香型白酒就会产生约400升黄水，这种富含微生物、有机酸和风味物质的棕色液体，可能成为改良稻壳品质的关键。研究人员通过系统的实验设计，最终在《Applied Food Research》发表的研究成果，为白酒行业的绿色转型提供了重要技术支撑。

研究团队采用扫描电镜(SEM)、气相色谱(GC)等分析技术，结合感官评价体系，对黄水预处理稻壳的工艺参数进行了多维度优化。通过单因素实验确定了关键参数范围，并采集湖南某酒厂的稻壳和黄水样本进行验证。

3.1 预处理方法对酿造稻壳物理特性的影响

电镜观察显示，黄水预处理稻壳(HRH)表面SiO₂斑点显著减少，纤维素条带分离更明显。与常规蒸汽处理(CRH)相比，HRH的容重降低至87.04 g/L(p < 0.05)，但吸水率(92.55%)和弹性(0.74)保持稳定。这种结构变化为微生物增殖提供了更大比表面积。

3.2 黄水预处理对稻壳糠醛去除的影响

在最优条件下(固液比1:15，pH 3.2，60°C，6天)，糠醛生成量达68.55±0.33 mg/100 g。机理研究表明，黄水中的有机酸和酶协同促进了半纤维素水解，后续蒸馏过程通过水汽夹带效应有效去除了糠醛。

3.4 黄水预处理稻壳对基酒品质的影响

感官评价显示HRH基酒得分达93.3分(优于CRH的85.7分)，典型性显著提升。气相色谱分析揭示：有害物质全面下降——乙醛(-38.30%)、糠醛(-49.02%)、甲醇(-9.37%)；风味物质显著增加——己酸(+25.22%)、己酸乙酯(+69.95%)，四大酯类总体提升24.45%。16S rRNA测序表明HRH中梭菌属(Clostridium)占比达70%，与主要风味物质呈强正相关。

这项研究开创性地将酿酒副产物转化为辅料改良剂，建立了从"黄水处理稻壳-优化发酵-品质提升"的闭环生产工艺。不仅解决了糠醛等有害物质的行业难题，使基酒品质达到GB/T 10781.1-2021的优级标准(己酸乙酯≥1.20 g/L)，更实现了废水的高值化利用。相比蒸汽爆破和酸处理等传统方法，该技术具有能耗低、污染小、风味增强等综合优势，为白酒行业的绿色制造提供了可推广的示范模式。未来通过配套设备开发，这项技术有望在更多酒企实现产业化应用，推动中国传统酿造业的可持续发展。