鄧清祥,靳壽平,李 誠*

1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院,四川 雅安 625000

2.雅安市食品藥品監(jiān)督管理局,四川 雅安 625000

釀酒有著幾千年的歷史，其余原理是非常的簡單，就是利用酵母菌去發(fā)酵原材料含有的糖分。其原料種類也是非常之多，植物的種子、果實(shí)、五谷雜糧等都可以作為釀酒的原料。如果采用的原料和工藝得到，不僅會(huì)釀出口味極佳的酒釀，同時(shí)還能保持著原料特殊的營養(yǎng)成份。近些年，采用具有藥理作用的原材料去釀酒，有酒的口感、又保存了原料的醫(yī)用營養(yǎng)價(jià)值得到廣泛的應(yīng)用。黑枸杞主要是生存在我國西部地區(qū)，茄科枸杞屬多年生植物。黑枸杞對(duì)環(huán)境適應(yīng)性極強(qiáng)，具有抗旱、抗凍的特性，能夠在-28o環(huán)境下生存而不被凍傷，多生長在我國西部地區(qū)。黑枸杞其藥理作用明顯，主要功能是能有美容養(yǎng)顏、補(bǔ)腎益精、護(hù)肝明目等功效；相比紅枸杞，黑枸杞內(nèi)含花青素具有清除自由基的功效進(jìn)而達(dá)到防治癌癥的功效；另外研究發(fā)現(xiàn)黑枸杞內(nèi)多糖含量比較高，含量集中在15%左右?？嗍w是自然界少有的具有醫(yī)療、食療的作物，其特殊的生長環(huán)境導(dǎo)致其本身具有富含元素硒、大量的蛋白質(zhì)、支鏈淀粉、維生素。鑒于這些優(yōu)點(diǎn)，黑枸杞還是苦蕎，學(xué)術(shù)界的研究方向主要有研究其組成成份及其藥理功能、研究如何進(jìn)行深加工原料得到利用效果更大的產(chǎn)品，其中釀酒就是熱點(diǎn)之一。利用農(nóng)作物釀酒有著幾千年的歷史，釀酒工藝可以按照原料區(qū)分，也可按照發(fā)酵工藝區(qū)分，同時(shí)也可按照起泡程度劃分，根據(jù)果酒的含糖不同進(jìn)行劃分。采用酵母菌固化的方式發(fā)酵果酒具有很多優(yōu)點(diǎn)，其中最重要的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)隨著產(chǎn)物的移走而降低含量，這樣能夠提高酵母的利用率達(dá)到可持續(xù)發(fā)酵原料釀酒的目的。我國雖然有著幾千年的釀酒的歷史，但是目前國內(nèi)對(duì)果酒認(rèn)可度并不高，市場果酒釀造工藝和歐美國家有一定的差距。學(xué)者Ogodo AC從棕櫚果酒中提取酵母菌并將其應(yīng)用于其他果酒發(fā)酵，通過感官考評(píng)、酒精度測試，發(fā)現(xiàn)經(jīng)分離出來的酵母菌同樣可以適應(yīng)于其他果酒發(fā)酵；該試驗(yàn)表明酵母菌并不會(huì)因發(fā)酵果酒而失活，酵母菌可以重覆利用，因此學(xué)者采用固化酵母發(fā)酵果酒，達(dá)到充分利用酵母菌的目的。采用黑枸杞苦蕎釀酒的目的根據(jù)是為了既保存了果實(shí)的風(fēng)味、醫(yī)藥營養(yǎng)，又有純正、柔和的酒香，因此研究其工藝生成有著重要的意義。本試驗(yàn)采用黑枸杞(Lycium ruthenicumMurr.)和苦蕎(Fagopyrum tataricum(L.)Gaertn)為主要原材料，采用相應(yīng)面對(duì)其釀酒工藝進(jìn)行優(yōu)化，以期為工業(yè)生產(chǎn)民用釀酒提供指導(dǎo)意見[1]。

1 原料與方法

1.1 原料與試劑

主要原料：新疆黑枸杞，云南苦蕎；上海韋伯生物試劑公司生產(chǎn)的葡萄酒酵母；主要試劑：CaCl2、白砂糖、Na2SO3果膠酶、葡萄糖、VC等，其級(jí)別均是分析級(jí)別，均來源于實(shí)驗(yàn)室。

1.2 儀器與設(shè)備

表1 試驗(yàn)所需儀器和設(shè)備Table 1 Main instruments and equipment in test

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

圖1 固化酵母釀酒工藝流程Fig.1 Solidified yeast brewing process

1.3.2 技術(shù)要點(diǎn) 采用成熟且飽滿的黑枸杞、苦蕎，去除不良個(gè)體，清洗干凈。之后，選取不同比例的黑枸杞、苦蕎加水榨汁、同時(shí)加入一定0.08%的抗壞血酸達(dá)到保護(hù)成色的目的，之后根果酒的色澤和風(fēng)味口感對(duì)所釀的果酒進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定最優(yōu)的比例。確定最優(yōu)黑枸杞、苦蕎的比例之后進(jìn)行成分調(diào)整，其理論基礎(chǔ)是1%的酒精度數(shù)需要17 g/L蔗糖發(fā)酵生成，在根據(jù)所需的酒精度之后添加相應(yīng)的蔗糖，使得PH值達(dá)到4.0，后為達(dá)到殺菌、提高發(fā)酵穩(wěn)定性的效果添加一定的亞硫酸鉀，這樣釀造出的酒具有口感純正濃香[2]。

1.3.3 理化指標(biāo)測定 采用手持折光儀對(duì)可溶性固態(tài)形物進(jìn)行測定；用pH計(jì)對(duì)pH進(jìn)行測量；采用酸堿中和測定的常規(guī)方法測定；含糖量是采用直接滴定的方法測定；采用2010國標(biāo)平板計(jì)數(shù)法進(jìn)行測定菌落總數(shù)。采用酒精計(jì)對(duì)果酒酒精度數(shù)進(jìn)行測試[3]。

感官評(píng)價(jià)采用邀請(qǐng)15名品酒專家對(duì)四個(gè)指標(biāo)進(jìn)行測試。該四個(gè)指標(biāo)的權(quán)重分別是：香氣25%、狀態(tài)10%、色澤15%、口味50%。

黑枸杞、苦蕎的最優(yōu)比例的確定。將黑枸杞、苦蕎清洗過后按照七個(gè)比例進(jìn)行試驗(yàn)，黑枸杞：苦蕎比例分別是2.5:1、2:1、1.5:1、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5。同樣按照上述方法邀請(qǐng)15名品酒專家進(jìn)行測試，選擇最優(yōu)比例的果酒。

1.3.4 單一因數(shù)實(shí)驗(yàn) 固化、游離酵母菌單一實(shí)驗(yàn)：將黑枸杞和苦蕎清洗干凈榨汁后，調(diào)整成分，分別進(jìn)行固化酵母菌發(fā)酵和游離酵母菌發(fā)酵試驗(yàn)。

發(fā)酵溫度單因素固化酵母菌試驗(yàn)。進(jìn)行六組固化酵母菌試驗(yàn)，控制變量是五個(gè)不同數(shù)值溫度：16oC，18oC，20oC，22oC，24oC。

初始糖度單因素固化酵母試驗(yàn)。進(jìn)行五組固化酵母菌試驗(yàn)，控制變量是五個(gè)不同梯度的初始糖度：20%，22%，24%，26%，28%。

固化酵母菌含量單因素試驗(yàn)。進(jìn)行五組固化酵母菌試驗(yàn)，控制變量是五個(gè)不同梯度的酵母菌添加量：0.01%，0.02%，0.03%，0.04%，0.05%。

1.3.5 黑枸杞、苦蕎果酒響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn) 以單因數(shù)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，專家綜合評(píng)分和酒精度數(shù)為相應(yīng)值，采用3×3的相應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，并進(jìn)行回歸分析確定最佳工藝參數(shù)，具體試驗(yàn)因數(shù)、水平見如2。表3是感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

表2 響應(yīng)面法因素水平表Table 2 Response Surface Method factors levels table

表3 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Sensory evaluation standard

2 結(jié)果與分析

2.1 黑枸杞和苦蕎比例

多種原料混合釀酒，其比例對(duì)果酒的品質(zhì)有著及其重要的影響。比例不當(dāng)，會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)酵后酒的品質(zhì)，顏色差、缺乏光澤、甚至出現(xiàn)異常味道等。通過上述15名品酒專家感官評(píng)分得出黑枸杞與苦蕎的比例是1.5:1的時(shí)候采用固化酵母方法釀造出的酒評(píng)分最高。

2.2 單因素試驗(yàn)

固化、游離酵母菌單一實(shí)驗(yàn)。根據(jù)下圖2可以看出，游離酵母菌在發(fā)酵前期由于分散因而引起發(fā)酵速度比較快，這一現(xiàn)象至少保持在前4 d。但是到發(fā)酵后期，隨著有利酵母菌隨著產(chǎn)品的移動(dòng)而減少，其發(fā)酵能力逐步低于固化酵母菌。

圖2 游離、固化酵母菌發(fā)酵黑枸杞和苦蕎果酒殘?zhí)橇繉?duì)比Fig.2 Comparison of residual sugar content from Lycium ruthenicum and Fagopyrum tataricum fruit wine fermented by free and solidified yeasts

發(fā)酵溫度單因素固化酵母菌試驗(yàn)。總所周知，果酒的釀造溫度影響著果酒釀造的感官評(píng)價(jià)。高溫導(dǎo)致酒香揮發(fā)，低溫導(dǎo)致發(fā)酵無法完全。如圖3所示，隨著溫度的提高，果酒糖量加速下降，感官評(píng)分也上升。20oC，感官評(píng)分最大值為90分，該酒色澤鮮亮、果香濃郁。但是隨著溫度提高，評(píng)分反而下降。

固化酵母菌含量單因素試驗(yàn)。根據(jù)相關(guān)資料顯示，酵母懂得培養(yǎng)含量能夠影響果酒的品質(zhì)。酵母菌過多，酵母菌會(huì)大量吸收糖分引起生成酒精的糖分減少。酵母過少時(shí)候，糖分發(fā)酵不充分，酒精度數(shù)低。根據(jù)下圖2可以顯示，酵母菌含量和發(fā)酵液中的糖分呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)的關(guān)系，當(dāng)酵母含量在0.03%時(shí)候發(fā)酵效果最優(yōu)，此時(shí)酒精度數(shù)和感官評(píng)價(jià)也是最高。

初始糖度單因素固化酵母試驗(yàn)。根據(jù)圖3的數(shù)據(jù)顯示，在初始階段，初始糖度和殘余糖度呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系，酒精度也隨著增加。初始糖度達(dá)到24%時(shí)，酒精度和感官評(píng)價(jià)最高。可能原因是含糖量過高、溶液濃度提高引起滲透壓提高，抑制其生長，引起其發(fā)酵緩慢，參與糖量增加。

圖3 初始糖量、酵母添加量對(duì)黑枸杞和苦蕎發(fā)酵的影響Fig.3 Effects of initial sugar content and additive yeast on the fermentation of Lycium ruthenicum and Fagopyrum tataricum

2.3 響應(yīng)面法試驗(yàn)方案與結(jié)果

根據(jù)單一因素實(shí)驗(yàn)的結(jié)果對(duì)上訴三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，采用3因數(shù)*3水平相應(yīng)面法對(duì)感官評(píng)價(jià)、酒精度進(jìn)行測試，試驗(yàn)結(jié)果如下表4[4]。

表4 固化酵母菌黑枸杞、苦蕎試驗(yàn)研究Table 4 Experimental study on Lycium ruthenicum and Fagopyrum tataricum fermented by solidified yeast

回歸模型建立。采用計(jì)算統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)上表4數(shù)據(jù)進(jìn)行建立回歸數(shù)據(jù)分析得到X和Y回歸方程如下：X=90.4-1.62A-1B+1.28C=3.22AB-1.25AC-1.25BC-8.88A2-12.7B2-2.88C2

對(duì)回歸方程進(jìn)行分析，結(jié)果呈現(xiàn)表5。根據(jù)表5顯示，酒精度優(yōu)化的三個(gè)變量模型P≤0.0001，均極顯著，說明黑枸杞、苦蕎釀造果酒感官評(píng)分與酒精度之間的三個(gè)變量之間存在顯著關(guān)系R2=99.85%/98.98；模型調(diào)整系數(shù)是R2Adj=97.66%/96.48%，表明擬合度較好。一次項(xiàng)A，B，C和A2，B2，C2表現(xiàn)顯著，因此該數(shù)值對(duì)相應(yīng)影響也是比較大。其中三個(gè)因數(shù)水平中，對(duì)精度影響的順序是A＞B＞C，對(duì)感官評(píng)價(jià)影響的是A＞C＞B[5]。

表5 回歸模型方差分析Table 5 Variance analysis of regression model

響應(yīng)面試驗(yàn)驗(yàn)證。通過統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)所建立的模型進(jìn)行優(yōu)化，得到黑枸杞、苦蕎釀酒的最有條件：酵母添加劑的含量為0.04%，最佳溫度為19.89oC,初始糖度為23.49%。在該指標(biāo)條件下，黑枸杞苦蕎果酒的酒精度為12.78%VOL，感官評(píng)分是93.36。為了驗(yàn)證該數(shù)值指標(biāo)下生成的果酒是最優(yōu)的，進(jìn)行三組試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)發(fā)酵溫度、酵母添加量、初始糖濃度三個(gè)指標(biāo)取值為；20oC、0.03%、24%，經(jīng)過三次試驗(yàn)，得到的酒精度數(shù)和感官評(píng)分基本和計(jì)算求的數(shù)據(jù)一致，因此采用該優(yōu)化算法得到的指標(biāo)對(duì)黑枸杞苦蕎釀酒具有指導(dǎo)意義。質(zhì)量指標(biāo)檢測結(jié)果：果酒的好壞，除人工感官評(píng)價(jià)之外，質(zhì)量指標(biāo)也能體現(xiàn)（表6）。

表6 黑枸杞苦蕎果酒質(zhì)量指標(biāo)Table 6 Quality index of compound wine from Lycium ruthenicum and Fagopyrum tataricum

因此通過上述試驗(yàn)可總結(jié)為，在pH值為4.0，SO2添加量為30 mL時(shí)，得到黑枸杞苦蕎最佳釀造工藝，其中黑枸杞與苦蕎的比例是1.5:1，發(fā)酵溫度、固化酵母添加量、初始糖度的分別是20oC、0.03%、24%。該條件的果酒度數(shù)是12.78%VOL，感官評(píng)分是93.36。此時(shí)果酒各類指標(biāo)最優(yōu)。

3 小 結(jié)

黑枸杞和苦蕎是具有很高的醫(yī)用價(jià)值，通過上述研究，并根據(jù)相應(yīng)面板進(jìn)行優(yōu)化得到最優(yōu)指標(biāo)。本文取得成果包括確定了固化酵母菌較有游離酵母菌在發(fā)酵后期具有很大的優(yōu)勢、黑枸杞和苦蕎的配合比，及其在pH4.0下的最優(yōu)釀酒條件，釀出的酒具有質(zhì)量最優(yōu)，因此本文試驗(yàn)就有指導(dǎo)意義。