袁磊　馮磊

摘? ?要：以黑蒜浸泡液為風味物質，對黑蒜風味啤酒的釀制工藝進行了研究，采用單因素實驗法和正交實驗法對工藝條件進行選優(yōu)。結果表明，黑蒜添加量為5%，選用M4酵母，在主發(fā)酵時添加效果最好。所得啤酒風味評分達94分，有黑蒜特有的風味，色澤黑亮，酒精度適中，各項檢測指標都已到達啤酒質量標準的要求。

關鍵詞：黑蒜;酵母;麥芽;主發(fā)酵;正交實驗

啤酒生產有著悠久的歷史，自公元8世紀以來，德國釀酒人員確定將大麥麥芽作為啤酒釀造的主要原料，并早在1516年制訂了啤酒純凈法[1]。受到德國的影響，世界上大多數啤酒的主要原料都是大麥麥芽。啤酒是一種世界性飲料，啤酒飲料分布在世界各國，是世界最大的酒種。啤酒的蛋白質和碳水化合物在加熱和酶的作用下可以轉化成容易消化吸收的形態(tài)，其中，蛋白質幾乎完全可以被人體吸收及利用，因此1971年，國際營養(yǎng)學會把啤酒列為營養(yǎng)食品[2]。在德國，甚至有些醫(yī)生把啤酒列入病人膳食中[3]。

黑蒜，又稱發(fā)酵黑蒜，是通過洗滌、酶促、成熟和干燥新鮮大蒜獲得的大蒜產品。黑蒜的制備過程包括酶促反應和非酶促褐變反應，非酶促褐變反應包括美拉德反應、焦糖化反應、VC氧化分解反應等[4]。如今，大蒜市場主要是銷售原料及其初級加工產品，產品的附加值不理想，大蒜產業(yè)的發(fā)展受到很大影響。黑蒜柔軟甜美、口感好，相比生蒜的強烈辛辣和難聞的氣味更容易讓人接受。

在啤酒釀造工藝的基礎上，添加具有保健功能的物質，生產出的保健型啤酒兼具啤酒和保健功能的特點，風味獨特，日益受到研發(fā)者和消費者的關注。本實驗以黑蒜浸泡液為風味添加物，對黑蒜風味啤酒的釀制工藝進行了探討。

1? ? 材料與方法

1.1? 材料

（1）原料：山東金鄉(xiāng)優(yōu)質黑蒜;澳洲優(yōu)質麥芽;酒花;M4，M2，U5啤酒酵母。

（2）儀器與設備：高溫蒸汽滅菌器;恒溫鼓風干燥箱;恒溫培養(yǎng)箱;電子天平;雙乙酰蒸餾裝置;酒精濃度計。

1.2? 試驗方法

1.2.1? 黑蒜風味啤酒的釀造工藝流程

麥芽→粉碎→投料→蛋白質休止→糖化→過濾→煮沸→冷卻→滅菌→接種→主發(fā)酵→熱處理→過濾→后發(fā)酵→殺菌→成品。

1.2.2? 黑蒜風味啤酒質量指標的檢測方法

（1）測定酒精度：溫度在20 ℃時，以酒精水溶液與同體積純水質量之比求得相對密度，由此得到試樣中酒精含量的百分比，即酒精度，以%（質量分數）表示。

（2）測定總酸：使用酸度計，用0.1 mol/L的NaOH標準溶液滴定樣品，滴定至pH=9.0作為終點，由NaOH的消耗量來計算啤酒總酸。

（3）測定雙乙酰：鄰苯二胺與雙乙酰作用生成2，3-二甲基喹喔林，2，3-二甲基喹喔林的鹽酸鹽在波長335 nm下呈現出一吸收峰，根據峰值大小能夠確定雙乙酰量，用作定量解析。

（4）感官評定：選擇5名啤酒感官評分人員組成評分小組，在靜音、恒溫、恒濕的環(huán)境下對本次實驗的黑蒜風味啤酒的外觀、酒花香氣、泡沫性能進行感官評分并記錄。

1.3? 黑蒜風味啤酒的釀造

1.3.1? 麥芽汁制備

經過粉碎、糖化、過濾、添加酒花、煮沸和冷卻等一系列工序，麥芽汁是酵母完全繁殖發(fā)酵的根基，從而釀制出優(yōu)質的啤酒。

1.3.2? 麥芽粉糖化

設定煮沸鍋溫度35 ℃，加入蒸餾水11 L，等待水溫到達35 ℃時，下料，將5 kg麥芽粉包裹在紗布袋中緩慢放入水中，操作時用玻璃棒充分攪拌，使里面的物質充分混合，防止結塊，恒溫放置20 min;升溫至50 ℃，恒溫放置60 min;升溫至65 ℃，恒溫放置30 min，碘測;升溫至80 ℃時結束。

1.3.3? 麥芽汁過濾

過濾麥芽汁清液，向麥芽汁沉淀物加入量好的蒸餾水，用玻璃棒不斷攪動，靜置澄清;收集上層清澈液體，與麥芽汁清液一起在紗布袋中過濾兩次，所得清澈溶液放置在干凈容器內。

1.3.4? 麥芽汁煮沸

用糖化鍋加熱麥汁，等麥芽汁煮沸40 min后加入顆粒酒花2 g，煮沸70 min時，再加入顆粒酒花3 g，煮沸100 min時加入顆粒酒花5 g，繼續(xù)煮沸20 min后停止煮沸，于無菌超凈工作臺上用消過毒的盤銅管接水龍頭快速冷卻。

1.3.5? 活性干酵母活化

取煮沸后的麥汁加等量涼開水，迅速冷卻至30～32 ℃，放置到可密封的潔凈容器內，取5 g干酵母粉加入其中，混合均勻后放入30 ℃恒溫震蕩培養(yǎng)箱活化15 min。

1.3.6? 主發(fā)酵

待麥芽汁冷卻至7 ℃時，放入啤酒酵母，靜置在l0 ℃培養(yǎng)箱中進行恒溫發(fā)酵。當檢測到雙乙酰質量濃度降至0.06 mg/L后，降溫至0 ℃貯酒，并每日做好相關數據記錄。

1.3.7? 后發(fā)酵

將嫩啤酒轉移至消毒后的啤酒瓶，做好記錄標簽，放于0 ℃冰箱貯酒。

1.4? 黑蒜風味啤酒釀制工藝的單因素實驗設計

1.4.1? 黑蒜添加量對啤酒風味的影響

黑蒜的添加量為0.2%、1.0%、2.0%、5.0%，在主發(fā)酵時添加，活性干酵母使用M4。

1.4.2? 酵母種類對啤酒風味的影響

確定黑蒜的添加量為5%，在主發(fā)酵時添加，活性干酵母使用M4、M2、U5 。

1.4.3? 添加時間對啤酒風味的影響

確定黑蒜的添加量為5%，分別在煮沸、主發(fā)酵、后發(fā)酵添加，活性干酵母使用M4。

1.5? 黑蒜風味啤酒的正交試驗優(yōu)化設計

將黑蒜添加量、酵母添加種、黑蒜添加時間3個因素作為黑蒜啤酒進行正交試驗的分析變量，通過對數據結果的計算分析，確定黑蒜風味啤酒的最佳發(fā)酵工藝條件。

2? ? 結果與分析

2.1? 黑蒜風味啤酒的單因素實驗分析

2.1.1? 黑蒜添加量對啤酒風味的影響

從圖1可以看出，添加黑蒜的量對總酸影響比較大，黑蒜中的有機酸含量較高，有機酸以檸檬酸含量最高，其中，氨基酸的含量隨發(fā)酵時間變化明顯[5]， 隨著啤酒中黑蒜添加量的增大，啤酒中的總酸含量快速升高[6]。由于在大蒜發(fā)酵為黑蒜時營養(yǎng)成分被破壞，無法被酵母利用，對啤酒酒精度幾乎沒有影響。啤酒酵母的數量和發(fā)酵性能是雙乙酰含量的主要影響來源，黑蒜的添加對于酵母發(fā)酵性能的影響基本沒有，所以雙乙酰含量變化也不大[7]。

2.1.2? 酵母種類對啤酒風味的影響

從圖2可以看出，不同酵母對啤酒雙乙酰含量影響比較大，同時會很大程度上影響啤酒的感官評分。酵母的種類不同，發(fā)酵性能也有所差異?？梢钥闯觯琈4所產生的雙乙酰含量偏低且感官評分較高，雙乙酰含量會很大程度上影響啤酒風味，過高的雙乙酰含量會導致啤酒出現餿味，風味不佳。故通過篩選得出M4酵母更適合用于黑蒜風味啤酒的釀造。

2.1.3? 黑蒜添加時間對啤酒風味的影響

黑蒜添加時間基本不影響啤酒中酒精度、雙乙酰、總酸的量，而對感官評分影響較大。黑蒜在煮沸時添加，在高溫作用下會釋放出黑蒜獨有的刺激性風味，導致啤酒風味不佳，感官評分降低;在主發(fā)酵時添加，黑蒜與酵母、酒中含有的各種成分作用溫和，故感官評分較高。經過對比得出結論，黑蒜適宜的添加時間為主發(fā)酵時。

2.2? 啤酒的正交實驗分析

將單因素實驗結果用正交實驗法進行組合分析，用A、B、C分別代表黑蒜添加量、酵母種類、黑蒜添加時間3個影響因素，每個影響因素選取3個不同水平，以1、2和3進行編碼，具體設計如表1所示。正交設計方案和分析結果如表2～5所示。

根據表1～5可以得出以下結論：3個因素中，對黑蒜啤酒中雙乙酰含量影響的強弱順序是C>A>B，對啤酒中總酸含量影響的強弱順序是C>A>B，對啤酒感官評分影響大小的順序是A>B>C。由各數據不同組的平均值得出各因素的優(yōu)化組合，雙乙酰優(yōu)組合為A2B1C1、總酸優(yōu)組合為A3B2C2、感官評分優(yōu)組合為A1B2C2，即黑蒜添加量為麥芽+水總量的5%，酵母種類選用M4酵母，黑蒜添加時間為主發(fā)酵。

3? ? 問題討論

啤酒花、麥芽汁和酵母菌等啤酒原料在發(fā)酵進程中會獲得一種泡沫蛋白（指對啤酒泡沫形成起主導作用的蛋白群體），并溶解在啤酒中，具備起泡作用。如何改良酒花、麥芽汁、酵母菌的比例達到增多啤酒氣泡的目的是以后需要深入研究的一個問題。

4? ? 結語

根據單因素實驗及正交實驗結果分析得出：黑蒜添加量、酵母種類、黑蒜添加時間會對啤酒的風味和質量品質有一定影響，影響程度的強弱表現為酵母種類>黑蒜添加量>黑蒜添加時間。經過實驗和結果分析得出使黑蒜啤酒風味最佳的工藝條件為：黑蒜添加量為麥汁總量的5%，酵母選用M4酵母，黑蒜添加時間為主發(fā)酵。由正交實驗所得出的最優(yōu)參數組合所得黑蒜風味啤酒質量評分達94分，黑蒜啤酒風味的關鍵在于酵母種類的選擇和黑蒜添加量的多少，啤酒的麥芽香和酒花香會和黑蒜的蒜香味和焦香味混合在一起，產生一種獨特的風味。整體上，黑蒜風味啤酒具有黑蒜特有的風味，色澤黑亮，酒度適中，各項檢測指標都已達到啤酒質量標準的要求。

[參考文獻]

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[3]JI S K，JU K，CHEON G.Comparison of phenolic acids and flavonoids in black garlic at different thermal processing steps[J].Journal of Functional Foods，2013，5（1）：66-69.

[4]李? ?鑫，劉? ?銳，張? ?民，等.澄清型黑蒜飲料的流變特性研究[J].食品工業(yè)科技，2015，36（7）：132-134，143.

[5]劉? ?盼，曾萬勇，潭江渝，等.功能保健型食品黑蒜研究進展[J].科教導刊，2015（6）：137-138.

[6]唐仕榮，陳尚龍，苗敬之，等.黑酸抗氧化活性的變化研究[J].中國調味品，2018（5）：33-35.

[7]李? ?絨.啤酒生產過程中雙乙酰的控制[J].釀酒科技，2002（2）：66-67.