紅曲米酒的澄清工藝研究

陸勝民, 方 堃,2, 夏其樂, 楊 穎

(1.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品科學(xué)研究所,浙江杭州 310021;2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院,安徽合肥 230036)

紅曲又稱紅曲米、赤曲、丹曲、紅米,是以秈米為原料,采用現(xiàn)代生物工程技術(shù)分離出優(yōu)質(zhì)的紅曲霉菌,再經(jīng)液體深層發(fā)酵精制而成,是一種純天然、安全性高、有益于人體健康的食品添加劑[1].現(xiàn)代研究表明,紅曲具有降血脂、血糖、血壓和防癌等功效[2].在傳統(tǒng)的米酒釀造中引入紅曲霉菌發(fā)酵,不僅可以增加米酒的色澤,改善米酒的口感,還可以提高米酒的保健功能.

按照傳統(tǒng)工藝釀造的紅曲米酒中含有蛋白質(zhì)、多糖、色素等物質(zhì),這些物質(zhì)的分子大小有差異,在酒中常以膠體狀態(tài)存在,本身并不會引起渾濁.但隨著環(huán)境(如酒度、溫度、光)的變化,這些物質(zhì)會在酒中發(fā)生一系列復(fù)雜的物理和化學(xué)變化,凝聚成大分子物質(zhì)或沉淀,使酒類渾濁[3],嚴(yán)重影響了紅曲米酒的感官品質(zhì)和商品屬性.因此,研究紅曲米酒的澄清工藝,并研究澄清后酒的穩(wěn)定性和品質(zhì)的變化,對于指導(dǎo)紅曲米酒的工業(yè)化生產(chǎn)具有重要意義.為了提高紅曲米酒的透明度和穩(wěn)定性,本實驗研究了紅曲米酒的不同澄清方法,希望得到經(jīng)濟(jì)、方便且效果明顯的澄清工藝.

1 材料與方法

1.1 材料

紅曲米酒原酒:以糯米為原料,按照傳統(tǒng)工藝經(jīng)過浸泡、淘洗、蒸熟,拌入紅曲發(fā)酵劑發(fā)酵所得酒液;明膠、單寧、殼聚糖、黃原膠等均為分析級;過濾膜,0.45 μm 孔徑.

1.2 主要儀器

UV-1800型紫外/可見分光光度計,日本島津公司;Quick-Brix 90型折光率儀,梅特勒-托利多(上海)儀器公司;ColorQuest XE型色差儀,美國HunterLab公司;LXJ-HB型飛鴿離心機(jī),上海安亭科學(xué)儀器廠;FE 20型實驗室pH計,梅特勒-托利多(上海)儀器;AL 104-IC型電子天平,梅特勒-托利多(上海)儀器;比色管、水浴鍋等.

1.3 實驗方法

1.3.1 澄清劑的配置

明膠溶液:取1 g明膠,100 mL蒸餾水浸泡數(shù)小時,充分吸水后加熱溶解,得到質(zhì)量濃度為10 g/L的明膠溶液,冷卻備用.

單寧溶液:取1 g單寧,用100 mL蒸餾水溶解,得到質(zhì)量濃度為10 g/L的單寧溶液,備用.

殼聚糖:取1 g殼聚糖,溶入100 mL 0.5%的冰醋酸溶液中,過夜使其充分溶解,得到質(zhì)量濃度為10 g/L的殼聚糖溶液,備用.

黃原膠:取1 g黃原膠溶入100 mL蒸餾水,過夜使其充分溶解,得到質(zhì)量濃度為10 g/L的黃原膠溶液,備用.

1.3.2 不同的澄清工藝

1)明膠+單寧法.分別取25 mL紅曲米酒原酒置于比色管中,添加一定體積的澄清劑,使最終溶液中明膠和單寧的添加量分別為0.4+0.1,0.4+0.2,0.4+0.3,0.4+0.4,0.4+0.5 g/L;澄清劑與原酒充分混勻后靜置24 h,于5 000 r·min-1離心10 min,取上清液,以原酒作對照,測定酒液透光率和色差,實驗重復(fù)3次.

2)殼聚糖+黃原膠法.分別取25 mL原酒盛裝在比色管中,添加一定體積的澄清劑,使最終溶液中殼聚糖和黃原膠的添加量分別為0.1+0.4,0.1+0.3,0.2+0.3,0.3+0.3,0.4+0.3 g/L;澄清劑與原酒充分混勻后靜置24 h,于5 000 r·min-1下離心10 min,取上清液,以原酒作對照,測定酒液透光率和色差,實驗重復(fù)3次.

3)膜過濾法.取25 mL原酒,用濾膜過濾,于5 000 r·min-1下離心10 min,取上清液,以原酒作對照,測定酒液透光率和色差,實驗重復(fù)3次.

1.3.3 澄清方法對紅曲米酒品質(zhì)及穩(wěn)定性的影響

選取兩種化學(xué)澄清工藝中效果較好的方法以及膜過濾法分別處理原酒,方法如下:各取400 mL原酒,分別用明膠+單寧法、殼聚糖+黃原膠法中澄清效果較好的處理組合與膜過濾法處理,經(jīng)巴氏殺菌(75℃,25 min)、冷卻后,取200 mL測定紅曲米酒澄清后及巴氏殺菌后的酒精度、可溶性固形物(TSS)、pH值、色差、透光率、抗氧化活性、可溶性蛋白、總酸等主要理化指標(biāo).以原酒作對照,分析其對米酒品質(zhì)的影響.剩余酒液于常溫保存,定期觀察其穩(wěn)定性.

1.4 測定方法

酒精度測定:采用酒精計法[4].

TSS測定:采用手持折光率儀法.

pH值測定:使用精密級數(shù)字式酸度計直接進(jìn)行測定.

色差測定:采用色差儀測定.

透光率測定:采用分光光度法,在680 nm下用1 cm比色皿測定透光值.

抗氧化活性測定[5]:稱取適量DPPH,用無水乙醇溶解,配成DPPH母液;使用時用無水乙醇稀釋,并使溶液吸光值在0.7左右.將1 mL待測酒液及3 mL DPPH溶液置于具塞試管中,搖勻,放置30 min,以無水乙醇為空白,于517 nm測其吸光度Ai,并以式(1)計算清除率.

式(1)中,A0為1 mL無水乙醇加3 mL DPPH溶液的吸光度;Ai為1 mL待測液加3 mL DPPH溶液的吸光度;Aj為1 mL待測液加3 mL無水乙醇的吸光度.

可溶性蛋白測定:考馬斯亮藍(lán)G-250法[6];總酸測定:NaOH滴定法[7],以乙酸表示.

1.5 感官評價

評定標(biāo)準(zhǔn)由10名本實驗室人員組成,主要針對紅曲米酒的色澤、香氣、口感和總體感官進(jìn)行評價,評定標(biāo)準(zhǔn)見表1.

表1 紅曲米酒感官評價標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Sensory evaluation standard of red rice wine

1.6 數(shù)據(jù)分析

采用IBM SPSS Statistics 20,計算平均值和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同澄清工藝的澄清效果

不同的明膠-單寧組合,澄清效果與對照組相比差異均達(dá)到顯著水平(p＜0.05),具體見表2.當(dāng)明膠與單寧之比小于2∶1時,隨著單寧量的增加,透光率增大,亮度增大,酒樣紅色變淡;經(jīng)明膠-單寧法澄清的紅曲米酒能得到較高的透光率,達(dá)99%左右.當(dāng)明膠與單寧的加入量(g/L)分別為0.4與0.5時,米酒的透光率與亮度(L值)均達(dá)到最大值,但此時其紅色的損失較大,而當(dāng)明膠與單寧的加入量(g/L)分別為0.4與0.3時透光率、L值、a值相對平衡,此時為較適宜的下膠量.

表2 明膠-單寧法對紅曲米酒的澄清效果Tab.2 Clarification effect of gelatin-tannins method on red rice wine

不同的殼聚糖-黃原膠處理原酒后,澄清效果與對照組相比差異也均極顯著(p＜0.05)(見表3).處理1,2之間達(dá)到顯著水平,而處理3～5之間均不顯著;綜合透光率、L值、a值考慮,當(dāng)殼聚糖與黃原膠的下膠量分別為0.1 g/L與0.3 g/L時最適宜,此時澄清效果較好,且米酒的紅色值較高、較亮.

表3 殼聚糖-黃原膠法對紅曲米酒的澄清效果Tab.3 Clarification effect chitosan-xanthan gum method on red rice wine

表4為濾膜對紅曲米酒的澄清效果.由表4數(shù)據(jù)與表2、表3對比可以看出,使用0.45 μm孔徑的濾膜的澄清效果好于殼聚糖-黃原膠法,但不如明膠-單寧法中的部分組合(單寧0.4 g/L以上);酒的亮度也高于殼聚糖-黃原膠法,但也不如明膠-單寧法中的部分組合(明膠與單寧之比小于2∶1);酒的紅色值高于其他兩種方法處理的.雖然總體上膜過濾法的澄清效果較好,亮度和紅色值較高,但濾膜易堵塞,需經(jīng)常清洗或更換膜,因而成本較高.

表4 0.45 μm濾膜對紅曲米酒的澄清效果Tab.4 Clarification effect of 0.45 μm membrane filter method on red rice wine

3種方法澄清后紅曲米酒的感觀評價結(jié)果見表5.由表5可以看出,單寧-明膠法澄清后的紅曲米酒在得分方面要明顯低于其他兩組;殼聚糖-黃原膠法與膜過濾法的得分較高,但無論是色澤、香氣,還是口感,膜過濾法都要略高于殼聚糖-黃原膠法;整體來說,膜過濾法的酒樣更大程度地保留了原酒的風(fēng)味.

表5 澄清后紅曲米酒的感官評價結(jié)果Tab.5 Contrast of sensory evaluation after clarifying

2.2 澄清方法和殺菌對紅曲米酒的主要理化指標(biāo)的影響

不同澄清方法處理與紅曲米酒理化指標(biāo)的關(guān)系見表6.由表6可見,紅曲米酒經(jīng)不同的澄清方法處理后,pH值與澄清前相比變化不明顯.澄清前后的酒精度、總酸略微降低,可以看出3種澄清方法對酒精度和總酸的影響不大.3種方法都降低了原酒中的可溶性固形物,其中明膠-單寧法影響最大,大約降低了8.4%;殼聚糖-黃原膠法對其的影響次之,大約降低了5%;膜過濾法對酒的影響最小,大約降低1.7%.紅曲米酒清除DPPH自由基的能力主要是紅曲色素產(chǎn)生的,3種澄清方法處理的酒樣都要高于澄清前的原酒,膜過濾的自由基清除率增長較低,殼聚糖-黃原膠處理組的清除率最高,較原酒大約提高了18.7%;分析原因,可能是加入的殼聚糖具有一定的DPPH自由基清除能力[8].

加入澄清劑處理的兩組酒樣中,蛋白質(zhì)的含量均上升,分析原因可能有:明膠是一種蛋白質(zhì),其存在增加了酒樣中的蛋白含量;殼聚糖-黃原膠法中殼聚糖作為多糖會對考馬斯亮藍(lán)溶液造成干擾,影響蛋白質(zhì)的準(zhǔn)確測定.而膜過濾法蛋白質(zhì)的濃度略微降低,但影響不大.從表6可以看出,經(jīng)過巴氏殺菌后的3組酒樣相比較殺菌前,TSS、pH值、總酸均變化不明顯.隨著加熱而損失了部分酒精,因此3組酒精度均下降.DPPH自由基清除率方面,除了殼聚糖-黃原膠這一組略微降低,其他兩組均上升5%左右.

表6 澄清、殺菌對紅曲米酒主要理化指標(biāo)的影響Tab.6 Effect of clarification and sterilization on red rice wine

2.3 不同澄清工藝所得紅曲米酒的穩(wěn)定性

紅曲米酒經(jīng)澄清、殺菌并常溫存放3個月后,觀察3種澄清工藝對紅曲米酒色澤、渾濁度和品質(zhì)的影響,對米酒物理性狀的描述如表7.

表7 不同澄清工藝所得紅曲米酒的穩(wěn)定性Tab.7 Stability of red rice wine from different clarification methods

3 討論和結(jié)論

單寧的多酚類結(jié)構(gòu)使其含有多個酚羥基,當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)的酰胺基與單寧的酚羥基上的氫鍵結(jié)合會形成大分子蛋白質(zhì)而使蛋白質(zhì)沉淀,從而使果酒或米酒在貯藏過程中產(chǎn)生沉淀[9].而當(dāng)單寧與明膠組合使用時,由于明膠帶有正電荷,單寧帶有負(fù)電荷,二者相結(jié)合時會生成一種黏糊狀的化合物,吸附酒中的渾濁微粒,使其成為明膠-單寧酸鹽的絡(luò)合物而被除去,使酒澄清[10].但明膠-單寧法澄清時,很容易造成明膠過量,特別是單寧含量少的淺色酒.而當(dāng)明膠過量時,酒類會變得更加渾濁,澄清難度加大.

殼聚糖是一種新型的凝絮澄清劑.當(dāng)殼聚糖溶于稀酸溶液中,殼聚糖分子鏈上的氨基、羥基官能團(tuán)能與氫離子結(jié)合產(chǎn)生帶正電荷的聚電物質(zhì).該陽離子與溶液中帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)等微粒相互作用,使這些微粒被凝絮而沉淀下來,使酒液澄清[11].黃原膠是從野油菜黃胞桿菌分泌物提取的一種胞外酸性多糖,也是一種非常有效的食品分散體系中的凝絮劑[12].雖然對于兩者組合使用澄清酒類的報道很少,但本次實驗表明,在紅曲米酒的澄清過程中,兩者結(jié)合產(chǎn)生的效果明顯優(yōu)于單獨使用殼聚糖澄清的效果.

膜過濾法對紅曲米酒的主要成分指標(biāo)影響最小,殼聚糖-黃原膠組合其次,明膠-單寧組合影響最大,穩(wěn)定性也較差.所以,綜合考慮澄清方法對紅曲米酒的透光率、品質(zhì)、色澤以及穩(wěn)定性等的影響,在相關(guān)設(shè)備較完善的情況下可以優(yōu)先考慮采用0.45 μm孔徑的濾膜過濾對紅曲米酒進(jìn)行澄清,如果沒有相關(guān)設(shè)備,可以采用殼聚糖-黃原膠組合法進(jìn)行過濾,添加量為:殼聚糖0.1 g/L,黃原膠0.3 g/L.而且經(jīng)過巴氏殺菌后,經(jīng)殼聚糖-黃原膠組合澄清的紅曲米酒更穩(wěn)定,不易產(chǎn)生沉淀,提高了其商品特性,延長了保質(zhì)期.

[1] 余建平.紅曲的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用[J].科技信息,2010(32):126-127.

[2] 周立平.紅曲研究生產(chǎn)現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].釀酒科技,2003(4):34-35.

[3] 李維新,林曉姿,何志剛,等.枇杷果酒澄清與穩(wěn)定性研究[J].釀酒科技,2005(7):62-64.

[4] 王福榮.釀酒分析與檢測[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005:83-84.

[5] 楊虎,張生堂,高國強(qiáng).玫瑰黃酮的提取及其清除DPPH自由基活性研究[J].食品科學(xué),2012,33(24):152-155.

[6] 黃婉玉,曹煒,李菁,等.考馬斯亮藍(lán)法測定果汁中蛋白質(zhì)的含量[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2009,35(5):160-162.

[7] 張水華.食品分析[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2004:82-83.

[8] 趙盼,王麗,孟祥紅.殼聚糖及其衍生物的抗氧化性能及應(yīng)用研究進(jìn)展[J].食品科學(xué),2010,31(15):299-303.

[9] 李艷敏,趙樹欣.不同酒類澄清劑的澄清機(jī)理與應(yīng)用[J].中國釀造,2008(1):1-5.

[10] 王曉靜.蘋果酒的渾濁原因和澄清技術(shù)研究[J].中國食物與營養(yǎng),2011,17(2):35-37.

[11] 鄧學(xué)良,周文化,付希.殼聚糖在草莓果酒澄清中的應(yīng)用研究[J].中國釀造,2009(12):83-85.

[12] 潘葉,黃惠華.殼聚糖與黃原膠對菠蘿汁澄清效果的研究[J].食品工業(yè)科技,2010(1):260-263.