黑莓米酒發(fā)酵工藝優(yōu)化

黃和升，王海平*

（江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 淮安 223003）

黑莓是薔薇科懸鉤子屬多年生植物，其果實(shí)風(fēng)味獨(dú)特。眾多資料顯示，黑莓除富含糖類、有機(jī)酸、維生素、多種氨基酸和礦物質(zhì)等多種營(yíng)養(yǎng)成分[1-2]外，從黑莓中提取的多酚、花色苷等功能成分具有很強(qiáng)的清除自由基和抗氧化功能，可提高人體的免疫力、改善記憶力、預(yù)防心腦血管疾病和延緩衰老等功效[3-16]。

目前研究所得黑莓產(chǎn)品主要有黑莓清汁、黑莓果酒、速凍黑莓、黑莓濃縮汁等[1，10，17-18]，本試驗(yàn)以黑莓和糯米為主要原料，通過全發(fā)酵試驗(yàn)研制黑莓米酒，利用響應(yīng)面優(yōu)化黑莓米酒的發(fā)酵工藝，以此迎合消費(fèi)者對(duì)發(fā)酵米酒的口味及營(yíng)養(yǎng)要求的需求，同時(shí)也為黑莓資源開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黑莓、糯米和酒藥：淮安農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)；普通米酒：江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院；95%vol乙醇、鹽酸、福林酚、甲醇、氫氧化鈉、無水葡糖糖、硫酸銅、酒石酸鉀鈉（分析純）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

糯米酒生產(chǎn)線：由江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院黃酒生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)車間提供；XC-JP200 型離心式榨汁機(jī)：江蘇南通榮慧機(jī)械有限公司；UV.1600P型紫外可見分光光度計(jì)：上海美譜達(dá)儀器有限公司；PHS-3C精密pH計(jì)：上海雷磁儀器廠；FA1004N分析天平（0.000 1 g）：上海精密科學(xué)儀器有限公司；101-A-1B電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海實(shí)驗(yàn)儀器廠有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 單因素試驗(yàn)

黑莓米酒主發(fā)酵的基礎(chǔ)條件設(shè)為酒藥量0.6 g/100 g、發(fā)酵時(shí)間6 d、發(fā)酵溫度24 ℃、黑莓汁添加量10 g/100 g，將米酒的感官評(píng)分作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別考察酒藥添加量（0.3 g/100 g、0.4 g/100 g、0.5 g/100 g、0.6 g/100 g、0.7 g/100 g、0.8 g/100 g），發(fā)酵溫度（20 ℃、22 ℃、24 ℃、26 ℃、28 ℃、30 ℃），發(fā)酵時(shí)間（5 d、6 d、7 d、8 d、9 d、10 d），黑莓添加量（0、5 g/100 g、10 g/100 g、15 g/100 g、20 g/100 g、25 g/100 g）對(duì)米酒感官評(píng)分的影響。

1.3.3 響應(yīng)面試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)Box-Behnken的設(shè)計(jì)原理，選擇黑莓添加量（A）、發(fā)酵時(shí)間（B）、發(fā)酵溫度（C）和酒藥添加量（D）為考察變量，以-1、0、1分別代表變量的水平，以產(chǎn)品的感官評(píng)分（Y）為響應(yīng)值。Box-Behnken 設(shè)計(jì)試驗(yàn)因素和水平見表1，采用Design Expert 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析。

表1 Box-Behnken設(shè)計(jì)試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of Box-Behnken tests

1.3.4 測(cè)定方法

總糖、總酸、酒精度、非糖固形物測(cè)定參照GB/T 13662—2008《黃酒》；微生物指標(biāo)測(cè)定參照GB 2758—2012《發(fā)酵酒及其配制酒》。感官評(píng)價(jià)由5位釀酒專家品評(píng)小組進(jìn)行感官評(píng)分，滿分100分，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表2；總酚測(cè)定采用Folin-Ciocalteu 比色法進(jìn)行測(cè)定[19]；花色苷測(cè)定采用消光系數(shù)法[20]。

表2 黑莓米酒感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory score standard of blackberry glutinous rice-wine

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 酒藥添加量對(duì)米酒感官評(píng)分的影響

圖1 酒藥添加量對(duì)米酒感官評(píng)分和酒精度的影響Fig.1 Effect of yeast inoculum on sensory evaluation and alcohol content of rice wine

圖1表明，在基礎(chǔ)試驗(yàn)條件控制下，酒藥添加量為0.3～0.6 g/100 g時(shí)，黑莓米酒的感官評(píng)分隨酒藥量的增加逐步增大，當(dāng)酒藥添加量超過0.6 g/100 g時(shí)，感官品評(píng)酒的苦味明顯增大，因此適合的酒藥添加量為0.6 g/100 g。

2.1.2 發(fā)酵溫度對(duì)米酒感官評(píng)分的影響

圖2 發(fā)酵溫度對(duì)米酒感官評(píng)分和酒精度的影響Fig.2 Effect of fermentation temperature on sensory evaluation and alcohol content of rice wine

圖2表明，在基礎(chǔ)試驗(yàn)條件控制下，溫度在20～26 ℃，黑莓米酒感官評(píng)分值逐漸增加，到26 ℃之后繼續(xù)升高溫度，酒的感官評(píng)分降低，主要由于溫度過高，微生物酶活升高，代謝加快，長(zhǎng)時(shí)間的高溫引起酵母的快速死亡，造成發(fā)后期發(fā)酵力下降，糖分殘留，酒精度降低，米酒風(fēng)味物質(zhì)的形成和積累也受到了一定的影響，最終酒的口感下降，因此選擇26 ℃左右的發(fā)酵溫度為宜。

2.1.3 發(fā)酵時(shí)間的影響

圖3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)米酒感官評(píng)分和酒精度的影響Fig.3 Effect of fermentation time on sensory evaluation and alcohol content of rice wine

圖3表明，在基礎(chǔ)試驗(yàn)條件控制下，發(fā)酵的前6 d，感官評(píng)分迅速增加，6～8 d時(shí)，感官評(píng)分增加緩慢，第8 d達(dá)到最大值，8 d后，酒的酸度稍有增加，感官評(píng)分略有下降，可能是發(fā)酵過度，菌體自溶，部分酒精被細(xì)菌轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸所致，因此選擇8 d左右的發(fā)酵時(shí)間為宜。

2.1.4 黑莓添加量的影響

圖4表明，添加少量黑莓會(huì)提高酒的感官品質(zhì)，添加量超過15 g/100 g時(shí)，感官質(zhì)量會(huì)下降，綜合考慮，黑莓添加量為15 g/100 g為宜。

圖4 黑莓添加量對(duì)米酒感官評(píng)分和酒精度的影響Fig.4 Effect of blackberry addition on sensory evaluation and alcohol content of rice wine

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果與分析

為獲得黑莓米酒的最佳發(fā)酵條件，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行利用Box-Behnken進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)，響應(yīng)面試驗(yàn)方案及按試驗(yàn)方案制得的米酒酒精得率和感官評(píng)分見表3。

表3 Box-Behnken設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 3 Results and analysis of Box-Behnken tests

利用Design Expert軟件對(duì)表3中的響應(yīng)值進(jìn)行二元回歸擬合分析，確立如下回歸方程預(yù)測(cè)模型：

對(duì)模型進(jìn)行方差分析得到的結(jié)果見表4。

由表4可知，模型極顯著（P＜0.000 1），說明因變量與所考察自變量之間的線性關(guān)系顯著（R2=0.958 2），模型調(diào)整相關(guān)系數(shù)為R2Adj=0.916 7，即該模型能解釋91.67%的響應(yīng)值變化，擬合較好，失擬項(xiàng)不顯著（P＞0.05），說明所得二次回歸方程預(yù)測(cè)模型能很好地預(yù)測(cè)響應(yīng)值。從F值的大小可知所選因素對(duì)響應(yīng)值影響強(qiáng)弱次序?yàn)椋壕扑幪砑恿浚景l(fā)酵溫度＞黑莓添加量＞發(fā)酵時(shí)間，一次項(xiàng)A、C、D及二次項(xiàng)BC、BD、CD顯著，說明黑莓添加量、酒藥添加量、發(fā)酵溫度對(duì)感官評(píng)分的影響顯著，發(fā)酵時(shí)間與發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間與酒藥添加量、發(fā)酵溫度與酒藥添加量的交互作用也顯著。

根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型利用Design Expert軟件對(duì)參數(shù)進(jìn)行最優(yōu)化分析，得到黑莓米酒最優(yōu)發(fā)酵條件為：黑莓添加量20.03 g/100 g、發(fā)酵時(shí)間7.0 d、發(fā)酵溫度27.5 ℃、酒藥添加量0.49 g/100 g，此條件下黑莓米酒的感官評(píng)分為95.13。為檢驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，考慮到實(shí)際操作的便利，將工藝參數(shù)修正為黑莓添加量20.0 g/100 g、發(fā)酵時(shí)間7 d、發(fā)酵溫度27 ℃、酒藥添加量0.50 g/100 g，經(jīng)過3次平行試驗(yàn)，得到實(shí)際感官評(píng)分為94.65，試驗(yàn)結(jié)果與模型符合良好。因此采用響應(yīng)面設(shè)計(jì)得到的黑莓米酒發(fā)酵工藝條件參數(shù)準(zhǔn)確可靠，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

2.3.1 感觀指標(biāo)

產(chǎn)品呈紫紅色，有光澤，清澈透明，瓶底略有聚積物；口感柔和、具有黑莓和米酒特有的香味。酒體協(xié)調(diào)，綿甜爽口，無怪雜味。

2.3.2 理化指標(biāo)

酒精度：（14.6±0.18）%vol；總糖（以葡萄糖計(jì)）：（40.4±0.21）g/L；總酸（以乳酸計(jì)）：（6.5±0.09）g/L；非糖固形物：（28.6±0.14）g/L。

2.3.3 微生物指標(biāo)

菌落總數(shù)＜50 CFU/100mL；大腸菌群＜3 MPN/100 mL；致病菌：不得檢出。

2.4 黑莓米酒功能性成分的測(cè)定

花色苷和多酚是黑莓特有的保健功能成分[2，4]，對(duì)黑莓米酒和未加黑莓的米酒的花色苷和總酚進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表5所示。

表5顯示，黑莓米酒花色苷和總酚含量都顯著高于普通米酒的花色苷和總酚含量，說明黑莓米酒是一種具有保健功能的新型酒產(chǎn)品。

3 結(jié)論

黑莓米酒的最佳發(fā)酵工藝參數(shù)為黑莓添加量20.0 g/100 g、發(fā)酵時(shí)間7 d、發(fā)酵溫度27 ℃、酒藥添加量0.50 g/100 g，得到黑莓米酒感官評(píng)分為94.65分，質(zhì)量較高，與普通米酒比較，黑莓米酒中花色苷和總酚含量較高，黑莓米酒是一種新型的具有保健功能的酒產(chǎn)品。

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