保健型紅棗啤酒發(fā)酵工藝研究

孫科

（徐州生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物工程系，江蘇徐州221006）

保健型紅棗啤酒發(fā)酵工藝研究

孫科

（徐州生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物工程系，江蘇徐州221006）

紅棗不但具有豐富的營養(yǎng)，還具有很強的保健功能。采用紅棗和大麥芽為原料研究保健型紅棗啤酒的發(fā)酵工藝。試驗結(jié)果可知：紅棗在制備紅棗原汁時，需要進行糖化。最佳的糖化工藝：糖化溫度65℃、糖化酶的添加量為90 U/g、糖化時間120 min。紅棗啤酒在發(fā)酵過程中，最佳的發(fā)酵工藝為：紅棗原汁添加量為12%，主發(fā)酵時添加，發(fā)酵時間為12 d。

紅棗；大麥芽；保健型；啤酒；發(fā)酵工藝

紅棗（Zizyphus jujuba dates），廣泛種植在我國西北地區(qū)，具有極高的營養(yǎng)價值和保健功能?！洱R民要術(shù)》中，紅棗就位于果中之首。紅棗含有大量的糖、蛋白質(zhì)、脂類、維生素、粗纖維等，特別是維生素C的含量更是“果中之冠”，所以紅棗又有“天然維生素丸”之稱［1］。《本草綱目》記載：“大棗味甘，無毒，安中養(yǎng)脾，平胃氣，通九竅?！保?］紅棗同時具有極高的醫(yī)療保健功能，具有補血益氣、養(yǎng)胃健脾、保護肝臟、和解藥毒、增強肌力等功效，還可止咳、潤肺、養(yǎng)胃、治虛［3］。啤酒是一種營養(yǎng)豐富，低酒精度的飲品，隨著人們生活水平提高，人們越來越關(guān)注啤酒的保健功能。該試驗研究保健型紅棗啤酒的生產(chǎn)工藝，以滿足人們對啤酒日益增高的保健功能的需求。

本文以大麥芽、紅棗為原料，研究保健型紅棗啤酒的釀造工藝和工藝參數(shù)，為紅棗啤酒的發(fā)酵生產(chǎn)提供理論支持，從而豐富了紅棗在食品加工領(lǐng)域的研究開發(fā)，增加了它的社會效益和經(jīng)濟效益。

1材料與方法

1.1 材料與試劑

紅棗：市售；大麥芽、酒花、啤酒酵母：青島啤酒（徐州）有限公司；糖化酶（食品級）：四川省山野生物科技有限公司；液化酶（食品級）：濟南德克生物技術(shù)有限公司；其他化學(xué)試劑：實驗室自備。

1.2 儀器與設(shè)備

小型啤酒生產(chǎn)線，生物工程系發(fā)酵實訓(xùn)中心；JB/ T5374-1991型電子天平（靈敏度為0.01%）：梅特勒托利多儀器有限公司；PB-10型酸度計：Sartoriua Germany公司；MASTER-10T手持式折射儀：廣州戈迪電子科技有限公司；SHP6-60高壓均質(zhì)機：上?？茖W(xué)技術(shù)大學(xué)機電廠；XSP-2CA型顯微鏡：上海上光新光學(xué)科技有限公司；冰箱：青島海爾股份有限公司；GMF-FP-500打漿機：上海果豐機械設(shè)備有限公司；GMF-FC-500果蔬破碎機：上海果豐機械設(shè)備有限公司；JM-125Q型膠體磨：廊坊市惠友機械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 紅棗啤酒加工工藝流程

1.3.2 紅棗糖化液的制備

篩選：紅棗的篩選，選擇大小均勻、顆粒飽滿、成熟度一致，無霉變、無蟲蛀的優(yōu)質(zhì)紅棗。

烘烤：為了在啤酒中增加紅棗特有的棗香氣味，需要對紅棗進行烘烤。紅棗的主體香氣需要在一定的溫度下才能更好的發(fā)揮出來。因此紅棗在淋洗破碎之后，放在90℃～95℃中的烘箱中烘焙1 h～2 h，要求焙烤均勻、微糊而不焦，使紅棗具有濃郁的棗香味［4］。

糖化：在紅棗果漿中加入檸檬酸，調(diào)節(jié)果漿的pH值為4.0～4.5，于60℃～70℃溫度下進行糖化。為了提高紅棗原汁的質(zhì)量，在紅棗果漿中加入10%的大麥芽作為糖化劑，同時加入糖化酶。紅棗果漿的糖化受糖化時間、糖化溫度和糖化酶的添加量影響。在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以反映糖化程度的葡萄糖當量（dextrose equivalent，DE）值為考察指標，采用L9（33）正交試驗來確定糖化的最佳條件。正交試驗優(yōu)化糖化條件L9（33）因素水平見表1。

表1 正交試驗優(yōu)化糖化條件因素與水平Table 1Factors and levels of orthogonal experiments for saccharification conditions optimization

滅酶：將糖化后的紅棗果漿加溫超過85℃，保持10 min～15 min，使糖化酶失活［5］。

過濾：把滅酶以后的紅棗果漿，用三層紗布過濾，得到澄清的紅棗原汁。

1.3.3 麥芽汁的制備

粉碎：大麥芽粉碎要求皮殼破而不碎，盡可能完整，而大麥的胚乳等內(nèi)容物盡可能破碎。

糖化：大麥芽粉碎后，37℃時按1∶3.5的料水比例加入糖化鍋，攪拌均勻后緩慢升溫至45℃，保溫40 min，使蛋白質(zhì)分解為可溶性的小分子。然后緩慢升溫至62℃，保溫40 min，再緩慢升溫至68℃，保溫30 min，直到用碘液檢驗糖化液不再顯示藍色為止。最后升溫至78℃，糖化結(jié)束［6］。

煮沸：在麥芽汁煮沸時添加酒花，酒花添加量0.08%～0.13%。酒花添加方式為三次添加法，第一次添加，在煮沸后5min～15min，添加涼為酒花總量的10%；第二次添加，在煮沸后30 min～40 min，添加量為酒花總量的50%；第三次添加，在煮沸后80 min～85 min，添加余下的40%，最后再煮沸20 min，煮沸結(jié)束［7］。

發(fā)酵：冷卻后的麥汁和過濾后的紅棗原汁按比例泵入發(fā)酵罐，起始發(fā)酵溫度為8℃，主酵溫度以12℃為宜。滿罐后分別在24 h和36 h冷凝固物。當發(fā)酵液殘?zhí)墙禐?°Bx左右時，保壓進入后發(fā)酵，罐壓維持在0.12 MPa，貯酒時間不少于15 d［8］。

1.3.4 紅棗啤酒最佳工藝的確定

從單因素試驗結(jié)果分析可知，對紅棗啤酒質(zhì)量影響較大的是紅棗原汁的添加量、添加方式和發(fā)酵時間。因此通過不同的紅棗原汁的添加量、添加方式和發(fā)酵時間對紅棗啤酒做感官測定，通過正交試驗來確定紅棗啤酒的最佳工藝條件數(shù)，見表2。

表2 保健型紅棗啤酒工藝條件的正交試驗因素和水平Table 2High red beer technology conditions of orthogonal test factors and levels

1.3.5 紅棗啤酒的質(zhì)量分析

糖度的測定：采用阿貝折光儀直接測定；pH的測定：用酸度計測定；酵母數(shù)的測定：采用血球記數(shù)法；成品啤酒酒精度的測定：采用蒸餾法［9］；成品啤酒中雙乙酰的測定：見參考文獻［5］；總糖的測定：苯酚硫酸法［10］；還原糖的測定：3，5-二硝基水楊酸法［11］；

感官評定：選請青島啤酒（徐州）有限公司15位具有豐富感官評定經(jīng)驗的評定員對紅棗啤酒進行評分，評分的比重為：色澤10分、香氣30分、風味40分、體態(tài)20分，滿分100分，進行綜合評分，最終取平均值。

微生物的測定：采用平板涂布方法［12］。

2結(jié)果與分析

2.1 糖化最佳工藝條件的確定

通過正交試驗確定最佳的糖化工藝結(jié)果見表3。

從表3的極差分析可知影響糖化程度的因素順序：B＞C＞A，也就是糖化酶的添加量＞糖化時間＞糖化溫度。根據(jù)表3中極差分析可知，糖化工藝的最佳條件為：A2B2C3，即：糖化溫度65℃、糖化酶的添加量為90 U/g、糖化時間120 min。

表3 正交試驗優(yōu)化糖化條件結(jié)果與分析Table 3Results and analysis of orthogonal experiments for saccharification conditions optimization

對正交試驗的結(jié)構(gòu)進行方差分析，見表4。

表4 正交試驗結(jié)果方差分析Table 4Variance analysis of orthogonal experiments results

從表4方差分析可知，糖化酶的添加量和糖化時間對DE值影響都非常顯著，而糖化酶的添加量影響最為顯著，糖化時間影響次之，而糖化溫度影響不太顯著。

2.2 紅棗啤酒最佳工藝參數(shù)的確定

通過正交試驗確定紅棗啤酒最佳工藝參數(shù)，見表5。

對表5紅棗啤酒最佳工藝條件正交試驗結(jié)果表進行極差分析可以看出，影響啤酒發(fā)酵工藝的條件主次順序為：B＞A＞C，也就是紅棗原汁的添加方式＞紅棗原汁的添加量＞發(fā)酵時間，但從表中也可以看出紅棗原汁的添加方式和添加量對紅棗啤酒的發(fā)酵工藝影響都比較大。另外，從對表5極差分析可以看出各因素最佳組合為：A2B2C2，也就是紅棗啤酒發(fā)酵時在主發(fā)酵階段加入12%的紅棗原汁發(fā)酵12 d啤酒的質(zhì)量最高。（A2B2C2組合存在表5的9組實驗中）。

表5 紅棗啤酒最佳工藝條件的正交實驗結(jié)果Table 5Red jujube beer optimum process conditions of orthogonal experimental results

2.3 紅棗啤酒的產(chǎn)品質(zhì)量

2.3.1 感官指標［13］

感官指標見表6。

表6 保健型紅棗啤酒的感官指標Table 6Sensory index of Red jujube Beer

2.3.2 理化指標［14］

理化指標見表7。

表7 保健型紅棗啤酒的理化指標Table 7Physicochemical indexes of Red jujube Beer

2.3.3 衛(wèi)生指標［15］

符合GB2758的規(guī)定指標。

4結(jié)論

紅棗在制備紅棗原汁時，需要進行糖化。最佳的糖化工藝為糖化溫度65℃、糖化酶的添加量為90 U/g、糖化時間120 min。紅棗啤酒在發(fā)酵過程中，最佳的發(fā)酵工藝為紅棗原汁添加量為12%，主發(fā)酵時添加，發(fā)酵時間12 d。采用在主發(fā)酵時添加紅棗原汁讓紅棗原汁和麥芽汁共同發(fā)酵的方法，從而使直接在啤酒中加入紅棗原汁啤酒非生物穩(wěn)定性差、口味不協(xié)調(diào)等缺陷得到改善，使紅棗啤酒特有的風味更加突出，增加了啤酒的特殊保健功能。

［1］中華人民共和國衛(wèi)生部藥典委員會.中華人民共和國藥典一部［M］.廣州：廣東科技出版社，1995

［2］王軍，張寶善，陳錦屏.紅棗的營養(yǎng)成分及其功能的研究［J］.食品研究與開發(fā)，2003，4（2）：68-721

［3］徐桂花，關(guān)海寧，王娟.野生酸棗果酒的研制［J］.中國釀造，2007，26（4）：73-74

［4］孫靈霞，張秋會，陳錦屏.紅棗的營養(yǎng)保健作用及其綜合利用［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工，2008（4）：55-57，61

［5］吳國鋒，李國全，馬永強.工業(yè)發(fā)酵分析［J］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.56-72

［6］孫培龍，吳石金.生物化學(xué)技術(shù)實驗指導(dǎo)［J］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.35-37

［7］董曉燕.生物化學(xué)實驗［J］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003：34-37

［8］熊善柏，趙山，李云捷，等.菊糖的提取與精制［J］.冷飲與速凍食品工業(yè)，2001，7（4）：1-3

［9］劉潤平.紅棗的營養(yǎng)價值及其保健作用［J］.中國食物與營養(yǎng)，2009（12）：50-52

［10］史經(jīng)略.百合啤酒的研制［J］.中國釀造，2008，27（7）：96-99

［11］SCHOEBERGERC，KROTTENTHALERM，BACKW，etal1Sensory andanalytical characterization ofnonvolatiletaste-activecompounds in bottom-fermented beers［J］.MBACTQ，2002，39（4）：210-2171

［12］王頡，李長文，和東芹，等.干紅棗酒釀造工藝研究［J］.中國食品學(xué)，2001，1（2）：19-231

［13］顧國賢.釀造酒工藝學(xué)［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，19961

［14］張寶善，陳錦屏，楊莉，等.紅棗酒發(fā)酵工藝研究［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，37（1）：112-1181

［15］苑學(xué)習(xí)，張麗穎.干紅棗酒的生產(chǎn)工藝［J］.釀酒，1998（4）：51-531

Study on the Health of Beer Fermentation Technology of Jujube

SUN Ke
（Department of Bioengineering，Xuzhou Engineering Vocational and Technical College，Xuzhou 221006，Jiangsu，China）

Dates not only has a wealth of nutrion，but also has strong and healthy function.A study on jujube and barely as raw material healthy beer fermentation technology of jujube.Know the test results：when the date in the preparation of Chinese jujube juice，mashing is required.Best of saccharification technology：mashing temperature 65℃centigrade and saccharifying enzyme in addition to 90 U/g，mashing time 120 min jujube in beer fermentation process，fermentation technology for the best：juejube juice content of 12，when the primary fermentation added.

jujube；barely；health；beer；fermentation process

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.09.020

2013-12-25

孫科（1977—），男（漢），講師，碩士，研究方向：生物發(fā)酵。