一種養(yǎng)生黃酒的發(fā)酵工藝研究

楊曉鳳，孫漢巨，楊 柳，徐尚英，姚升飛，何述棟

（1.合肥工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，安徽合肥 230009；2.安徽海神黃酒集團(tuán)有限公司，安徽合肥 231561）

黃酒是用酒曲釀酒，雙邊發(fā)酵，具有深厚的民族文化內(nèi)涵，極具文化特色，有國粹的美名，傳承了華夏文明很早就掌握的釀酒技術(shù)[1]。黃酒含有鈣、鎂、鉀、磷、鐵和鋅等微量元素，富含VB，VE等，所含氨基酸可達(dá)21種。同時(shí)，還含有豐富的功能性寡糖，每升黃酒異麥芽低聚糖、泛糖等含量為6 g[2]。黃酒具有多種功效，是醫(yī)藥上重要的輔料和“藥引子”，能幫助消化，適量飲用有助于血液循環(huán)，加快新陳代謝，還具有美容、抗衰老、保護(hù)心臟等功效。相關(guān)研究人員研究了許多添加輔料制備養(yǎng)生黃酒的發(fā)酵工藝。例如，何義國[3]研究了枸杞黃酒的工藝，陸海波等人[4]研究了懷山藥黃酒工藝。

山藥含有淀粉酶、多酚氧化酶、黏液蛋白、維生素、微量元素和皂苷等，具有健脾益胃、助消化、滋腎益精、益肺止咳、降低血糖和抗肝昏迷等功效[4]。黑米含有豐富的蛋白質(zhì)、人體必需氨基酸、花青素，特別富含鐵、硒、鋅，以及VB1和VB2等營養(yǎng)成分，具有消除自由基、改善缺鐵性貧血、抗應(yīng)激反應(yīng)和免疫調(diào)節(jié)等功效。紅棗被人們稱為“百果之王”，含有蛋白質(zhì)、脂肪、胡蘿卜素、氨基酸等營養(yǎng)成分。同時(shí)，還含有鈣、鐵、磷和鎂等多種微量元素。不僅具有保護(hù)腸胃、止瀉和中和藥性等功效，還具有顯著的補(bǔ)充氣血、改善氣血虛弱的作用[5]。枸杞含有多糖、胡蘿卜素、核黃素、煙酸、VB1及多種氨基酸，具有促進(jìn)免疫、清除自由基、抗衰老和護(hù)眼明目的作用[3]。黃精含有大量的淀粉、糖、脂肪和蛋白質(zhì)，還含有胡蘿卜素、維生素等，具有減輕疲勞、抗菌、抗氧化和防衰老等功效。因此，以大米為主要原料，紅棗、枸杞、黃精、黑米和山藥為輔料，開發(fā)一款具有養(yǎng)生保健功能的黃酒，勢(shì)必會(huì)受到消費(fèi)者歡迎。

1 材料與設(shè)備

1.1 原材料與試劑

大米、紅棗、枸杞、黑米、山藥，當(dāng)?shù)爻匈徺I；黃精，產(chǎn)自安徽省九華山；糖化酶（活力單位1×105U/g），張家港市金源生物化工有限公司提供；耐高溫α-淀粉酶（活力單位1×104U/g），河北邢臺(tái)萬達(dá)生物工程有限公司提供；酸性蛋白酶（活力單位5×104U/g），廣西南寧市東恒華道生物科技有限公司提供；活性干酵母，安琪酵母股份有限公司提供；濃硫酸、甲醛溶液、氫氧化鈉、蒽酮和葡萄糖，均為分析純。

1.2 儀器及設(shè)備

CP114型電子天平，奧豪斯儀器有限公司產(chǎn)品；722E型可見分光光度計(jì)，上海光譜儀器有限公司產(chǎn)品；PHS-3G型pH計(jì)，上海雷磁儀器廠產(chǎn)品；HH-2型恒溫培養(yǎng)箱，江蘇金壇市榮華儀器制造有限公司產(chǎn)品；JYL-350X型榨汁機(jī)，山東九陽小家電有限公司產(chǎn)品；RE-52A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠產(chǎn)品；中藥粉碎機(jī)，浙江省永康市溪岸五金藥具廠產(chǎn)品；KRT-NT-2-1型膜分離機(jī)，合肥科瑞特環(huán)保工程有限公司產(chǎn)品；玻璃棒、燒杯、量筒、滴定管等玻璃器皿。

1.3 工藝流程

1.4 操作要點(diǎn)

1.4.1 黃精預(yù)處理

黃精用中藥粉碎機(jī)磨成60目粉末。

1.4.2 紅棗預(yù)處理

紅棗洗凈后去核，在沸水中煮制15 min，料液比1∶1，打漿備用。

1.4.3 枸杞預(yù)處理

枸杞洗凈，在沸水中煮制15 min，料液比1∶1，打漿備用。

1.4.4 山藥預(yù)處理

清洗、去皮，料液比1∶1，打汁備用。

1.4.5 活性干酵母活化

稱取0.8 g活性干酵母于50 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%葡萄糖溶液中，于25℃條件下保溫30 min。

1.4.6 養(yǎng)生黃酒的發(fā)酵

大米在25℃條件下浸泡48 h，瀝去水分；稱取150 g（干質(zhì)量約100 g） 浸泡過的大米于500 mL的三角瓶中，包扎后置于高壓蒸汽滅菌鍋中，在0.05 MPa條件下蒸煮15 min；將冷卻的無菌水緩慢加入到米飯中，按試驗(yàn)需求加入經(jīng)過預(yù)處理的紅棗、黑米、山藥、枸杞和黃精等輔料，并加入0.012 g耐高溫淀粉酶、0.012 8 g糖化酶、0.136 g酸性蛋白酶和5 mL活化的酵母菌液，混合均勻；用8層紗布封口后，于28±2℃條件下保溫發(fā)酵，每隔4 h攪拌1次，培養(yǎng)5 d。每組3個(gè)平行試驗(yàn)。

1.4.7 粗濾

將發(fā)酵后的混合物質(zhì)采用200目的尼龍布過濾，收集濾出液。

1.4.8 精濾

采用截留分子量為10 kDa的超濾膜分離機(jī)，進(jìn)一步將濾出液過濾，收集二次流出液。

1.4.9 殺菌、灌裝

將二次流出液加熱至95℃后，趁熱灌裝至玻璃瓶中，封口，自然冷卻至室溫。

1.5 試驗(yàn)方法

1.5.1 紅棗添加量對(duì)黃酒品質(zhì)的影響

以100 g大米干質(zhì)量為基準(zhǔn)，紅棗添加量分別為1%，2%，3%，4%，5%；山藥和黑米的添加量均為10%，枸杞、黃精添加量均為1%。培養(yǎng)5 d后，對(duì)黃酒進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.5.2 枸杞添加量對(duì)黃酒品質(zhì)的影響

以100 g大米干質(zhì)量為基準(zhǔn)，枸杞添加量分別為1%，2%，3%，4%，5%；山藥、黑米、紅棗和黃精的添加量分別為10%，10%，3%，1%。培養(yǎng)5 d后，對(duì)黃酒進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.5.3 山藥添加量對(duì)黃酒品質(zhì)的影響

以100 g大米干質(zhì)量為基準(zhǔn)，山藥添加量分別為5%，10%，15%，20%，25%；黑米、紅棗、枸杞和黃精添加量分別為10%，3%，2%，1%。培養(yǎng)5 d后，對(duì)黃酒進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.5.4 黑米添加量對(duì)黃酒品質(zhì)的影響

以100 g大米干質(zhì)量為基準(zhǔn)，黑米添加量分別為2.5%，5.0%，7.5%，10.0%，12.5%；山藥、紅棗、枸杞和黃精添加量分別為15%，3%，2%，1%。培養(yǎng)5 d后，對(duì)黃酒進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.5.5 黃精添加量對(duì)黃酒品質(zhì)的影響

以100 g大米干質(zhì)量為基準(zhǔn)，黃精添加量分別為0.25%，0.50%，0.75%，1.00%，1.25%；山藥、紅棗、枸杞和黑米添加量分別為15%，3%，2%，10%。培養(yǎng)5 d后，對(duì)黃酒進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.5.6 養(yǎng)生黃酒配方的正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以山藥、黑米、紅棗、枸杞和黃精為因素，進(jìn)行L8（27）正交試驗(yàn)，確定該養(yǎng)生黃酒配方最優(yōu)組合方案。

正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

圖1 紅棗添加量對(duì)黃酒感官品質(zhì)的影響

表1 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)/%

1.5.7 料液比對(duì)黃酒發(fā)酵的影響

以100 g大米干質(zhì)量為基準(zhǔn)，其中枸杞、紅棗、黑米、山藥、黃精添加量分別為2%，2.5%，10%，15%，0.35%；以料液比為 1∶1.5，1∶2.0，1∶2.5，1∶3.0，1∶3.5，1∶4.0，分別向蒸煮后的米飯加入冷無菌水。培養(yǎng)5 d，測定發(fā)酵醪的總酸、總糖、酒精度和感官評(píng)分等指標(biāo)。

1.5.8 紅棗、枸杞和黃精加入時(shí)間對(duì)黃酒發(fā)酵的影響

黑米和山藥在發(fā)酵0 h同時(shí)加入發(fā)酵瓶中，紅棗、枸杞和黃精分別在發(fā)酵24，48，72 h三者一起加入發(fā)酵瓶中。培養(yǎng)5 d后，測定黃酒得總酸、總糖、酒精度和感官評(píng)分等指標(biāo)。

1.5.9 測定標(biāo)準(zhǔn)

酒精度的測定采用蒸餾法，總糖含量測定采用蒽酮比色法，總酸含量測定采用酸堿滴定法，氨基態(tài)氮含量測定采用甲醛滴定法。

1.5.10 感官評(píng)分

評(píng)分小組由10人組成，采用100分制評(píng)分法，分別從色澤、氣味、組織形態(tài)和口感4個(gè)方面進(jìn)行評(píng) 分 ， 分 數(shù) 分 別 為 X1，X2，X3，X4，X=X1+X2+X3+X4，取平均分作為最終分?jǐn)?shù)。

感官評(píng)分見表2。

表2 感官評(píng)分

2 結(jié)果與分析

2.1 紅棗添加量對(duì)黃酒品質(zhì)的影響

紅棗添加量對(duì)黃酒感官品質(zhì)的影響見圖1。

在紅棗添加量為3%時(shí)，黃酒感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)最高為94.2分。顯而易見，紅棗添加量主要影響黃酒的色澤和香氣，隨著紅棗添加量的增加，黃酒的色澤逐漸變紅，紅棗香氣逐漸突出。添加量低于3%時(shí)，黃酒色澤偏淺，紅棗香氣不足；添加量高于3%時(shí)，黃酒色澤偏深，紅棗氣味突出，黃酒整體香氣、色澤不協(xié)調(diào)。因此，確定紅棗添加量為3%。

2.2 枸杞添加量對(duì)黃酒品質(zhì)的影響

枸杞添加量對(duì)黃酒感官品質(zhì)的影響見圖2。

圖2 枸杞添加量對(duì)黃酒感官品質(zhì)的影響

在枸杞添加量為2%時(shí)，黃酒感官評(píng)分最高為94.0分。枸杞添加量主要影響黃酒的香氣，隨著枸杞添加量的增加，枸杞氣味逐漸突出。添加量低于2%時(shí)，黃酒枸杞氣味不足；添加量高于2%時(shí)，枸杞氣味突出，黃酒香氣不協(xié)調(diào)。因此，確定枸杞添加量為2%。

2.3 山藥添加量對(duì)黃酒品質(zhì)的影響

山藥添加量對(duì)黃酒感官品質(zhì)的影響見圖3。

圖3 山藥添加量對(duì)黃酒感官品質(zhì)的影響

在山藥添加量為15%時(shí)，黃酒感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)最高為92.6分。山藥添加量主要影響黃酒的香氣和口感，隨著山藥添加量的增加，山藥香氣逐漸突出，口感清爽。添加量低于15%時(shí)，黃酒山藥香氣不足，口感偏差；添加量高于15%時(shí)，山藥香氣突出，口感不協(xié)調(diào)。因此，確定山藥添加量為15%。

2.4 黑米添加量對(duì)黃酒品質(zhì)的影響

黑米添加量對(duì)黃酒感官品質(zhì)的影響見圖4。

圖4 黑米添加量對(duì)黃酒感官品質(zhì)的影響

在黑米添加量為10%時(shí)，黃酒感官評(píng)分最高為93.8分。黑米添加量主要影響黃酒的色澤，隨著黑米添加量的增加，黃酒色澤逐漸加深。添加量低于10%時(shí)，黃酒顏色偏淺，色澤不夠誘人；添加量高于10%時(shí)，黃酒顏色偏深，色澤不協(xié)調(diào)。因此，確定黑米添加量為10%。

2.5 黃精添加量對(duì)黃酒品質(zhì)的影響

黃精添加量對(duì)黃酒感官品質(zhì)的影響見圖5。

圖5 黃精添加量對(duì)黃酒感官品質(zhì)的影響

在黃精添加量為0.50%時(shí)，黃酒感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)最高為92.6分。黃精添加量主要影響黃酒的口感，隨著黃精添加量的增加，黃酒中藥味逐漸加重。黃精添加量低于0.50%時(shí)，口感不夠協(xié)調(diào)；添加量高于0.50%時(shí)，黃酒中藥味突出。因此，確定黃精添加量為0.50%。

2.6 最佳配方確定

通過單因素試驗(yàn)，確定了山藥黑米養(yǎng)生黃酒的最佳配方。紅棗、枸杞、山藥、黑米和黃精的添加量分別為3%，2%，15%，10%，0.5%。在此基礎(chǔ)上，采用五因素二水平正交試驗(yàn)進(jìn)一步確定養(yǎng)生黃酒配方的最佳組合方案。

正交試驗(yàn)因素水平組合及結(jié)果見表3。

由表3可得，紅棗、枸杞、山藥、黑米和黃精對(duì)養(yǎng)生黃酒感官品質(zhì)影響的主次因素排列順序?yàn)楹诿滋砑恿浚炯t棗添加量＞枸杞添加量＞山藥添加量＞黃精添加量，最優(yōu)組合為A1B2C1D1E2，極差分析法得到的最優(yōu)組合為A1B2C2D1E2。對(duì)A1B2C1D1E2和A1B2C2D1E2進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn)，得到的黃酒感官評(píng)分分別為91.5±2.3分和95.3±2.0分，最終得到最佳組合方案為A1B2C2D1E2，即養(yǎng)生黃酒最佳配方為黑米添加量7.5%，紅棗添加量3%，枸杞添加量1.5%，山藥添加量15%，黃精添加量0.5%。

表3 正交試驗(yàn)因素水平組合及結(jié)果

2.7 料液比對(duì)黃酒發(fā)酵的影響

料液比對(duì)黃酒中總酸及總糖的影響見圖6，料液比對(duì)黃酒感官品質(zhì)和酒精度的影響見圖7。

圖6 料液比對(duì)黃酒中總酸及總糖的影響

圖7 料液比對(duì)黃酒感官品質(zhì)和酒精度的影響

從圖6可知，隨著料液比的增加，黃酒總酸及總糖含量逐漸降低，黃酒感官品質(zhì)逐漸變好。在料液比為1∶2.5時(shí)，黃酒感官評(píng)分最高為93.8分；之后隨著料液比的增加，黃酒感官品質(zhì)變差。同樣，隨著料液比的增加，黃酒酒精度逐漸升高，在料液比為1∶2.5時(shí)，酒精度最高為12.6%Vol；之后，隨著料液比的增加，酒精度逐漸降低。因此，選擇最佳料液比為1∶2.5。

2.8 紅棗、枸杞和黃精加入時(shí)間對(duì)黃酒發(fā)酵的影響

紅棗、枸杞和黃精加入時(shí)間對(duì)黃酒感官品質(zhì)的影響見圖8，紅棗、枸杞和黃精加入時(shí)間對(duì)總酸、總糖和酒精度的影響見圖9。

圖8 紅棗、枸杞和黃精加入時(shí)間對(duì)黃酒感官品質(zhì)的影響

圖9 紅棗、枸杞和黃精加入時(shí)間對(duì)總酸、總糖和酒精度的影響

顯而易見，隨著紅棗、枸杞和黃精加入時(shí)間的延后，黃酒總酸、總糖含量逐漸減少。通過試驗(yàn)得出，隨著紅棗、枸杞和黃精加入時(shí)間的延后，養(yǎng)生黃酒特有的香氣和味道逐漸減弱。同樣，隨著紅棗、枸杞和黃精加入時(shí)間的延后，黃酒酒精度逐漸降低。當(dāng)紅棗、枸杞和黃精與其他原輔料同時(shí)加入共發(fā)酵，黃酒感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)、酒精度、總酸含量和總糖含量均最高。所以，選擇紅棗、枸杞和黃精與其他原輔料同時(shí)加入共發(fā)酵。

3 產(chǎn)品品質(zhì)

3.1 感官要求

GB/T 13662—2008規(guī)定的黃酒感官要求如下。①色澤：橙黃色至深褐色，清亮透明，允許壇底有少量聚集物；②香氣：具有黃酒特有的醇香，無異香；③口味：醇厚鮮爽，無異味；④風(fēng)格：酒體尚協(xié)調(diào)，具有黃酒品種的典型風(fēng)格。該養(yǎng)生黃酒感官質(zhì)量如下。①色澤：紅色，清亮透明，分布均勻；②氣味：原輔料香氣協(xié)調(diào)統(tǒng)一，具有養(yǎng)生黃酒特有的香氣，無異香；③口味：具有黃酒特有的口味，原輔料味道協(xié)調(diào)統(tǒng)一，無異香；④風(fēng)格：酒體協(xié)調(diào)統(tǒng)一，具有養(yǎng)生黃酒特有的典型風(fēng)格。該養(yǎng)生黃酒符合GB/T 13662—2008中的規(guī)定。

3.2 理化要求

GB/T 13662—2008規(guī)定的黃酒理化要求為總糖（以葡萄糖計(jì)） 15.1～40.0 g/L，酒精度≥8%Vol，總酸（以乳酸計(jì)） 4.0～8.0 g/L，氨基態(tài)氮≥0.20 g/L。該養(yǎng)生黃酒理化質(zhì)量為酒精度12.6±0.14%Vol，總酸含量6.20±0.09 g/L，總糖含量 17.95±0.19 g/L，氨基態(tài)氮含量0.45±0.02 mg/L。該養(yǎng)生黃酒符合GB/T 13662—2008中的規(guī)定。

3.3 微生物限量

GB 2758—2012規(guī)定的黃酒微生物限量如下。采樣方案為n，c，m，則沙門氏菌5，0，0/25 mL；金黃色葡萄球菌5，0，0/25 mL。該黃酒微生物指標(biāo)為細(xì)菌總數(shù)≤100 CFU/mL，大腸菌群≤30 CFU/100 mL），致病菌不得檢出。該黃酒符合GB 2758—2012中的規(guī)定。

4 結(jié)論

以黃酒的色澤、風(fēng)味、口感和組織形態(tài)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，采用單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)，優(yōu)化出養(yǎng)生黃酒的配方，即黑米添加量7.5%，紅棗添加量3%，枸杞添加量1.5%，山藥添加量15%，黃精添加量0.5%。進(jìn)一步研究料液比，紅棗、枸杞和黃精加入時(shí)間對(duì)黃酒發(fā)酵的影響，得到最佳料液比為1∶2.5，當(dāng)紅棗、枸杞和黃精與其他原輔料同時(shí)加入共發(fā)酵，黃酒品質(zhì)最佳。隨著生活水平的變化，人們保健意識(shí)越來越強(qiáng)，更多地關(guān)注酒的養(yǎng)生保健功能，隨著黃酒保健功能及其機(jī)理研究的深入，具有保健功能的黃酒勢(shì)必受到越來越多消費(fèi)者的青睞。