耳葉牛皮消啤酒的釀造工藝研究

丁 斌，陳 熙，2

（1.亳州學(xué)院生物與食品工程系，安徽亳州 236800；2.安徽大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，安徽合肥 230601）

從19 世紀(jì)末開(kāi)始，我國(guó)開(kāi)始引入啤酒及啤酒制造業(yè)[2]。啤酒行業(yè)作為我國(guó)釀酒工業(yè)中最年輕、規(guī)模最大、發(fā)展最快的行業(yè)。自2002 年，中國(guó)超過(guò)美國(guó)成為世界第一大啤酒產(chǎn)銷國(guó)以來(lái)，產(chǎn)量至今已連續(xù)15 年位居世界首位。2017 年行業(yè)統(tǒng)計(jì)全國(guó)啤酒產(chǎn)量為4.401×107kL，人均年消費(fèi)量35.77 L。

我國(guó)啤酒產(chǎn)品大都是淡爽型啤酒，風(fēng)味、品種比較單一，僅在包裝和原麥汁度數(shù)上有所差異，主要原料大都是大麥麥芽，添加了部分大米為輔料，缺乏特征顯著的新型啤酒[2]，因此，改善產(chǎn)品的趨同性成了中國(guó)啤酒業(yè)的關(guān)注熱點(diǎn)。開(kāi)發(fā)新型啤酒，既能滿足廣大消費(fèi)者對(duì)于新產(chǎn)品的追求，豐富啤酒的種類，也能給企業(yè)帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)效益[3]。

白首烏的分布較為廣泛，3 種植物的產(chǎn)區(qū)有所不同，耳葉牛皮消多產(chǎn)于江蘇、浙江、山東、河南等省，以江蘇鹽城地區(qū)濱?？h為主產(chǎn)區(qū)；隔山牛皮消多產(chǎn)于吉林、遼寧、山東等省，多野生；戟葉牛皮消多產(chǎn)于山東、陜西、河北、河南等省，以山東泰安和濟(jì)南歷城為主產(chǎn)區(qū)，僅有少量栽培。濱海白首烏為蘿藦科鵝絨藤屬植物耳葉牛皮消（Cynanchum auriculatumRoyle ex Wight）的干燥塊根，是我國(guó)特有的傳統(tǒng)藥食同源產(chǎn)品之一，具有滋補(bǔ)肝腎、益精血、壯筋骨、烏須發(fā)、止心痛和延年益壽之功效，具有較高的食用和藥用價(jià)值[4-7]。

本文將白首烏塊根粉碎后與麥芽混合，經(jīng)過(guò)糖化、發(fā)酵工藝釀制一種具有較高功能價(jià)值的營(yíng)養(yǎng)型工坊啤酒，并通過(guò)對(duì)釀造過(guò)程中的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，將制得的啤酒按照GB 4927—2008《啤酒》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)[1]，并對(duì)其功能性成分的含量進(jìn)行測(cè)定，對(duì)其抗氧化能力進(jìn)行初步研究。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

原料及耗材：濱海白首烏（市售）；大麥芽（購(gòu)自江蘇農(nóng)墾麥芽有限公司）；酒花（購(gòu)自北京理博兆禾酒花有限公司）；純凈水。

菌種：啤酒酵母（購(gòu)自德國(guó)fermentis公司）。

儀器設(shè)備：小型中藥材粉碎機(jī)，江陰瑞麗和機(jī)械制造有限公司；BL-410F 電子天平，上海卓爵儀器設(shè)備有限公司；超凈工作臺(tái)，蘇州佳寶凈化工程設(shè)備有限公司。5 L錐形瓶、發(fā)酵栓，南京科環(huán)分析儀器有限公司；BCD-610W 冰箱，廈門興潤(rùn)星貿(mào)易有限公司；電熱恒溫水浴鍋，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司；紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海天美科學(xué)儀器有限公司；恒溫恒濕培養(yǎng)箱，上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；數(shù)控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 麥汁制備[8]

稱取一定量經(jīng)EBC 粉碎機(jī)粉碎的大麥芽，按照料水比為1∶4 的比例加入48 ℃的釀造水，維持40 min 后升溫至63 ℃(1 ℃/min)，保溫30 min；接著升溫至72 ℃(1 ℃/min)后維持20 min 后進(jìn)行碘試；碘試正常后升溫至78 ℃(1 ℃/min)保溫10 min，過(guò)濾。過(guò)濾后的麥汁進(jìn)行煮沸，煮沸時(shí)間為80 min，添加粉碎后的一定量濱海白首烏和酒花。濱海白首烏煮沸前加入，酒花分3 次添加，煮沸開(kāi)始時(shí)添加1/2，煮沸30 min 后添加1/4，煮沸結(jié)束前10 min添加1/4。煮沸結(jié)束后過(guò)濾沉淀物，冷卻麥汁后調(diào)整麥汁濃度為11°P備用。

1.2.2 啤酒發(fā)酵實(shí)驗(yàn)[8]

斜面酵母菌株1 環(huán)，接種到10 mL 麥汁的試管中，并放置于28 ℃培養(yǎng)36 h，經(jīng)振蕩均勻后取1 mL菌液裝入含9 mL 麥汁的試管中，并放于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)36 h，之后取出混勻，倒入裝有70 mL麥汁的250 mL 的三角瓶中，于23 ℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)48 h 后，取出放入4 ℃恒溫培養(yǎng)箱12 h 沉降酵母泥，倒掉上清液將酵母泥轉(zhuǎn)接入250 mL 麥汁培養(yǎng)基(500 mL 錐形瓶)，搖勻后裝上發(fā)酵栓并用水密封，于12 ℃下發(fā)酵7 d。

1.2.3 濱海白首烏添加比例的確定

將濱海白首烏與大麥芽的比例分別為1∶30、1∶25、1∶20、1∶15、1∶10，進(jìn)行稱量并粉碎，并按照麥汁制備方法制備得到11°P 的麥汁濃度。按照啤酒發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，在12 ℃下發(fā)酵7 d 后得到不同濱海白首烏添加比例的啤酒，并在4 ℃下后酵7 d備用。

1.2.4 酒花添加量的確定

由于濱海白首烏味苦甘澀，在添加時(shí)對(duì)啤酒的風(fēng)味造成一定的影響。因此需要對(duì)酒花的添加量進(jìn)行確定。根據(jù)正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)置，酒花添加量分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%。

1.2.5 主酵溫度的確定

發(fā)酵溫度對(duì)啤酒質(zhì)量具有非常重要的作用，且發(fā)酵溫度越高，啤酒成熟時(shí)間越短，口感和風(fēng)味也會(huì)有相應(yīng)的影響。因此通過(guò)將主酵溫度分別設(shè)置為10 ℃、12 ℃、14 ℃和16 ℃，研究主酵溫度的變化對(duì)啤酒的影響。

1.2.6 白首烏保健啤酒最佳生產(chǎn)工藝確定

通過(guò)選擇的白首烏添加量、酒花添加量、發(fā)酵溫度參數(shù)進(jìn)行正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，以感官品評(píng)得分為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，確定白首烏保健啤酒的最佳工藝參數(shù)。

1.2.7 感官品評(píng)

將發(fā)酵完成的啤酒放置于品評(píng)杯中，按照感官品評(píng)要求，由感官品評(píng)小組成員進(jìn)行打分，并以此作為評(píng)價(jià)保健啤酒質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo)。

1.2.8 保健啤酒質(zhì)量分析[9]

使用阿貝折光儀對(duì)啤酒發(fā)酵過(guò)程中糖度進(jìn)行檢測(cè)；使用血球計(jì)數(shù)法對(duì)發(fā)酵過(guò)程中酵母數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)；使用苯酚硫酸法進(jìn)行總糖測(cè)定；使用3,5-二硝基水楊酸法對(duì)啤酒還原糖含量測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 濱海白首烏添加量的測(cè)定

將濱海白首烏與大麥芽的比例分別為1∶30、1∶25、1∶20、1∶15、1∶10，進(jìn)行稱量并粉碎。并按照麥汁制備方法制備得到11 °P 的麥汁濃度，并發(fā)酵成成品啤酒。雖然添加了少量的濱海白首烏，但成品啤酒的麥芽風(fēng)味、酒花風(fēng)味等指標(biāo)并沒(méi)有太大變化，因此對(duì)感官品評(píng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，詳見(jiàn)表1。

實(shí)驗(yàn)表明，3 號(hào)啤酒樣品的濱海白首烏與大麥芽的比例為1∶20 時(shí)，成品啤酒酒體飽滿，具有白首烏特有的風(fēng)味，口感和泡沫比較好，最終的感官品評(píng)分?jǐn)?shù)最高，因此選擇1∶20 的濱海白首烏與大麥芽作為原料，進(jìn)行啤酒釀造試驗(yàn)。

濱海白首烏中富含多種活性成分，如甾體皂苷、白首烏多糖、維生素等，具有抗腫瘤、抗氧化等作用，有益人體健康。而添加適量的濱海白首烏作為原材料，使得啤酒在保持其原有特性的基礎(chǔ)上，又具有一定的保健作用。

2.2 酒花添加量的確定

酒花的添加不僅能夠賦予啤酒獨(dú)特的酒花香味、苦味，同時(shí)也能夠起到一定的防腐作用。而少量的啤酒花則會(huì)使得成品啤酒口感寡淡，且容易產(chǎn)生雜味，而過(guò)量的酒花則會(huì)導(dǎo)致啤酒苦味值過(guò)高，影響啤酒口感，且濱海白首烏微苦，在糖化過(guò)程中加入適量的濱海白首烏，一方面會(huì)使得成品啤酒中含有濱海白首烏特有的風(fēng)味，另一方面也影響啤酒整體的風(fēng)味，因此需要確定最優(yōu)啤酒花添加量，保證啤酒正常的風(fēng)味穩(wěn)定性和質(zhì)量（表2）。

表1 感官品評(píng)標(biāo)準(zhǔn)及得分

分別按照0.1 %、0.15 %、0.2 %、0.25 %、0.3 %的添加比例稱取酒花，并將糖化液得到的麥汁進(jìn)行煮沸，并進(jìn)行發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。研究酒花添加量的不同對(duì)啤酒質(zhì)量影響的單因素試驗(yàn)。

當(dāng)酒花添加比例小于0.2 %時(shí)，濱海白首烏的味道比較突出，無(wú)法體現(xiàn)出啤酒特有的酒花香和苦味；而當(dāng)酒花添加比例大于0.2%時(shí)，濱海白首烏特有的微苦味和酒花、麥芽的苦味進(jìn)行疊加，導(dǎo)致成品啤酒苦味明顯增加，消費(fèi)者難以接受。當(dāng)酒花添加比例為0.2%時(shí)，苦味比較合適，既有啤酒特有的風(fēng)味，同時(shí)也能顯現(xiàn)出濱海白首烏的特征風(fēng)味，口味比較純正，酒體協(xié)調(diào)均勻透亮。

2.3 最佳發(fā)酵條件的確定

通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定最佳發(fā)酵條件，根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知濱海白首烏添加量、酒花添加量對(duì)啤酒質(zhì)量具有重要影響，此外發(fā)酵溫度也會(huì)對(duì)啤酒風(fēng)味和口感產(chǎn)生一定影響。而由于本研究中濱海白首烏在糖化開(kāi)始前與大麥芽進(jìn)行混合，因此酵母接種量和發(fā)酵時(shí)間與正常啤酒發(fā)酵條件無(wú)太大變化，選取濱海白首烏添加比例、酒花添加比例和發(fā)酵溫度進(jìn)行三因素、四水平的正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，以啤酒感官品評(píng)得分作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)果如表3所示。

表2 酒花添加比例對(duì)啤酒風(fēng)味的影響

表3 L16（43）正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，最佳工藝配比為A3B3C1。即濱海白首烏添加比例為1∶20、酒花添加量0.3 %、發(fā)酵溫度為10 ℃。而通過(guò)極差結(jié)果分析，影響白首烏保健啤酒質(zhì)量的因素大小次序?yàn)闉I海白首烏比例＞酒花添加量＞發(fā)酵溫度。

3 結(jié)論

根據(jù)單因素選擇和正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出，影響濱海白首烏保健啤酒質(zhì)量的因素中濱海白首烏添加比例對(duì)其影響最大，且濱海白首烏添加比例＞＞酒花添加量＞發(fā)酵溫度，糖化過(guò)程中濱海白首烏與大麥芽比例為1:20。

濱海白首烏性微苦，且其有效成分具有抗氧化等功效，能夠賦予白首烏保健啤酒獨(dú)特的風(fēng)味和功效。酒花的添加一方面保證酒體風(fēng)味穩(wěn)定性，另一方面給予啤酒獨(dú)特的酒花香和苦味。酒花添加量0.2%為宜，此時(shí)啤酒苦味適合，且能夠體現(xiàn)出白首烏獨(dú)特的風(fēng)味特征，酒體協(xié)調(diào)、無(wú)異味。濱海白首烏與大麥芽比例為1∶20、酒花添加量0.2%、酵母添加量0.5%、發(fā)酵溫度為10 ℃下發(fā)酵7 d，釀造而成的白首烏保健啤酒，既具有典型啤酒風(fēng)味，又兼具白首烏特征風(fēng)味，酒體醇厚協(xié)調(diào)。