新鮮肉蓯蓉發(fā)酵酒工藝研究

郭安民，李宇輝，王俊鋼，劉成江

（新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆石河子832000）

管花肉蓯蓉（Citanche tubulosa（Schenk）Wight.）為列當(dāng)科肉蓯蓉屬多年生寄生植物的干燥帶鱗葉的肉質(zhì)莖，咸而溫，具有補(bǔ)腎陽(yáng)、益精血、潤(rùn)腸通便調(diào)節(jié)循環(huán)系統(tǒng)等功能[1]。管花肉蓯蓉目前是肉從蓉的主要基源植物，主產(chǎn)于新疆南部即天山以南塔克拉瑪干沙漠周圍，是目前產(chǎn)量最大，用量最多的肉蓯蓉品種[2]。肉蓯蓉是一味傳統(tǒng)中草藥，在我國(guó)已有兩千多年的使用歷史，現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，肉蓯蓉除作為傳統(tǒng)的補(bǔ)腎壯陽(yáng)中藥外，其所含最重要的有效成分是苯乙醇甙類化合物、肉蓯蓉多糖和總黃酮等物質(zhì)。這些活性成分在增強(qiáng)機(jī)體免疫力，提高機(jī)體耐力，更兼具有抗衰老、增強(qiáng)記憶、鎮(zhèn)靜等多種功能[3-4]。

新疆屬于沙漠干旱氣候條件，給管花肉蓯蓉的生長(zhǎng)提供了良好的條件，同時(shí)管花肉蓯蓉的大規(guī)模的開發(fā)種植也對(duì)新疆治理荒漠化有一定的作用。近年來(lái)，人工種植的肉蓯蓉產(chǎn)量逐年增加，新疆的肉蓯蓉產(chǎn)品比較少，且主要以干制品賣出，附加值較低，資源優(yōu)勢(shì)無(wú)法轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。目前，肉蓯蓉的深加工產(chǎn)品主要有肉蓯蓉飲片、肉蓯蓉干、肉蓯蓉粉等，而以肉蓯蓉為原料生產(chǎn)發(fā)酵酒的研究還鮮有報(bào)道。因此，本文以新疆和田新鮮肉蓯蓉為主要原料，研究其發(fā)酵酒工藝，為肉蓯蓉深加工產(chǎn)品開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮肉蓯蓉：新疆金澤酒業(yè)有限公司；砂糖：新疆石河子市天揚(yáng)美好超市；蘋果、葡萄、紅棗濃縮汁：本地果汁加工企業(yè)。

檸檬酸（分析純）：天津市大茂化學(xué)試劑廠；發(fā)酵菌種（丹寶利釀酒活性干酵母、安琪高活性酒精干酵母、法國(guó)葡萄酒干酵母）、復(fù)合發(fā)酵助劑：中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)研究院；亞硫酸（濃度6%）：沈陽(yáng)化學(xué)試劑廠；活性炭：江蘇光華活性炭科技有限公司。

1.2 設(shè)備及儀器

tk-0.5 榨汁機(jī)：佛山阿思帕拉電器實(shí)業(yè)有限公司；智能型DHP-9160B 電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海瑯軒試驗(yàn)設(shè)備有限公司；752N 紫外可見分光光度計(jì)、pHS-3F 型數(shù)字酸度計(jì)：上海精科公司；手持式糖量計(jì)折射儀：上海虹益儀器有限公司；SHHW21.600AⅡ三用電熱恒溫水箱：天津市奏斯特儀器有限公司；BL500A 電子秤：上海亞津電子科技有限公司；500mL 酒精蒸餾裝置：上海標(biāo)儀儀器有限公司；FLS-超凈無(wú)菌工作臺(tái)：江蘇安源凈化鋼構(gòu)工程有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 發(fā)酵肉蓯蓉酒生產(chǎn)工藝流程

1.3.2 操作要點(diǎn)

1.3.2.1 肉蓯蓉汁的制備

由于采用的是新鮮肉蓯蓉為原料，所以制汁時(shí)不需要外加過(guò)多的水。將肉蓯蓉洗凈去皮、切片或切塊、打漿，過(guò)濾。肉蓯蓉去皮后在空氣中易褐變，因此，在破碎榨汁前，將脫去皮、切片后的肉蓯蓉放入加入護(hù)色液的酸液中浸泡30 min。榨汁處理，即得含50 mg/L～95 mg/L 的 SO2肉蓯蓉汁。

1.3.2.2 肉蓯蓉汁糖度、酸度的調(diào)整

肉蓯蓉雖具有很好的藥用價(jià)值及保健功效，但要將它通過(guò)微生物作用轉(zhuǎn)化成可飲用的酒時(shí)，由于其自身糖分很低，要使發(fā)酵能夠達(dá)到預(yù)定的酒精度，就必須進(jìn)行糖分的調(diào)整，以濃縮果汁或白砂糖調(diào)整肉蓯蓉汁糖度，糖度的調(diào)整以1.7 g 糖可發(fā)酵1%（即1 mL）酒精，最終生成13%（體積分?jǐn)?shù)）酒度計(jì)算進(jìn)行補(bǔ)糖。同時(shí)并加酒石酸或檸檬酸0.5%左右，控制pH 值在3.5～4.0 之間，以滿足酵母最佳的發(fā)酵條件。

1.3.2.3 發(fā)酵菌種活化與擴(kuò)大培養(yǎng)

在35 ℃～40 ℃含糖4.0%的溫水中加入0.1%活性干酵母，溫水量為干酵母用量的10 倍。小心混勻，靜置使之復(fù)水、活化，每隔10 min 輕輕攪拌一下，經(jīng)20 min～40 min 之后完成活化[5]。取適量肉蓯蓉汁稀釋5 倍，調(diào)整成分，并加入0.03%復(fù)合發(fā)酵助劑，搖勻，經(jīng)嚴(yán)格高壓滅菌，冷卻到一定溫度，以3.0%的接種量在無(wú)菌環(huán)境下接入活化好的活化干酵母，在24 ℃培養(yǎng)24 h 以內(nèi)，重復(fù)擴(kuò)大培養(yǎng)，即得肉蓯蓉酒發(fā)酵所用的活化菌種。

1.3.2.4 發(fā)酵

發(fā)酵分主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個(gè)階段。主發(fā)酵是將肉蓯蓉汁接入經(jīng)活化的酒精酵母，在25 ℃先兼氧培養(yǎng)1 d 后，于 23 ℃～26 ℃厭氧發(fā)酵 9 d，發(fā)酵液糖含量下降到1.5%以下，主發(fā)酵結(jié)束。根據(jù)本發(fā)酵罐的操作方法除去沉積的沉降物，繼續(xù)在發(fā)酵罐中進(jìn)行后發(fā)酵，使剩余糖分進(jìn)一步發(fā)酵，發(fā)酵罐除去沉降物后的上部體積減少部分用CO2補(bǔ)充，盡量減少酒與空氣的按觸，防止氧化，后發(fā)酵溫度為18 ℃～21 ℃，中途不轉(zhuǎn)罐。后發(fā)酵主要是通過(guò)微生物的酯化酶類生成酒中的香味物質(zhì)，是一緩慢的締合過(guò)程。當(dāng)發(fā)酵液總糖降到0.5%以下時(shí)，及時(shí)進(jìn)行倒灌處理，將發(fā)酵罐中沉淀物與酒液分離，后酵時(shí)間約為20 d，裝滿容器補(bǔ)加SO2密封陳釀。

發(fā)酵初期，每天進(jìn)行攪拌或通入過(guò)濾空氣促進(jìn)酵母增殖，定時(shí)對(duì)發(fā)酵過(guò)程的溫度觀察紀(jì)錄，定期觀測(cè)酒度、糖度、酸度的變化。

1.3.2.5 陳釀

經(jīng)過(guò)發(fā)酵得到的新酒，口味不醇和，缺乏芳香等，需經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的后熟過(guò)程，讓酒的風(fēng)味、色澤、穩(wěn)定性得到進(jìn)一步提高。陳釀過(guò)程中要調(diào)整好溫度，一般溫度控制在15 ℃～20 ℃。陳釀是酵母繼續(xù)分解殘?zhí)牵寂c酸類酯化、氧化還原作用都在陳釀中完成，使得酒體澄清透明，酒質(zhì)穩(wěn)定，口味柔和純正。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間陳釀的酒，經(jīng)檢測(cè)后再進(jìn)行調(diào)配等處理。

1.3.3 分析方法及感官評(píng)定

松果菊苷的含量測(cè)定參考文獻(xiàn)[6]的方法；還原糖含量的測(cè)定參考文獻(xiàn)[7-8]的方法；總糖含量的測(cè)定、酒精含量的測(cè)定、揮發(fā)酸含量的測(cè)定、甲醇含量的測(cè)定、總酸含量的測(cè)定參考文獻(xiàn)[9]的方法。

感官評(píng)定：主要對(duì)肉蓯蓉酒的色、香、味和典型進(jìn)行綜合性評(píng)定，給出正確評(píng)分，滿分以100 分計(jì)，由10名食品專業(yè)人員組成的品評(píng)小組進(jìn)行參評(píng)打分，最終結(jié)果則以其平均值定，感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 酒的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory organ criteria for evaluation of health wine

1.3.4 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為確定最佳發(fā)酵條件，以發(fā)酵液中酒精度作為指標(biāo)，首先通過(guò)單因素試驗(yàn)確定影響肉蓯蓉酒發(fā)酵的主要因素，再通過(guò)正交試驗(yàn)，以綜合評(píng)定為指標(biāo)，對(duì)發(fā)酵肉蓯蓉酒的釀造工藝條件進(jìn)行優(yōu)化。

1.3.4.1 添加果汁種類的選擇

向肉蓯蓉汁中分別添加15%的蘋果汁、葡萄汁、哈密瓜汁、紅棗汁，觀察生長(zhǎng)現(xiàn)象，培養(yǎng)24 h 后，測(cè)其酵母濃度。

1.3.4.2 單因素試驗(yàn)

在發(fā)酵液糖度15%，添加0.1%的活化后的干酵母，進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵時(shí)間9 d，研究發(fā)酵液不同濃縮蘋果汁添加量（10%、15%、20%、25%、30%）、發(fā)酵初始pH 值（2.5、3.0、3.5、4.0、4.5）、主發(fā)酵溫度（21、23、25、27、29 ℃）、以及 SO2添加量（50、65、75、85、95 mg/L）對(duì)肉蓯蓉酒酒精含量的影響。

1.3.4.3 正交試驗(yàn)

影響肉蓯蓉酒質(zhì)量的因素較多。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取發(fā)酵溫度、蘋果汁添加量、發(fā)酵初始pH 值、SO2添加量這4 個(gè)對(duì)品質(zhì)影響較大因素進(jìn)行L9（34）的正交試驗(yàn)，以感官綜合評(píng)定分為指標(biāo)，對(duì)發(fā)酵肉蓯蓉酒釀造工藝進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。試驗(yàn)設(shè)計(jì)[10]見表2。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加果汁種類選擇

向肉蓯蓉汁中分別添加15%的濃縮蘋果汁、濃縮葡萄汁、濃縮哈密瓜汁、濃縮紅棗汁，培養(yǎng)24 h 后，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 不同果汁對(duì)酵母菌生長(zhǎng)的影響Table 3 Effect of different kinds of fruit juice or growth of yeast

由表3 可知，向肉蓯蓉汁中添加濃縮果汁進(jìn)行酵母的發(fā)酵培養(yǎng)，酵母的活力明顯比單純以肉蓯蓉汁培養(yǎng)時(shí)強(qiáng)，生長(zhǎng)也更加旺盛。這是因?yàn)闈饪s果汁中有豐富的碳源，可以為酵母生長(zhǎng)提供保障[11]。添加4 種果汁的情況下比較，添加蘋果汁的肉蓯蓉汁中酵母細(xì)胞數(shù)最多，說(shuō)明蘋果汁能更好的彌補(bǔ)肉蓯蓉汁中所缺乏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，更有利酵母菌的生長(zhǎng)。同時(shí)在外觀上考慮，哈密瓜汁、紅棗汁、自身色澤比較深，添加到黃綠色的肉蓯蓉汁中，使肉蓯蓉汁顏色變的深暗，不符合本產(chǎn)品的感官要求。而蘋果汁、葡萄汁為淺黃色，基本與肉蓯蓉汁顏色一致，在色感上不受影響，但添加葡萄汁的口感不如蘋果汁的好。所以添加果汁種類選擇為蘋果汁。

2.2 單因素試驗(yàn)

2.2.1 蘋果汁添加量對(duì)肉蓯蓉酒精發(fā)酵的影響

在發(fā)酵液初始糖度為15%，添加0.1%的活化后的酵母菌，發(fā)酵液初始pH 值4.0，SO2添加量75 mg/L，于25 ℃條件下發(fā)酵9 d，考察濃縮蘋果汁添加量分別為10 %、15 %、20 %、25 %、30 %時(shí)對(duì)酒精發(fā)酵的影響，結(jié)果見圖1。

圖1 蘋果汁添加量對(duì)酒精度的影響的試驗(yàn)結(jié)果Fig.1 Effect of addition quantity of apple juice on alcohol fermentation

由圖1 可知，肉蓯蓉發(fā)酵液初始糖度為15%時(shí)，隨著濃縮蘋果汁添加量從10%增加至20%，發(fā)酵所產(chǎn)生的酒精度隨之增加，理論上發(fā)酵液基質(zhì)中含糖量越高，經(jīng)酵母發(fā)酵后所產(chǎn)生酒精度就越高。但隨著初始糖濃度的升高，發(fā)酵菌的生長(zhǎng)代謝速率會(huì)下降，當(dāng)濃縮果汁添加量大于20%時(shí)，由于初期發(fā)酵基質(zhì)濃度對(duì)酵母的存在抑制作用，菌體的生長(zhǎng)不能很快達(dá)到所需的菌體細(xì)胞濃度，致使發(fā)酵過(guò)程緩慢，酒精度反而有所下降，殘?zhí)菨舛认陆稻徛齕12]。有研究表明，不同碳源濃度的添加物對(duì)酒的香氣也有一定的影響[13]。綜上述分析，選擇15%為新鮮肉蓯蓉發(fā)酵低度酒發(fā)酵的較適宜初始濃縮果汁添加量。

2.2.2 初始pH 值對(duì)肉蓯蓉酒精發(fā)酵的影響

在發(fā)酵液初始糖度為15 %，濃縮蘋果汁添加量15%，添加0.1%的活化后的干酵母，SO2添加量75mg/L，置于25 ℃條件下發(fā)酵9 d，考察發(fā)酵液初始pH 值分別為 2.5、3.0、3.5、4.0、4.5 時(shí)對(duì)酒精發(fā)酵的影響，其結(jié)果見圖2。

圖2 初始pH 值對(duì)肉蓯蓉酒酒精度的影響Fig.2 Efects of initial pH on alcohol production and of Citanche tubulosa wine

肉蓯蓉汁酒精發(fā)酵是酵母菌，而菌種的繁殖代謝活動(dòng)受到該發(fā)酵基質(zhì)pH 值的影響。由圖2 可知，pH值在3.5 至4.0 范圍中，在此酸度條件下其它雜菌活動(dòng)被抑制，使酵母菌細(xì)胞數(shù)量處在絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，保證肉蓯蓉汁酒精發(fā)酵能夠正常進(jìn)行，發(fā)酵的酒精含量也是隨之增加。但當(dāng)pH 值低于3.0 時(shí)，酒精酵母菌的代謝速度緩慢或受到抑制，酒精生成便少。如果pH 值高于4.0 甚至大于4.5 時(shí)，發(fā)酵微生物體內(nèi)某些酶的活性被抑制，影響了酵母菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和代謝，酒精含量降低[14]。酵母菌大量繁殖是提高出酒率的基礎(chǔ)，因此，初始pH 值越接近酵母的最適生長(zhǎng)pH 值越有利于酵母菌的早期繁殖，酒精發(fā)酵才能順利進(jìn)行，相應(yīng)的產(chǎn)品酒精含量也會(huì)提高。

2.2.3 發(fā)酵溫度對(duì)肉蓯蓉酒精發(fā)酵的影響

在發(fā)酵液初始糖度為15%，濃縮蘋果汁添加量15%，添加0.1%的活化后的干酵母，SO2添加量75 mg/L，發(fā)酵液初始pH 值4.0 條件下發(fā)酵9 d，考察發(fā)酵液發(fā)酵溫度分別為 21、23、25、27、29 ℃時(shí)對(duì)酒精發(fā)酵的影響，其結(jié)果見圖3。

圖3 發(fā)酵溫度對(duì)肉蓯蓉酒酒精發(fā)酵的影響的試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Effect of temperature on alcohol fermentation of Citanche tubulosa wine

由圖3 可知，肉蓯蓉發(fā)酵基質(zhì)溫度在21℃或稍再低一點(diǎn)條件下，酵母菌生長(zhǎng)不旺盛，發(fā)酵過(guò)程中糖的降解速度和酒精生成的速度均比較慢，延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，造成最終酒精度低，殘?zhí)菨舛雀?。隨著發(fā)酵溫度的升高，鮮肉蓯蓉汁發(fā)酵酒酒精度不斷增加，繼續(xù)提高溫度，肉蓯蓉酒的酒精度和品質(zhì)反而都有所下降，這是因?yàn)闇囟冗^(guò)高，加速了酵母的衰老，也易感染雜菌，不利于本酒風(fēng)味的形成[15]。因此，選用發(fā)酵溫度為25 ℃～27 ℃范圍進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2.2.4 SO2添加量對(duì)肉蓯蓉酒精發(fā)酵的影響

在發(fā)酵液初始糖度為15%，濃縮蘋果汁添加量15%，添加0.1%的活化后的干酵母，發(fā)酵液初始pH值4.0，置于25 ℃條件下發(fā)酵9 d，考察發(fā)酵液SO2添加量分別為 50、65、75、85、95 mg/L 時(shí)對(duì)酒精發(fā)酵的影響，其結(jié)果見圖4。

圖4 SO2 添加量對(duì)肉蓯蓉酒酒精度的影響Fig.4 Effects of SO2 amounts on alcohol production and of Citanche tubulosa wine

SO2添加到發(fā)酵基質(zhì)中起到防腐抗氧化作用，促進(jìn)果酒類等發(fā)酵正常進(jìn)行。由圖4 可知，SO2添加量對(duì)酒精度有一定影響。添加量在65、75 mg/L 和85 mg/L時(shí)，酒精最終生成量雖稍有差別，酒精生成濃度較高；而添加量在95 mg/L 時(shí)，酒精最終含量較65、75 mg/L和85 mg/L 添加量時(shí)低，這是因?yàn)镾O2添加量過(guò)高對(duì)酒精酵母生長(zhǎng)代謝活動(dòng)產(chǎn)生了一定的抑制所致，SO2添加量在50 mg/L 時(shí)，由于對(duì)發(fā)酵基質(zhì)中雜菌抑制不強(qiáng)，使部分糖分在酒精發(fā)酵過(guò)程中被雜菌轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，其不但酒精濃度低，而且發(fā)酵酒品質(zhì)也受到影響。如果各環(huán)節(jié)操作環(huán)境衛(wèi)生良好，原料比較新鮮潔凈的情況下，可選用的添加量按65 mg/L。

2.3 正交試驗(yàn)

正交試驗(yàn)結(jié)果如表4 所示[16-17]。

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果分析Table 4 The design and result parameter analysis of orthogonal test

續(xù)表4 正交試驗(yàn)結(jié)果分析[16-17]Continue table 4 The design and result parameter analysis of orthogonal test

從表4 可以看出，影響新鮮肉蓯蓉發(fā)酵酒的4 個(gè)因素的順序?yàn)锳（濃縮蘋果汁添加量）＞B（發(fā)酵溫度）＞C（初始 pH 值）＞D（SO2添加量）。而由正交試驗(yàn)結(jié)果得到的最佳工藝組合為A2B1C2D3，即濃縮果汁添加量15%、主發(fā)酵溫度 25 ℃、初始酸度 pH 4.0、SO2添加量85 mg/L。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果見表5。

將得到的最佳工藝重復(fù)5 次，由表5 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果可知，5 組試驗(yàn)的感官綜合評(píng)分在93.1～91.9 之間，說(shuō)明該工藝條件下生產(chǎn)的低度肉蓯蓉酒穩(wěn)定性比較好，可以為進(jìn)一步研究與開發(fā)提供試驗(yàn)依據(jù)。

2.4 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

2.4.1 感官指標(biāo)

色澤：琥珀色，澄清透明，無(wú)懸浮物，無(wú)沉淀。

香氣：具有肉蓯蓉淡淡的藥香味、酒體協(xié)調(diào)。

滋味：口感醇和協(xié)調(diào)，無(wú)異味。

2.4.2 理化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

酒精度（20 ℃，體積分?jǐn)?shù)）：12.5%。

總糖（以葡萄糖計(jì)）：4.15 g/L。

總酸（以檸檬酸計(jì)）：5.28 g/L。

2.4.3 微生物指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

細(xì)菌總數(shù)＜5 CFU/mL。

大腸菌群：未檢出。

致病菌：未檢出。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)以新鮮肉蓯蓉為原料，將其藥浴殺菌、清洗、切片、燙漂等護(hù)色，榨汁過(guò)濾得到肉蓯蓉汁，按75 mg/L 的量添加偏重亞硫酸鉀，調(diào)整糖度到15%，另外再以15%濃縮蘋果汁補(bǔ)充所缺糖部分，調(diào)整pH 值到4.0，再加入3%～5%經(jīng)活化擴(kuò)大后的酒精酵母，在小型發(fā)酵罐中設(shè)定發(fā)酵溫度為25 ℃，厭氧發(fā)酵9 d 的條件下，可得具有一定保健功效、典型性突出的肉蓯蓉發(fā)酵低度酒。

新鮮肉蓯蓉發(fā)酵酒的開發(fā)不僅符合當(dāng)前由糧食酒向水果及其它酒轉(zhuǎn)變的發(fā)展方向，同時(shí)也為肉蓯蓉的深開發(fā)開辟了一條新路，又為消費(fèi)市場(chǎng)增添一個(gè)新的飲用品種，具有十分廣闊的市場(chǎng)前景。