金蟬花米酒發(fā)酵工藝優(yōu)化

黃和升，王海平*，陶書中，王衛(wèi)兵，黃亞東

（江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院淮安市釀酒工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 淮安 223005）

中國的酒文化從古時(shí)候開始盛行，在逢年過節(jié)、親朋聚會(huì)時(shí)總會(huì)以喝酒來增加氣氛[1-2]。隨著現(xiàn)在健康知識的普及，健康飲酒意識的逐漸增強(qiáng)，酒類市場的消費(fèi)需求正從高度酒向低度酒和保健酒、勾兌酒向發(fā)酵酒轉(zhuǎn)變[3-7]。米酒作為一種低酒度、高營養(yǎng)的傳統(tǒng)釀造酒[8-12]，歷來就有“液體蛋糕”之美譽(yù)。米酒如能將傳統(tǒng)工藝進(jìn)一步改進(jìn)，增加其營養(yǎng)保健功效，必能迎合廣大消費(fèi)者的青睞。

金蟬花（Cordyceps cicadae），又稱大蟲草，屬蟲生真菌。金蟬花的天然成分與冬蟲夏草類似，國內(nèi)外研究表明，金蟬花具有提高免疫力、抗疲勞、保腎、改善睡眠、抗腫瘤、保肝、抗輻射、抗氧化和明目等多重作用，是神奇的古老中藥[13-19]。人工培養(yǎng)的蟬花含甘露醇2.18%、多糖21.73%，氨基酸19.76%，蟲草素0.005%，腺苷0.05%，這與天然冬蟲夏草相似，但砷、汞、鉛等有毒重金屬?zèng)]有檢出，這比天然冬蟲夏草安全[20-22]。因此，蟬花可以作為冬蟲夏草的代用品，同樣可以達(dá)到滋補(bǔ)養(yǎng)生的作用。

目前對金蟬花的應(yīng)用多是采取將某種成分提取出來應(yīng)用于治療某種疾病[23-26]，也有研究者采用基酒泡制、清蒸、水煎等來提高金蟬花多方面的功效[27-28]，但這些方式均不能使其中的大分子功能性物質(zhì)的功效得到充分發(fā)揮。本試驗(yàn)以糯米和金蟬花為主要原料，采用全發(fā)酵工藝（在糯米發(fā)酵初始加入金蟬花直到發(fā)酵結(jié)束），可使金蟬花的營養(yǎng)保健成分（蟲草酸、多糖、氨基酸等）在釀酒過程中充分溶于米酒，使制得米酒中包含蟬花中多糖、氨基酸、蟲草酸、微量元素等大部分營養(yǎng)物質(zhì)和生理活性物質(zhì)，從而提高金蟬花米酒的營養(yǎng)保健功效。金蟬花米酒的開發(fā)不僅可增加米酒的品種和保健功效，提高米酒的附加值，同時(shí)可使蟬花的深加工得到進(jìn)一步的應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

優(yōu)質(zhì)糯米、金蟬花干品、安琪酒曲：淮安市場；無水乙醇、亞甲基藍(lán)、葡糖糖、苯酚、酒石酸鉀鈉、濃硫酸、鹽酸、氫氧化鈉、亞鐵氰化鉀（均為分析純）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；蟲草酸（D-甘露醇）標(biāo)準(zhǔn)品（純度＞98.8%）：上海士鋒科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

釀酒車間米酒生產(chǎn)線一套：江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院自制；752紫外分光光度計(jì)：上海譜元儀器有限公司；HH-M6六孔恒溫水浴鍋：江蘇新春蘭科學(xué)儀器有限公司；PHS-3E型pH計(jì)：上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；MS-TS分析天平：梅特勒-托利多國際貿(mào)易（上海）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 金蟬花米酒的加工工藝流程及操作要點(diǎn)

操作要點(diǎn)：糯米洗凈后加水浸泡8～10 h，瀝干水分后蒸飯約20 min，攤涼后接入酒曲3%，加入金蟬花粉4%，陶缸搭窩發(fā)酵，控制發(fā)酵溫度26～28 ℃，發(fā)酵2 d左右，此過程為糖化過程，可使米飯中的大量淀粉轉(zhuǎn)化為糖類物質(zhì)。然后加水沖缸，繼續(xù)以約26 ℃發(fā)酵3 d，此過程會(huì)使大部分糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為酒精，少部分轉(zhuǎn)化為酸和酯等物質(zhì)，此時(shí)米酒便有了酸、甜、醇、香等特有的米酒的香味和口感，此時(shí)便可用板框壓榨機(jī)進(jìn)行分離酒液和酒糟，得到的酒液自然澄清約1 d，上清液用超微濾膜進(jìn)一步過濾，得到濾液即為成品米酒。

1.3.2 金蟬花米酒發(fā)酵工藝優(yōu)化

單因素試驗(yàn)：金蟬花米酒發(fā)酵基礎(chǔ)條件設(shè)定為金蟬花添加量30 g/kg、發(fā)酵時(shí)間5 d、發(fā)酵溫度28 ℃?？疾旖鹣s花添加量（0、10 g/kg、20 g/kg、30 g/kg、40 g/kg、50 g/kg、60 g/kg）、發(fā)酵時(shí)間（0、1 d、2 d、3 d、4 d、5 d、6 d）和發(fā)酵溫度（20 ℃、22 ℃、24 ℃、26 ℃、28 ℃、30 ℃、32 ℃）對米酒總糖、氨基酸態(tài)氮、感官評分和酒精度的影響。

正交試驗(yàn)：在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以發(fā)酵溫度（A）、發(fā)酵時(shí)間（B）和金蟬花添加量（C）為考察變量，以產(chǎn)品的感官評分為評價(jià)指標(biāo)，采用L9（33）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行正交試驗(yàn)。

1.3.3 金蟬花米酒感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

邀請10名釀酒資深人員對金蟬花米酒進(jìn)行評價(jià)，滿分100分，感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表1，結(jié)果取平均值。

表1 金蟬花米酒感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Standards of sensory evaluation for Cordyceps cicadae rice wine

1.3.4 金蟬花米酒的品質(zhì)指標(biāo)測定方法

酒精度采用蒸餾法測定；氨基酸態(tài)氮含量采用電位滴定法測定；總糖（以葡萄糖計(jì)）含量采用亞鐵氰化鉀滴定法測定。以上指標(biāo)測定均依據(jù)國標(biāo)GB/T 13662—2018《黃酒》。

多糖含量采用硫酸-苯酚法測定[22]。以葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度（x）為橫坐標(biāo)，吸光度值（y）為縱坐標(biāo)繪制葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線，按照標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程計(jì)算樣品中多糖含量。

蟲草酸含量采用高碘酸鈉比色法測定[22]。以蟲草酸標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度（x）為橫坐標(biāo)，吸光度值（y）為縱坐標(biāo)繪制蟲草酸標(biāo)準(zhǔn)曲線，按照標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出樣品中蟲草酸含量。

1.3.5 數(shù)據(jù)處理

用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵工藝優(yōu)化單因素試驗(yàn)

2.1.1 金蟬花添加量對米酒品質(zhì)的影響

由圖1 可知，發(fā)酵原料中添加0～60 g/kg金蟬花，產(chǎn)品總糖含量、酒精度、氨基酸態(tài)氮含量均隨其添加量增加而增加，但感官評分表現(xiàn)為先增后減。探其原因，金蟬花蛋白質(zhì)、氨基酸和可發(fā)酵糖含量較高，隨著發(fā)酵過程生化反應(yīng)的進(jìn)行，生成產(chǎn)物糖含量、酒精含量、氨基酸態(tài)氮含量隨之增加。金蟬花添加量超過40 g/kg時(shí)，產(chǎn)品酸味顯現(xiàn)，口感欠佳，因而感官評分值下降。綜合考慮米酒的理化品質(zhì)，確定最適金蟬花添加量40 g/kg。

圖1 金蟬花添加量對米酒品質(zhì)影響Fig. 1 Effect of Cordyceps cicadae addition on rice wine quality

2.1.2 發(fā)酵時(shí)間對米酒品質(zhì)影響

由圖2可知，發(fā)酵前，原料中總糖、酒精度、氨基酸態(tài)氮含量均較低，在發(fā)酵前3 d，發(fā)酵液的總糖含量、感官評分迅速上升，氨基酸態(tài)氮和酒精度變化平緩，略有上升；發(fā)酵時(shí)間＞3 d之后，微生物分解利用發(fā)酵液中糖和蛋白質(zhì)，使其總糖含量不斷下降，酒精度、氨基酸態(tài)氮和感官評分不斷上升；發(fā)酵時(shí)間＞5 d 之后，發(fā)酵液的氨基酸態(tài)氮含量基本不再變化，但總糖含量繼續(xù)下降，酒精度繼續(xù)上升，感官評分也開始略有下降。綜合各項(xiàng)指標(biāo)，最適發(fā)酵時(shí)間確定為5 d。

圖2 發(fā)酵時(shí)間對米酒品質(zhì)影響Fig. 2 Effect of fermentation time on rice wine quality

2.1.3 發(fā)酵溫度對米酒品質(zhì)影響

由圖3 可知，在試驗(yàn)溫度（20～32 ℃）范圍內(nèi)，發(fā)酵液的酒精度和氨基酸態(tài)氮隨溫度升高均處于增加的趨勢，總糖含量和感官評分呈先上升后降低的趨勢。探其原因，發(fā)酵溫度＞26 ℃時(shí)，酵母生長旺盛，分解利用糖類物質(zhì)，將糖轉(zhuǎn)化成酒精，因而表現(xiàn)為總糖含量下降，酒精度上升，此時(shí)發(fā)酵液的酒味濃烈，感官評分值下降。綜合考慮，最適發(fā)酵溫度確定為26 ℃。

圖3 發(fā)酵溫度對米酒品質(zhì)的影響Fig. 3 Effect of fermentation temperature on rice wine quality

2.2 發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)

依據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以發(fā)酵溫度（A）、發(fā)酵時(shí)間（B）和金蟬花添加量（C）為考察變量，以產(chǎn)品的感官評分為評價(jià)指標(biāo)，采用L9（33）正交試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化，正交試驗(yàn)結(jié)果與分析見表2。

表2 金蟬花米酒發(fā)酵條工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 2 Results and analysis of orthogonal experiments for Cordyceps cicadae rice wine fermentation process optimization

由表2可知，3個(gè)因素對產(chǎn)品評分值影響的順序依次為B＞C＞A，即發(fā)酵時(shí)間＞金蟬花添加量＞發(fā)酵溫度；金蟬花米酒最佳發(fā)酵工藝為A2B2C2，即發(fā)酵溫度26 ℃、發(fā)酵時(shí)間5 d、金蟬花添加量40 g/kg。在此優(yōu)化發(fā)酵工藝條件下進(jìn)行5次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，感官評分平均值為94.0分。

2.3 金蟬花米酒活性成分測定結(jié)果

2.3.1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線

由圖4可知，葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為y=5.098 6x+0.000 8，相關(guān)系數(shù)R2=0.997 7。結(jié)果表明，二者線性關(guān)系良好。

圖4 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig. 4 Standard curve of glucose

用樣品溶液代替標(biāo)準(zhǔn)溶液測得蟬花米酒樣品吸光度值為0.493 2，按照標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程計(jì)算所得多糖含量為0.097 mg/mL，未加金蟬花米酒用同樣方法測得多糖含量為0.073 mg/mL。米酒多糖有一定的抗氧化活性，本實(shí)驗(yàn)在原料中添加了金蟬花，制得產(chǎn)品金蟬花米酒比普通米酒多糖含量提高，因而可使米酒的保健功能得到增強(qiáng)。

2.3.3 蟲草酸標(biāo)準(zhǔn)曲線

由圖5可知，蟲草酸標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為y=0.010 3x-0.001 7，相關(guān)系數(shù)R2=0.998 5。結(jié)果表明，二者線性關(guān)系良好。

圖5 蟲草酸標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig. 5 Standard curve of cordycepic acid

將樣品稀釋溶液100倍代替標(biāo)準(zhǔn)溶液，測得蟬花米酒樣品吸光度值為0.416，按照標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程計(jì)算所得原樣品中蟲草酸含量為4.055 mg/mL，未加金蟬花的米酒中未檢出蟲草酸。蟲草酸有一定的保健功效，本試驗(yàn)在原料中添加了金蟬花，使得產(chǎn)品中含有蟲草酸，因而可使米酒的保健功能得到增強(qiáng)。

3 結(jié)論

金蟬花作為一種食藥用保健真菌可添加于釀酒原料中制作保健酒。將糯米與金蟬花采取共發(fā)酵方式制作金蟬花米酒的最佳發(fā)酵工藝條件為：發(fā)酵時(shí)間5 d，發(fā)酵溫度26 ℃，金蟬花添加量40 g/kg。此優(yōu)化條件下，金蟬花米酒的感官評分為94.0分。米酒多糖含量為0.097 mg/mL，蟲草酸含量為4.055 mg/mL，皆高于未加金蟬花的米酒。金蟬花米酒的制作可為發(fā)酵型保健酒的開發(fā)提供參考和依據(jù)。