輪葉黨參糯米酒發(fā)酵特性的研究

劉艷秋，孫廣仁，楊奇，包怡紅*

（1.東北林業(yè)大學林學院，黑龍江哈爾濱150040；2.北華大學林學院，吉林吉林132013）

輪葉黨參糯米酒發(fā)酵特性的研究

劉艷秋1，2，孫廣仁2，楊奇2，包怡紅1*

（1.東北林業(yè)大學林學院，黑龍江哈爾濱150040；2.北華大學林學院，吉林吉林132013）

以輪葉黨參和糯米為主要原料，以酒精度結(jié)合感官評分為考察指標，在單因素試驗的基礎(chǔ)上通過正交試驗優(yōu)化輪葉黨參糯米酒發(fā)酵工藝條件。結(jié)果表明，最佳發(fā)酵工藝條件為輪葉黨參添加量4%，初始糖含量24%，酵母添加量0.2%，發(fā)酵溫度25℃。發(fā)酵21 d后，酒精度可達12.71%vol，殘?zhí)?.01%。使用0.6 g/L殼聚糖澄清后，最終得到的產(chǎn)品酒體醇厚，酸甜適中，具有淡淡的輪葉黨參特有香味。通過抗氧化試驗，澄清后DPPH自由基清除率為85.59%。

輪葉黨參；糯米酒；發(fā)酵特性

輪葉黨參（Codonopsis lanceolataBenth.et.Hook.f）又名羊乳、山海螺、山地瓜、四葉參、羊奶、羊奶參、白蟒肉、山胡蘿卜、北沙參等，為桔?？泣h參屬多年生草質(zhì)纏繞性藤本植物[1]，在我國吉林省長白山地區(qū)廣泛栽培，具有抗氧化[2-3]、調(diào)節(jié)機體免疫力[4-7]、抗炎[8]、抗癌[9-10]、保護肝功能[11]等生物學功效，目前輪葉黨參開發(fā)主要有低鹽產(chǎn)品[12]、輪葉黨參脆片[13]、發(fā)酵飲料[14]等。

糯米酒以其獨特的風味越來越被消費者接受，因此，近年來關(guān)于糯米酒的營養(yǎng)成分強化、風味的多樣化以及發(fā)酵條件優(yōu)化等成為研究人員的關(guān)注熱點，如朱英蓮[15]研究了雪梨糯米酒產(chǎn)品的調(diào)配；周桃英等[16]得出了菠蘿糯米酒的發(fā)酵條件。本試驗以輪葉黨參和糯米為原料，利用單因素試驗結(jié)合正交試驗，優(yōu)化輪葉黨參糯米酒發(fā)酵工藝條件，為輪葉黨參的開發(fā)利用提供新途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

輪葉黨參：吉林省樺甸市；糯米：北京金秋谷香商貿(mào)有限公司；安琪甜酒曲：安琪酵母股份有限公司；殼聚糖、冰醋酸：國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

LH-T032型糖度計：杭州陸恒生物科技有限公司；SPX-25085-11型生化培養(yǎng)箱：上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；722型紫外分光光度計：北京普析通用儀器有限公司；HHS型電熱恒溫水浴鍋：上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；OHG-924385-III型電熱恒溫鼓風干燥箱：上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 輪葉黨參糯米酒發(fā)酵條件的優(yōu)化

（1）輪葉黨參糯米酒發(fā)酵單因素試驗

分別研究輪葉黨參的添加量（2%、3%、4%、5%、6%）、初始糖含量（18%、20%、22%、24%、26%）、酵母添加量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%）、發(fā)酵溫度（19℃、21℃、23℃、25℃、27℃）對輪葉黨參糯米酒發(fā)酵的影響。

（2）輪葉黨參糯米酒發(fā)酵條件優(yōu)化

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，分別以輪葉黨參添加量、初始糖含量、酵母添加量、發(fā)酵溫度為變量因子，進行正交試驗，確定輪葉黨參糯米酒的最佳發(fā)酵條件，正交試驗因素與水平見表1。

表1 糯米酒發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for glutionous rice wine fermentation conditions optimization

1.3.3 殼聚糖澄清法

準確稱取0.5 g殼聚糖加入50 mL 0.1%的冰醋酸溶液中，加熱充分溶解，配制成10 g/L的殼聚糖冰醋酸溶液，準確量取20 mL發(fā)酵酒，添加一定體積的殼聚糖冰醋酸溶液，使最終殼聚糖含量分別為0.2 g/L、0.4 g/L、0.6 g/L、0.8 g/L、1.0 g/L、1.2 g/L、1.4 g/L、1.6 g/L、1.8 g/L，24 h后取上清液在波長560 nm處測定透光率，以蒸餾水作空白對照。

1.3.4 測定方法

酒精度、揮發(fā)酸、總酸和總糖：均按照GB/T15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的方法檢測。

感官評價：選取30名品評員，其中包括10名食品專業(yè)人員，另外20名為非專業(yè)人員（其中20～30歲、30～40歲、40～50歲、50～60歲、60～70歲各4名）。食品專業(yè)人員權(quán)重0.6，非專業(yè)人員權(quán)重0.4，滿分100分。感官評分標準見表2。

表2 輪葉黨參糯米酒感官評分標準Table 2 Sensory evaluation standards ofCodonopsis lanceolata glutionous rice wine

抗氧化能力的測定：采用參考文獻[17]的方法，準確稱取一定量的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH），用乙醇溶解并稀釋至吸光度值為0.7，將試樣和3 mL DPPH溶液混勻，避光放置30 min，用無水DPPH自由基乙醇為空白對照，在波長517 nm處測定吸光度值，并計算清除率。

式中：Mi為1 mL無水乙醇加入3 mL DPPH的吸光度值；Mj為

1 mL待測液加入3 mL DPPH的吸光度值；M0為1 mL待測液加入3 mL無水乙醇的吸光度值。

2 結(jié)果與分析

2.1 輪葉黨參添加量對發(fā)酵酒品質(zhì)的影響

分別添加輪葉黨參2%、3%、4%、5%、6%，酵母添加量0.3%，初始糖含量為18%，發(fā)酵溫度為25℃，發(fā)酵時間為21d，主發(fā)酵結(jié)束后測定酒精度，并進行感官評定，結(jié)果見圖1。

圖1 輪葉黨參添加量對糯米酒發(fā)酵的影響Fig.1 Effect ofCodonopsis lanceolataaddition on glutionous rice wine fermentation

由圖1可知，發(fā)酵酒的酒精度、感官評分隨輪葉黨參添加量的增加呈先上升后下降的趨勢，當添加量為4%時，發(fā)酵酒具有淡淡的輪葉黨參香氣，此時酒精度為8.1%vol，感官評分為80分，均為最高，因此選擇輪葉黨參添加量4%為宜。

2.2 初始糖含量對輪葉黨參發(fā)酵酒品質(zhì)的影響

分別添加蔗糖18%、20%、22%、24%、26%，酵母添加量0.3%，輪葉黨參添加量4%，發(fā)酵溫度25℃，發(fā)酵時間21 d，主發(fā)酵結(jié)束后測定酒精度，并進行感官評定，結(jié)果見圖2。

圖2 初始糖含量對輪葉黨參糯米酒發(fā)酵的影響Fig.2 Effect of initial sucrose addition onCodonopsis lanceolata glutionous rice wine fermentation

由圖2可知，發(fā)酵酒的酒精度一直呈明顯上升趨勢，感官評分開始階段一直呈上升趨勢，當初始糖含量＞24%時略有下降，此時口感偏甜，這也與目前人們要求低糖飲食相矛盾，所以選擇初始糖含量為24%，此時感官評分為87分。

2.3 酵母添加量對輪葉黨參糯米發(fā)酵酒品質(zhì)的影響

分別添加酵母0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，輪葉黨參添加量4%，初始糖含量24%，發(fā)酵溫度25℃條件下發(fā)酵21d，主發(fā)酵結(jié)束后測定酒精度，并進行感官評定，結(jié)果見圖3。

圖3 酵母添加量對輪葉黨參糯米酒發(fā)酵的影響Fig.3 Effect of yeast addition onCodonopsis lanceolata glutionous rice wine fermentation

由圖3可知，發(fā)酵酒的酒精度和感官評分隨著酵母添加量的增加先逐漸增加。隨后保持平緩，當酵母添加量為0.3%時，酒精度為11.8%vol，感官評分為90分，酸甜適口，當酵母添加超過0.3%時，酒精度變化不明顯，說明發(fā)酵液中供酵母發(fā)酵的營養(yǎng)基質(zhì)含量是一定的，過多的酵母并不能提高發(fā)酵酒的酒精度，同時也會增加成本，所以最佳酵母添加量為0.3%。

2.4 發(fā)酵溫度對輪葉黨參發(fā)酵酒的影響

分別設(shè)定溫度為19℃、21℃、23℃、25℃、27℃，酵母添加量0.3%，輪葉黨參添加量4%，初始糖度24%，發(fā)酵21 d，主發(fā)酵結(jié)束后測定酒精度，并進行感官評定，結(jié)果見圖4。

圖4 發(fā)酵溫度對輪葉黨參糯米酒發(fā)酵的影響Fig.4 Effect of fermentation temperature onCodonopsis lanceolata glutionous rice wine fermentation

從圖4可知，發(fā)酵酒的酒精度、感官評分隨發(fā)酵溫度的增加開始階段呈逐漸增加趨勢，隨后略有下降，在發(fā)酵過程中溫度升高，發(fā)酵周期縮短，當溫度達到25℃時，酒精度達到最大值13%vol，此時感官評分為90分，當溫度高于25℃，發(fā)酵周期縮短，開始有少量的醋酸菌和乳酸菌利用酒精發(fā)酵，所以酒精度開始下降，并且隨著溫度的增加口感也較差，所以最佳發(fā)酵溫度為25℃。

2.5 輪葉黨參糯米酒工藝條件優(yōu)化

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以輪葉黨參添加量、初始糖含量、酵母添加量、發(fā)酵溫度為影響因子，發(fā)酵酒的感官評分為考察指標，采用正交試驗確定最佳的發(fā)酵工藝條件，結(jié)果見表3。

表3 糯米酒發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗結(jié)果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments for glutionous rice wine fermentation conditions optimization

從極差分析可知，影響輪葉黨參糯米酒發(fā)酵效果的因素依次為D＞A＞C＞B，即影響輪葉黨參糯米酒發(fā)酵的因素依次是發(fā)酵溫度、輪葉黨參添加量、初始糖含量，最后為酵母添加量。最佳發(fā)酵工藝條件為A2B2C1D2，即輪葉黨參添加量為4%，初始糖含量為24%，酵母添加量為0.2%，發(fā)酵溫度為25℃。此條件下進行驗證試驗，結(jié)果表明，糯米酒酒精度為12.71%vol，感官評分為98分。

2.6 發(fā)酵過程中總糖度變化

表4 發(fā)酵過程中殘?zhí)呛孔兓疶able 4 Change of total sugar content during fermentation process

在發(fā)酵前21 d輪葉黨參發(fā)酵酒中糖度下降幅度較大，酒精含量明顯上升，表明在此階段酵母利用糖發(fā)酵速度最快。在第21～35天，酒精含量和糖度值趨于平緩，且誤差變化幅度不大，說明此時主發(fā)酵基本完成。

2.7 發(fā)酵過程中酒精度變化

由表5可知，在發(fā)酵前21 d輪葉黨參發(fā)酵酒中酒精含量明顯上升，表明在此階段酵母利用糖發(fā)酵速度最快。在第28 d～35 d，酒精含量趨于平緩，且誤差變化幅度不大，說明此時主發(fā)酵基本完成，因此主發(fā)酵時間選擇21 d為宜。

表5 發(fā)酵過程中酒精度變化Table 5 Change of alcohol content during fermentation process

2.8 輪葉黨參糯米酒澄清試驗

研究殼聚糖添加量對輪葉黨參糯米酒的澄清效果，結(jié)果見圖5。從圖5可以看出，隨著殼聚糖添加量的增加，澄清效果越來越明顯，當殼聚糖添加量為0.6 g/L時，透光率達到99.8%，當添加量＞0.6 g/L時，透光率呈下降趨勢，可能是由于殼聚糖濃度過高會吸附輪葉黨參糯米酒中色素類物質(zhì)，使酒色變淡，經(jīng)0.6 g/L的殼聚糖處理的輪葉黨參糯米酒貯藏30 d，未發(fā)現(xiàn)顆粒上浮及沉淀現(xiàn)象。

圖5 不同殼聚糖添加量對輪葉黨參糯米酒澄清度的影響Fig.5 Effect of different chitosan addition on clarity of Codonopsis lanceolataglutionous rice wine

2.9 輪葉黨參糯米酒抗氧化能力的測定

比較發(fā)酵前后，澄清前后對輪葉黨參糯米酒的DPPH自由基清除能力、酒精度和總酸變化，結(jié)果見表6。

表6 輪葉黨參糯米酒的DPPH自由基清除率Table 6 DPPH free radical scavenging rate ofCodonopsis lanceolataglutionous rice wine

輪葉黨參中含有的多糖和皂苷等活性成分具有抗氧化性，通過表6可知，通過發(fā)酵能夠提高清除DPPH自由基的能力，說明輪葉黨參經(jīng)過發(fā)酵可能使活性物質(zhì)增加，或者經(jīng)過發(fā)酵轉(zhuǎn)化成具有清除DPPH自由基的活性物質(zhì)。但是經(jīng)過殼聚糖法澄清后，清除DPPH自由基的能力下降，酒精度和總酸含量也下降，可能是殼聚糖吸附了活性成分。

3 結(jié)論

本試驗通過單因素試驗和正交試驗得出輪葉黨參糯米酒發(fā)酵的最佳發(fā)酵工藝條件為輪葉黨參添加量4%，初始糖含量24%，酵母添加量0.2%，發(fā)酵溫度25℃；主發(fā)酵結(jié)束后殘?zhí)橇繛?.01%，酒精度為12.71%vol，經(jīng)發(fā)酵過程輪葉黨參抗氧化能力增強，采用殼聚糖澄清法其確定添加量為0.6 g/L，澄清后DPPH自由基清除率為85.59%。

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Research on fermentation characteristics ofCodonopsis lanceolataglutionous rice wine

LIU Yanqiu1,2,SUN Guangren2,YANG Qi2,BAO Yihong1*
(1.College of Forest,Northeast Forestry University,Harbin 150040,China;2.College of Forest,Beihua University,Jilin 132013,China)

UsingCodonopsis lanceolataand glutionous rice as main raw material,alcohol content combined with sensory evaluation score as evaluation indexes,on the basis of single factor experiments,the optimal fermentation conditions forC.lanceolataglutionous rice wine were optimized by orthogonal experiments as follows:C.lanceolata4%,initial sugar content 24%,yeast 0.2%,fermentation temperature 25℃.After primary fermentation for 21 d,the alcohol content of the wine was 12.71%vol,total sugar content was 1.01%.After clarification with 0.6 g/L chitosan,the product was full-bodied,sweet and sour moderate,withC.lanceolataflavor.The antioxidant experiments showed that the DPPH scavenging rate of wine after clarification was 89.59%.

Codonopsis lanceolata;glutinous rice wine;fermentation characteristic

TS261.4

0254-5071（2017）04-0099-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.04.021

2016-11-28

劉艷秋（1979-），女，講師，博士研究生，研究方向為林特產(chǎn)加工及其轉(zhuǎn)化。

*通訊作者：包怡紅（1970-），女，教授，博士，研究方向為食品生物技術(shù)與功能性。