板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵工藝優(yōu)化

張柳月，楊曉寬，2，3*

（1.河北科技師范學院 食品科技學院，河北 秦皇島 066600；2.板栗產業(yè)技術教育部工程研究中心，河北 秦皇島 066600；3.河北省板栗產業(yè)協同創(chuàng)新中心，河北 秦皇島 066600）

近年來，隨著生活水平的逐漸提高，人們對食品的要求已從美味可口轉向為改善人體健康。因此，食品中的一些生物活性成分，如多糖、多酚等因其突出的功能活性，如抗氧化、降血糖、抗腫瘤和增強免疫力的作用，使其成為食品研究的熱點[1]。多糖在動植物和微生物中廣泛存在[2]，是組成細胞膜和抗體的主要成分，在機體免疫系統中不可缺少，且多糖還具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗腫瘤、免疫調節(jié)等多種生物活性功能[3]，對人體健康有著至關的重要作用。王元軍等[4]研發(fā)的糯米蓮藕黃酒多糖含量達3.4 g/L，酒精度為15.8%vol，總酸含量為4.2 g/L。酒體金黃透亮，香味獨特，口感清爽，具有突出的強胃健脾保健作用。李秀秀等[5]研究的發(fā)酵型石榴枸杞酒，多糖含量為1.15 g/L，多酚和黃酮含量都較高，經研究表明，多糖等活性成分對心血管疾病的防治具有一定的療效[6]。汪濤等[7]研制的新型黃精黃酒營養(yǎng)豐富，具有獨特的黃精香味，多糖含量高達5.01 g/L，顯著高于傳統黃精黃酒和傳統黃酒，增強了其功能性。吉正梅等[8]研發(fā)出的狹果茶藨子果酒，多糖含量為4.36 g/L，酒體金黃透亮，有獨特的狹果茶藨子香氣，是一種有明顯養(yǎng)生效果的飲品。

板栗（Castanea mollissima）有“干果之王”之稱，果實中有碳水化合物、蛋白質、維生素E和類胡蘿卜素等成分，但不含麩質和膽固醇，是一種健康食物。板栗中多糖含量豐富，是板栗的主要生物活性成分之一，具有抗氧化、清除自由基、抗凝血、抗疲勞等多種生物活性[9-10]。龍眼（Ferocactus viridescens）是一種藥食同源的水果。龍眼果肉中含碳水化合物、脂肪、蛋白質、維生素和礦物質等營養(yǎng)成分，營養(yǎng)價值高，經常被人們作為保健品和滋補藥品。龍眼中有多種生物活性成分如多糖、多酚等，其中多糖含量最為豐富，是龍眼抗氧化功能性主要來源[11-12]。

板栗和龍眼都屬藥食同源的農產品，二者因其獨特的口感和豐富的營養(yǎng)深受人們喜愛。但是板栗和龍眼的鮮果都存在不易保存、原料資源易受季節(jié)限制、深加工產品較少的問題[13-14]。糖類是龍眼和板栗中的基本營養(yǎng)成分，且板栗和龍眼中多糖含量均較高，若將板栗和龍眼作為輔料引入黃酒發(fā)酵，不僅能開發(fā)其深加工產品，而且可以顯著增加黃酒中的多糖含量，并改善其功能性。因此，本研究以板栗和龍眼為輔料，糯米為主料，以感官評分和多糖含量為評價指標，采用單因素結合正交試驗優(yōu)化板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵工藝。并通過對比板栗糯米黃酒、傳統黃酒的多糖含量，探討板栗龍眼等輔料對黃酒中多糖含量的影響，以期為通過輔料調配開發(fā)高多糖含量黃酒奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

早豐板栗：河北唐山市；龍眼肉：河北全泰藥業(yè)有限公司；糯米：市售；紅曲：浙江麗水生物科技公司；小曲：湖南華偉銘化工科技有限公司；傳統黃酒：市售；無水葡萄糖（分析純）：上海源葉生物科技有限公司；濃硫酸（分析純）：世紀科博科技發(fā)展有限公司；苯酚（分析純）：天津市風船化學試劑科技有限公司。

1.2 儀器與設備

HL-10D蒸飯柜：浙江寧波趙記電器有限公司；HH-2數顯恒溫水浴鍋：上海力辰邦西儀器科技有限公司；FE20 pH指示計：上海儀電科學儀器股份有限公司；酒精計：河北省武強縣同輝儀表廠；L530臺式低速離心機：湖南湘儀儀器設備有限公司；UV2600A紫外可見分光光度計：尤尼柯儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 板栗龍眼糯米黃酒制備工藝流程及操作要點[15]

操作要點：

挑選原料：挑選無腐敗、無霉變的龍眼肉和板栗，顆粒飽滿、色澤清白透亮的糯米。

原料準備：將板栗脫殼、洗凈、切碎；板栗洗凈、切碎；糯米清洗后，在室溫下用清水浸泡12 h。

蒸煮：固定原料（糯米、板栗、龍眼）的總質量為1 kg，其中板栗的添加量為30%、龍眼的添加量為3%，將原料放入蒸飯柜中蒸制50 min，要求糯米無粘連、無白心、軟硬適中。

淋飯冷卻：將蒸制好的原料攤放在無菌紗布上，用冷水淋至25～30 ℃。

活化曲種：將紅曲和小曲分別在21～24 ℃的溫水中浸泡1.5 h。

拌曲糖化、搭窩培菌：將處理好的糯米和龍眼、板栗與活化處理后的曲種按照小曲添加量0.8%，紅曲添加量13%的比例進行攪拌，并將攪拌均勻的混合物放進砂罐中搭窩，用酒精擦拭砂罐內壁和罐蓋，并用無菌紗布覆蓋，進入糖化階段。

沖缸、主發(fā)酵：在22 ℃的恒溫條件下糖化4 d后，加入發(fā)酵前原料體積1.5倍的清水進行沖缸，進入主發(fā)酵階段，21 ℃條件下發(fā)酵7 d，期間每6 h攪拌一次。

過濾：將主發(fā)酵完成后的板栗龍眼糯米黃酒用無菌紗布和脫脂棉進行粗濾，再用砂芯漏斗進行精濾。

滅菌、裝瓶：將陳釀好的板栗龍眼糯米黃酒進行巴氏殺菌，冷卻后裝入經過高溫殺菌的陶瓷瓶中。

陳釀：將酒放置在15～18 ℃的環(huán)境中進行陳釀，得到板栗龍眼糯米黃酒成品。

1.3.2 板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵工藝優(yōu)化單因素試驗

以感官評分和多糖含量作為評價指標，采用單因素試驗對板栗添加量（20%、25%、30%、35%、40%）、龍眼添加量（1%、2%、3%、4%、5%）、小曲添加量（0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%）、紅曲添加量（9%、11%、13%、15%、17%）、主發(fā)酵溫度（15 ℃、18 ℃、21 ℃、24 ℃、27 ℃）和主發(fā)酵時間（5 d、6 d、7 d、8 d、9 d）進行優(yōu)化，通過單因素試驗篩選出影響顯著的因素。

1.3.3 板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗

在單因素試驗的基礎上，固定主發(fā)酵溫度為21 ℃，以板栗添加量（A）、龍眼添加量（B）、小曲添加量（C）及主發(fā)酵時間（D）為考察因素，以感官評分（Y1）和多糖含量（Y2）為評價指標，采用正交試驗對板栗龍眼糯米黃酒的發(fā)酵工藝進行優(yōu)化，正交試驗因素與水平見表1。

表1 板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal tests for fermentation process optimization of chestnut,longan and glutinous rice Huangjiu

1.3.4 感官評價

選12名（6男，6女）食品專業(yè)人員為感官評定小組，對板栗龍眼糯米黃酒的色、香、味、體分別進行評分，總分100分，其感官評分標準見表2。

表2 板栗龍眼糯米黃酒感官評定標準Table 2 Sensory evaluation standards of chestnut,longan and glutinous rice Huangjiu

1.3.5 理化指標測定

總糖、總酸、pH、氨基酸態(tài)氮、酒精度的測定：均參照國家標準GB/T 13662—2018《黃酒》[16]中的方法；多糖含量的測定：采用苯酚-硫酸法[17]。

2 結果與分析

2.1 板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵工藝優(yōu)化單因素試驗結果

2.1.1 板栗添加量對板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵的影響

板栗添加量對板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵的影響見圖1。由圖1可知，當板栗添加量為20%～25%時，板栗龍眼糯米黃酒的感官評分和多糖含量呈逐漸上升的趨勢；當板栗添加量為25%時，感官評分最高，為88.7分，多糖含量為6.22 g/L；當板栗添加量＞25%之后，感官評分呈下降趨勢，多糖含量呈先增長后趨于穩(wěn)定的趨勢；當板栗添加量為35%時，多糖含量達到最高，為6.41 g/L。分析原因可能是當板栗添加量＜25%時，板栗龍眼糯米黃酒中的板栗風味不足，口感層次豐富度低，導致感官評分偏低。隨著板栗添加量的增加，由于板栗中的蛋白質含量高于谷物[18]，會導致發(fā)酵前的蛋白質含量偏高，在發(fā)酵過程中細菌會過度繁殖產酸，使板栗龍眼糯米黃酒出現酸澀的口感，同時酒體也會變得渾濁[19]，進而導致板栗龍眼糯米黃酒的感官評分急劇下降；板栗中多糖含量豐富[20]，過多的板栗使發(fā)酵前的糖含量偏高，發(fā)酵液滲透壓增大，抑制了紅曲和小曲的發(fā)酵[21]，導致酒中的多糖含量處于動態(tài)平衡。因此，綜合考慮，確定板栗最佳添加量為25%。

圖1 板栗添加量對板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵的影響Fig.1 Effect of chestnut addition on chestnut,longan and glutinous rice Huangjiu fermentation

2.1.2 龍眼添加量對板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵的影響

在龍眼酒中，龍眼的添加量決定了發(fā)酵劑對底物的利用率，明顯影響酒的口感和香氣，是酒發(fā)酵過程的一個重要的因素[22]。龍眼添加量對板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵的影響見圖2。由圖2可知，隨著龍眼添加量的增加，板栗龍眼糯米黃酒的感官評分和多糖含量都呈先升高后下降的趨勢，當龍眼添加量為4%時，感官評分和多糖含量均最高，分別為87.5分、6.25 g/L。分析原因可能是由于隨著龍眼添加量的增加，提高了小曲和紅曲對底物的利用率，且龍眼中有豐富的糖分[23]，所以感官評分和多糖含量都有所增加，但龍眼添加量較高時，板栗龍眼糯米黃酒中的龍眼特征香氣過于濃厚，損害了黃酒特有的風味，龍眼過多使得發(fā)酵前的糖度過高，發(fā)酵液滲透壓增大，抑制了紅曲和小曲的發(fā)酵[20]，導致感官評分和多糖含量下降。因此，確定龍眼的最佳添加量為4%。

圖2 龍眼添加量對板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵的影響Fig.2 Effect of longan addition on chestnut,longan and glutinous rice Huangjiu fermentation

2.1.3 小曲添加量對板栗龍眼糯米黃酒的發(fā)酵的影響

小曲在糖化發(fā)酵和蛋白質分解時會生產大量的代謝產物和自溶物質，是黃酒獨特風味的重要來源[24]。小曲添加量對板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵的影響見圖3。由圖3可知，隨著小曲添加量的增加，板栗龍眼糯米黃酒的感官評分和多糖含量都呈先升高后下降的趨勢，當小曲添加量達到0.9%時，感官評分和多糖含量均最高，分別為86.3分、6.47 g/L。分析原因可能是由于當小曲添加量較少時，底物發(fā)酵不充分，使得感官評分和多糖含量偏低，但小曲添加量較高時，酒前期發(fā)酵過快，發(fā)酵過程提前終止，進而影響板栗龍眼糯米黃酒的口感和多糖含量，使感官評分和多糖含量降低。因此，確定小曲最佳添加量為0.9%。

圖3 小曲添加量對板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵的影響Fig.3 Effect of Xiaoqu addition on chestnut,longan and glutinous rice Huangjiu fermentation

2.1.4 紅曲添加量對板栗龍眼糯米黃酒的發(fā)酵的影響

在黃酒發(fā)酵時加入紅曲，不僅可以賦予黃酒色澤，而且在發(fā)酵過程中產生的一些代謝物質還可以豐富酒的口感和香氣[25]。紅曲添加量對板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵的影響見圖4。由圖4可知，隨著紅曲添加量的增加，感官評分和多糖含量都呈先升高后下降的趨勢，當紅曲添加量為13%時，感官評分和多糖含量均最高，分別為84.5分、6.31 g/L。分析原因可能是由于紅曲添加量較少時，底物發(fā)酵不充分，酒體渾濁，板栗和龍眼中的糖不能溶出，導致酒的感官評分和多糖含量偏低，但紅曲添加量較高時，酵母生長旺盛，底物發(fā)酵速度過快，使得酒體不協調，從而導致感官評分和多糖含量下降。因此，確定紅曲最佳添加量為13%。

圖4 紅曲添加量對板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵的影響Fig.4 Effect of Hongqu addition on chestnut,longan and glutinous rice Huangjiu fermentation

2.1.5 主發(fā)酵時間對板栗龍眼糯米黃酒的發(fā)酵的影響

主發(fā)酵時間對板栗糯米黃酒發(fā)酵的影響見圖5。由圖5可知，隨著主發(fā)酵時間的增加，板栗龍眼糯米黃酒的感官評分和多糖含量都呈先升高后下降的趨勢，當主發(fā)酵時間為7 d時，感官評分和多糖含量均最高，分別為85.6分、6.27 g/L。分析原因可能是由于隨著主發(fā)酵時間的增加，底物發(fā)酵充分，板栗和龍眼中的多糖溶出，感官評分和多糖含量也隨之增加，但主發(fā)酵時間過長時，營養(yǎng)物質過度消耗，不利于酵母菌的生長繁殖，代謝產生不良產物，使酒變得渾濁[8]，同時糖分在發(fā)酵過程中被大量利用，導致了感官評分和多糖含量的下降。因此，確定最佳主發(fā)酵時間為7 d。

圖5 主發(fā)酵時間對板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵的影響Fig.5 Effect of main fermentation time on chestnut,longan and glutinous rice Huangjiu fermentation

2.1.6 主發(fā)酵溫度對板栗龍眼糯米黃酒的發(fā)酵的影響

合適的發(fā)酵溫度將會有利于發(fā)酵劑中各種菌的生長和代謝，從而可以加速發(fā)酵過程，并產生乙醇和其他代謝產物，豐富黃酒中的風味物質[26]。主發(fā)酵溫度對板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵的影響見圖6。由圖6可知，隨著主發(fā)酵溫度的升高，板栗龍眼糯米黃酒的感官評分和多糖含量都呈先升高后下降的趨勢，當主發(fā)酵溫度為21 ℃時，感官評分和多糖含量均最高，分別為85.2分、6.37 g/L。分析原因可能是由于隨著主發(fā)酵溫度的升高，酵母菌生長繁殖旺盛，底物充分發(fā)酵，感官評分和多糖含量都有所上升，但主發(fā)酵溫度過高，酵母菌生長繁殖過快，消耗大量糖分，產酸過多[27]，感官評分和多糖含量也就隨之下降。因此，確定最佳主發(fā)酵溫度為21 ℃。

圖6 主發(fā)酵溫度對板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵的影響Fig.6 Effect of main fermentation temperature on chestnut,longan and glutinous rice Huangjiu fermentation

2.2 板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗結果及分析

由單因素試驗可知，固定紅曲添加量和主發(fā)酵溫度，以板栗添加量（A）、龍眼添加量（B）、小曲添加量（C）和主發(fā)酵時間（D）為板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵過程中的4個影響顯著的因素，以板栗龍眼糯米黃酒的感官評分（Y1）和多糖含量（Y2）為評價指標，采用正交試驗對板栗龍眼糯米黃酒的發(fā)酵工藝進行優(yōu)化，正交試驗設計及結果見表3。

表3 板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗設計及結果Table 3 Design and results of orthogonal tests for fermentation process optimization of chestnut,longan and glutinous rice Huangjiu

由表3可知，以感官評分（Y1）和多糖含量（Y2）為評價指標，影響板栗龍眼糯米黃酒發(fā)酵的因素主次順序均為B＞A＞C＞D，即龍眼添加量＞板栗添加量＞小曲添加量＞主發(fā)酵時間。以感官評分為評價指標時，板栗龍眼糯米黃酒最優(yōu)發(fā)酵工藝組合為A1B3C2D3；以多糖含量為評價指標時，板栗龍眼糯米黃酒最優(yōu)發(fā)酵工藝組合為A1B3C3D3。對A1B3C2D3和A1B3C3D3兩個最佳因素組合進行驗證試驗，比較兩個組合的感官評分和多糖含量。結果表明，A1B3C2D3組合的感官評分為95.8分，多糖含量為7.93 g/L；A1B3C3D3組合的感官評分為94.2分，多糖含量為7.04 g/L。因此，確定板栗龍眼糯米黃酒的最佳發(fā)酵工藝組合為A1B3C2D3，即板栗添加量20%，龍眼添加量5%，小曲添加量0.9%，主發(fā)酵時間8 d。

2.3 板栗龍眼糯米黃酒的理化指標

板栗龍眼糯米黃酒的理化指標見表4。

表4 板栗龍眼糯米黃酒理化指標的測定結果Table 4 Determination results of physical and chemical indexes of chestnut,longan and glutinous rice Huangjiu

由表4可知，經過最佳釀造工藝條件釀造出的板栗龍眼糯米黃酒的酒精度為（13.2±0.26）%vol，pH為4.3±0.16，總糖含量為（33.2±0.31）g/L，總酸含量為（6.34±0.06）g/L，氨基酸態(tài)氮含量為（0.47±0.004）g/L，各指標均符合GB/T 13662—2018《黃酒》要求。

2.4 板栗龍眼糯米黃酒多糖含量的測定結果與分析

在黃酒發(fā)酵過程中，當酒精增長到一定含量時，就會抑制酵母菌的生長和代謝，從而減少對糖分的消耗，最終在黃酒中可殘存部分多糖，釀造原料是黃酒中多糖的重要來源之一[28]。板栗龍眼糯米黃酒及傳統黃酒中的多糖含量測定結果見圖7。

圖7 板栗龍眼糯米黃酒多糖含量的測定結果Fig.7 Determination results of polysaccharides content in chestnut,longan and glutinous rice Huangjiu

由圖7可知，板栗龍眼糯米黃酒的多糖含量為7.93 g/L，傳統黃酒的多糖含量為4.75 g/L，板栗龍眼糯米黃酒的多糖含量極顯著高于傳統黃酒（P＜0.01），是其多糖含量的1.67倍。傳統黃酒中的大部分多糖來源于糯米發(fā)酵后殘存的糊精類物質[29]，板栗龍眼糯米黃酒中的大部分多糖來源于糯米和加入的釀造輔料板栗和龍眼發(fā)酵后殘存的物質，多糖含量高主要是由于添加了釀造輔料板栗和龍眼，板栗和龍眼中多糖含量豐富[20，23]，在發(fā)酵過程中，多糖成分大部分被保留在酒中，使酒體中的多糖含量增加。因此將板栗和龍眼作為發(fā)酵輔料加入到黃酒中，不僅對黃酒的多糖含量有重要的調節(jié)作用，而且有可能利于改善黃酒的功能性。

3 結論

以糯米為主料，板栗、龍眼為輔料，小曲和紅曲為發(fā)酵劑，感官評分和多糖含量為評價指標，采用單因素試驗及正交試驗確定板栗龍眼糯米黃酒的最佳發(fā)酵工藝為：板栗添加量20%，龍眼添加量5%，小曲添加量0.9%，紅曲添加量13%，主發(fā)酵時間8 d，主發(fā)酵溫度21 ℃。在此優(yōu)化工藝條件下，釀造的板栗龍眼糯米黃酒的感官評分為95.8分，多糖含量為7.93 g/L，是傳統黃酒多糖含量的1.67倍，各理化指標符合相關國家標準要求。板栗龍眼糯米黃酒口感綿密，有獨特的板栗和龍眼香氣，營養(yǎng)豐富，生物活性成分多糖含量顯著高于傳統黃酒，釀造輔料板栗和龍眼是板栗龍眼糯米黃酒中多糖的重要來源之一。板栗龍眼糯米黃酒的研發(fā)，為板栗和龍眼的深加工提供了新的方向，同時提出了板栗和龍眼作為釀造輔料和多糖來源納入酒類發(fā)酵的新思路。