CRITIC權(quán)重法優(yōu)化肉蓯蓉葡萄酒釀造工藝研究

倪志婧, 王 薇,2, 馬文平, 宋長冰, 馬海軍, 魏兆軍,2

(1.北方民族大學(xué) 生物科學(xué)與工程學(xué)院,寧夏 銀川 750021; 2.合肥工業(yè)大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院,安徽 合肥 230601)

肉蓯蓉(Cistanchedeserticola)屬列當(dāng)科多年生草本寄生植物,已有上千年的藥用歷史。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認(rèn)為,肉蓯蓉具有潤腸通便、益腎壯陽等功效[1]?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明肉蓯蓉主要功能成分有多糖、黃酮和多酚類、苯乙醇苷類、環(huán)烯醚萜類及其苷類等化合物[2],具有抗不良刺激、抗氧化、抗衰老、抗肝纖維化、抗疲勞等功能[3]。目前關(guān)于肉蓯蓉的研究主要集中在肉蓯蓉栽培、功能成分分析、藥理作用及其機(jī)理、臨床應(yīng)用、膳食補(bǔ)充等方面,在肉蓯蓉加工方面仍集中在發(fā)揮其藥用價值，采用傳統(tǒng)炮制方法加以輔料炮制藥酒或作為中藥原料,作為食品原料進(jìn)行深加工開發(fā)利用的較少。

葡萄酒是一種國際飲品,因其具有很高的營養(yǎng)保健功能而備受人們歡迎,寧夏賀蘭山東麓因其獨(dú)特風(fēng)土條件成為中國葡萄酒第一產(chǎn)區(qū)并享譽(yù)世界,打造葡萄酒產(chǎn)業(yè)核心競爭力主要從優(yōu)良品種栽培管理和先進(jìn)釀造工藝2個方面提升葡萄酒品質(zhì)和風(fēng)格,還需要開發(fā)具有地域特色的葡萄酒創(chuàng)新性產(chǎn)品,解決葡萄酒品種和產(chǎn)品單一的問題。

肉蓯蓉葡萄酒是以赤霞珠葡萄和肉蓯蓉粉為原料釀制的一種集藥效和口味為一體的保健型葡萄酒，不僅可以較大程度地保持和釋放肉蓯蓉原料的風(fēng)味和生物活性成分,使得營養(yǎng)成分和生理活性物質(zhì)等更易于吸收,而且產(chǎn)品風(fēng)味獨(dú)特、多樣,酒精度低,符合國內(nèi)外飲料向天然、健康、保健方向發(fā)展的趨勢,具有很大的發(fā)展空間和市場潛力,是特色葡萄酒加工趨勢之一。肉蓯蓉的添加不僅可以提高葡萄酒的保健作用,豐富葡萄酒產(chǎn)品種類,解決肉蓯蓉深加工和特色葡萄酒產(chǎn)品研發(fā)中的問題,對推動葡萄酒產(chǎn)業(yè)和肉蓯蓉種植業(yè)發(fā)展都有積極作用。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

葡萄品種為赤霞珠(寧夏賀蘭山東麓葡萄產(chǎn)區(qū)園藝所釀酒葡萄基地);肉蓯蓉購于內(nèi)蒙古阿拉善左旗藥材市場。

1.2 發(fā)酵工藝流程

肉蓯蓉葡萄酒釀造工藝流程如圖1所示。

圖1 肉蓯蓉葡萄酒釀造工藝流程圖

1.3 操作要點(diǎn)

(1) 原料制備。將葡萄除梗破碎放進(jìn)發(fā)酵罐,肉蓯蓉磨成粉狀,按照正交試驗(yàn)設(shè)計在葡萄汁中加入肉蓯蓉粉,同時加入二氧化硫。

(2) 酵母活化及添加。配制2%葡萄糖,按1∶10的比例加入酵母,37 ℃水浴中復(fù)水活化30 min[4]。

(3) 控溫發(fā)酵。按照正交試驗(yàn)設(shè)計控制發(fā)酵時間和發(fā)酵溫度,每天早晚壓帽1次,使得果皮、肉蓯蓉與葡萄汁充分地接觸使有效成分浸出,發(fā)酵過程中監(jiān)測溫度、比重、pH值等指標(biāo)。

(4) 后發(fā)酵。主發(fā)酵完成后,壓榨分離進(jìn)行后發(fā)酵,后發(fā)酵結(jié)束后檢測各項(xiàng)指標(biāo)。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計

根據(jù)對肉蓯蓉添加量、酵母添加量、二氧化硫添加量以及發(fā)酵時間的控制,做三水平四因素的正交試驗(yàn),正交試驗(yàn)因素水平見表1所列,正交試驗(yàn)設(shè)計見表2所列。

表1 正交實(shí)驗(yàn)發(fā)酵條件的因素水平

表2 正交試驗(yàn)設(shè)計

1.5 實(shí)驗(yàn)方法

葡萄酒品質(zhì)指標(biāo)測定參考品質(zhì)成分的測定依據(jù)為文獻(xiàn)[5]的葡萄酒、果酒指標(biāo);還原糖采用斐林試劑法;酒精度采用密度計蒸餾法;pH值采用pH計法;總酸采用氫氧化鈉溶液滴定法;游離二氧化硫采用蒸餾滴定法;花色苷采用pH示差法;單寧采用福林丹尼斯試劑法;維生素C采用2,6-二氯靛酚法[6];柔順指數(shù)=酒精度-(ρ(總酸)+ρ(單寧))[7]。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 CRITIC權(quán)重法的確立

2.2 酒品指標(biāo)之間的相關(guān)性

蓯蓉葡萄酒各指標(biāo)之間的相關(guān)性見表3所列,從表3可以看出,pH值與還原糖質(zhì)量濃度之間呈現(xiàn)出相關(guān)關(guān)系顯著性,相關(guān)系數(shù)為-0.742,說明pH值與還原糖質(zhì)量濃度之間有負(fù)相關(guān)關(guān)系;總酸與VC質(zhì)量濃度之間呈現(xiàn)出相關(guān)關(guān)系顯著性,相關(guān)系數(shù)為-0.747,說明總酸與VC質(zhì)量濃度之間有負(fù)相關(guān)關(guān)系;同時,酒精度、還原糖質(zhì)量濃度、單寧質(zhì)量濃度、游離SO2質(zhì)量濃度、VC質(zhì)量濃度、花色苷質(zhì)量濃度之間沒有呈現(xiàn)顯著性,相關(guān)系數(shù)接近于0,說明6個指標(biāo)之間沒有相關(guān)關(guān)系。

表3 蓯蓉葡萄酒各指標(biāo)之間的相關(guān)性

2.3 肉蓯蓉葡萄酒品質(zhì)考察指標(biāo)權(quán)重

表4中,CRITIC權(quán)重以評價指標(biāo)的變異性和評價指標(biāo)間的沖突性作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算;指標(biāo)變異性使用標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行衡量,標(biāo)準(zhǔn)差越大則權(quán)重越大;沖突性使用指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行衡量,指標(biāo)之間相關(guān)性越強(qiáng)則沖突性較低,權(quán)重越小;信息量計算方式為指標(biāo)變異性與沖突性指標(biāo)之間的乘積;最終權(quán)重由信息量進(jìn)行歸一化計算得到。

表4 肉蓯蓉葡萄酒品質(zhì)考察指標(biāo)權(quán)重

采用CRITIC權(quán)重法根據(jù)權(quán)重進(jìn)行歸一化計算得到綜合評分,見表5所列。根據(jù)綜合評分可知,正交試驗(yàn)綜合得分最高為61.06,結(jié)果表明肉蓯蓉葡萄酒最佳工藝為:肉蓯蓉添加量5 g/kg,酵母添加量為50 mg/kg,二氧化硫添加量為70 mg/L,發(fā)酵時間為8 d。得到的肉蓯蓉葡萄酒pH值為3.9,總酸質(zhì)量濃度為6.2 g/L,酒精度15.8%,還原糖質(zhì)量濃度為2.7 g/L,單寧質(zhì)量濃度為179.5 mg/L,VC質(zhì)量濃度為0.021 g/L,花色苷質(zhì)量濃度為414.0 mg/L,游離SO2質(zhì)量濃度為0.010 g/L。

表5 肉蓯蓉葡萄酒品質(zhì)指數(shù)及CRITIC綜合得分

2.4 正交試驗(yàn)分析

采用柔順指數(shù)來評價紅葡萄酒的柔順度和協(xié)調(diào)性,當(dāng)柔順指數(shù)大于7時,葡萄酒口感則細(xì)膩、綿長而豐滿,正交試驗(yàn)結(jié)果見表6所列。

從表6可以看出，直觀分析因素主次關(guān)系為D>C>B>A,即發(fā)酵時間的變異性最大,對發(fā)酵結(jié)果的影響最大,蓯蓉添加量對變異最小,對于結(jié)果影響較小。從柔順指數(shù)可以看出,9個處理工藝柔順指數(shù)均大于7,其中第2、3、4工藝柔順指數(shù)最大,最佳工藝為肉蓯蓉添加5 g/kg,酵母菌添加50 mg/kg,二氧化硫添加70 mg/L,發(fā)酵時間為8 d。

表6 正交試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié) 論

本研究基于正交試驗(yàn)設(shè)計方法處理組合少、分析效率較高,采用預(yù)實(shí)驗(yàn)對試驗(yàn)處理水平進(jìn)行了矯正后,再進(jìn)行正交試驗(yàn),有效降低了試驗(yàn)誤差。

本文采用CRITIC權(quán)重法[8],其權(quán)重主要依賴于數(shù)據(jù)樣本和實(shí)際指標(biāo)屬性,雖然不能體現(xiàn)評判者對于指標(biāo)屬性的了解,但基于先前設(shè)定指標(biāo)數(shù)值大小與品質(zhì)線性關(guān)系,使指標(biāo)正向化、負(fù)向化和區(qū)間化,并對指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化,消除量綱差異,能夠較好地、客觀地評價酒品優(yōu)劣。

本實(shí)驗(yàn)選擇葡萄酒品質(zhì)相關(guān)的基礎(chǔ)指標(biāo)還原糖、總酸、pH值、酒精度、單寧質(zhì)量濃度、游離SO2質(zhì)量濃度、VC質(zhì)量濃度、花色苷質(zhì)量濃度8個指標(biāo)作為評價指標(biāo)體系,這些指標(biāo)均為影響酒品特性的主要指標(biāo),各個指標(biāo)的值經(jīng)過無量鋼化、區(qū)間化處理后,通過客觀賦值法得出,第3條工藝為最佳工藝,即蓯蓉添加量為5 g/kg,酵母添加量為50 mg/kg,二氧化硫添加量為70 mg/L,發(fā)酵時間為8 d。

第3條工藝中,蓯蓉添加量最小,表明蓯蓉添加量越多,可能會引起酒品指標(biāo)變異性和沖突性變小,進(jìn)而導(dǎo)致用量增加而酒品并未變化的結(jié)果;酵母和二氧化硫添加量較大,表明兩者添加量越大,對于發(fā)酵后各個指標(biāo)的變異性均有較大的影響;發(fā)酵時間越長,對于酒品指標(biāo)體系構(gòu)成的柔順指數(shù)影響越大。

通過柔順指數(shù)分析發(fā)現(xiàn),酒品較好工藝為第2、3、4條,柔順指數(shù)均在9.5左右,由于第4條工藝蓯蓉用量增加1倍,但柔順指數(shù)并未顯著增加,而在客觀評價中第3條工藝綜合得分高于第2條和第4條工藝。

因此CRITIC權(quán)重法和柔順指數(shù)法得到較為一致的結(jié)果,即第3條釀造工藝最佳,可在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。