清汁型米酒的研制及揮發(fā)性風味成分分析

文佳玉，向麒文，劉秋妍，饒朝龍，2，陳 艷*

（1.成都中醫(yī)藥大學 公共衛(wèi)生學院，四川 成都 611137；2.成都中醫(yī)藥大學 公共衛(wèi)生學院 藥食同用中藥效用與安全研究中心，四川 成都 611137）

紫薯是甘薯中新型特有的品種，我國紫薯資源豐富，其富含花青素、多糖、黃酮類、綠原酸等功能性成分[1]。作為糧食及經(jīng)濟作物，紫薯及其加工制品在國內(nèi)外市場的需求量逐年上漲，研究表明長期食用紫薯或其加工產(chǎn)品，可延緩衰老，抑制血糖血脂水平，改善肝功能等[2]。紫薯是集食用、藥用及保健功效于一體的純天然食品原材料，開拓前景廣闊。以紫薯為原料釀造米酒，不僅利用了紫薯的特殊營養(yǎng)組成，還能同時賦予酒體鮮亮獨特的色澤，可作為釀酒原料的最佳來源之一。玫瑰作為藥食同源的植物，其中平陰重瓣玫瑰有著極高的經(jīng)濟價值，是中國傳統(tǒng)玫瑰的代表，也是生產(chǎn)栽培面積最廣的優(yōu)良品種[3]。其花瓣可用作釀酒、制醬、乳制品、日化的良好原料[4]。玫瑰富含多糖、黃酮類、多酚、花青素等活性成分[5]，具有抗氧化、抗癌、調(diào)節(jié)免疫功能等藥理作用[6]。以玫瑰為原料的食藥及化工用品已形成系列化產(chǎn)業(yè)鏈，既能提高其資源利用率，也可滿足消費者的多樣化需求。

米酒作為中國傳統(tǒng)且極具特色的低度發(fā)酵型酒精飲料[7-8]，是以水、糧食米為原料，依據(jù)傳統(tǒng)發(fā)酵工藝制成發(fā)酵酒，再輔以果粒、糧谷、薯類、食用菌等和（或不添加）食品添加劑加工而成的釀造酒[9]。依據(jù)其酒糟的形態(tài)，可分為清汁型、均質型和糟米型，經(jīng)過濾去除酒糟后的米酒稱之為清汁型米酒。米酒富含多酚、有機酸、無機鹽、維生素及微量元素、生物活性肽等多種功能性成分[10-13]，研究報道適量飲用米酒，可增強機體免疫力和抗氧化能力，延緩衰老，預防骨質疏松以及冠心病等[14-15]。近年來，隨著我國釀酒行業(yè)政策的轉變和釀造技術的不斷發(fā)展，米酒、果酒等低酒精度復合型發(fā)酵酒的開發(fā)是當下研究的熱點。吳海霞等[16]以紫薯和糯米為主要原料，經(jīng)糖化、發(fā)酵工藝制備的酒釀酒體柔和、顏色鮮亮，具有紫薯的特有香味。彭春芳等[17]以糯米、玫瑰花及紅豆為原料釀制的復合米酒呈玫紅色，酒質清澈，清甜爽口。張陽陽等[18]以桑葚和糯米為主要原料制備的米酒呈紫紅色，口感醇香。

目前米酒的研究主要集中在對米酒工藝[19]、酒曲[20-21]的考察，或對一些特定原料/地方性米酒[22-23]的對比分析，而對于紫薯及玫瑰復合型清汁型米酒的研究尚鮮見報道。本研究在傳統(tǒng)發(fā)酵工藝的基礎上，以藥食同源理論為指導，選用糯米、紫薯和玫瑰為主要原料，研制清汁型米酒。通過單因素和正交試驗對其發(fā)酵工藝進行優(yōu)化，采用頂空固相微萃取-氣質聯(lián)用（head space-solid phase microextractiongas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）技術檢測清汁型米酒的揮發(fā)性風味物質；參考相關食品安全國家標準檢測清汁型米酒的理化及微生物指標。本研究旨在開發(fā)出風味獨特、品質優(yōu)異的米酒，從而為豐富米酒種類和保健功效，提升紫薯和玫瑰的附加值提供理論基礎和技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

圓糯米：沈陽糧油集團有限公司；紫薯：市售；山東濟南平陰重瓣玫瑰（干品）：江西花普堂健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司；純凈水：農(nóng)夫山泉股份有限公司；甜酒曲：安琪酵母股份有限公司。

磷酸氫二鉀（K2HPO4）、磷酸二氫鉀（KH2PO4）、苯酚（C6H5OH）、濃硫酸（H2SO4）、無水乙醇（CH3CH2OH）、乙醚（C4H10O）、甲醇標準品（CH3OH）：成都市科隆化學品有限公司；氫氧化鈉（NaOH）：成都市科龍化工試劑廠；葡萄糖（C6H12O6）標準品（純度＞98%）：上海阿拉丁試劑有限公司。本試驗所用化學試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

BSA224S-CW分析天平：賽多利斯科學儀器有限公司；SHZF-428恒溫振蕩器：成都瑞昌儀器制造有限公司；UPH-I-20T超純水儀：四川優(yōu)普超純科技有限公司；7890B-5977B氣相色譜-質譜聯(lián)用（GC-MS）儀：美國安捷倫科技公司；PHS-3C酸度計：成都世紀方舟科技有限公司；SB-5200DTDN超聲清洗機：寧波新芝生物科技股份有限公司；L2S可見分光光度計：上海精密儀器儀表有限公司；JX22365全玻璃蒸餾器：揚州南美鷹教學儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 清汁型米酒制備工藝流程及操作要點

操作要點：

原料預處理：選用無異味、無霉變（粗細均勻）的精品糯米，用水洗凈后浸泡一夜（9～10 h），至輕碾即碎的程度；選用新鮮、優(yōu)質的紫薯，洗凈后去皮，切成大小均一的小塊；選用優(yōu)質的平陰重瓣玫瑰，去葉、去芯后洗凈備用。

蒸煮、冷卻：瀝干后的糯米用紗布包好，紫薯塊鋪在上層，用筷子稍微撥幾個小孔，蒸煮40 min后，在其表層撒上玫瑰花瓣，一起蒸熟至1 h；蒸熟后倒入干凈并滅菌的容器中，撥散攤涼，冷卻至30 ℃左右。

酒曲活化：按一定比例稱量甜酒曲（精確至0.000 1 g），加入適量煮沸后冷卻的溫開水，均勻地化開甜酒曲。

拌曲、罐裝：將物料與甜酒曲混合攪拌均勻；混勻后全部置于玻璃密封罐中，輕輕壓平物料表面，并在中間挖一個洞，撒上些許甜酒曲，覆蓋1～2層保鮮膜后再加蓋密封。

糖化發(fā)酵、產(chǎn)醇發(fā)酵：罐裝后置于恒溫振蕩器中發(fā)酵，期間觀察酒坑里面是否充滿酒以說明發(fā)酵程度；30 ℃下發(fā)酵48 h后，取出玻璃密封罐，加入100 mL純凈水后再次密封嚴實，轉置于4 ℃冰箱中冷藏24 h。

過濾：用300目濾網(wǎng)過濾已發(fā)酵充分的物料，置于4 ℃冰箱中冷藏靜置24 h后取上層澄清液裝罐。

滅菌：采用75 ℃水浴中滅菌20 min[24]，冷卻后即得清汁型米酒成品。

1.3.2 清汁型米酒制備工藝優(yōu)化

（1）單因素試驗

通過預試驗選定100.0 g糯米、100 mL純凈水為基準進行后續(xù)試驗研究。設置不同的紫薯添加量（50.0 g、55.0 g、60.0 g、65.0 g、70.0 g）、平陰重瓣玫瑰添加量（0.3 g、0.6 g、0.9 g、1.2 g、1.5 g）、甜酒曲添加量（0.4 g、0.6 g、0.8 g、1.0 g、1.2 g）、發(fā)酵溫度（26 ℃、28 ℃、30 ℃、32 ℃、34 ℃）、發(fā)酵時間（36 h、42 h、48 h、54 h、60 h）為單因素試驗變量進行考察，研究各因素對清汁型米酒感官評分及酒精度的影響。

（2）正交試驗

在單因素試驗的基礎上，以酒精度為評價指標，選定甜酒曲添加量（A）、發(fā)酵溫度（B）以及發(fā)酵時間（C）為影響因素，采用3因素3水平L（934）正交試驗設計，優(yōu)化清汁型米酒制備工藝參數(shù)，正交試驗因素與水平見表1。

表1 清汁型米酒制備工藝優(yōu)化正交試驗因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for preparation process optimization of clear juice type rice wine

1.3.3 揮發(fā)性風味成分分析

采用頂空固相微萃?。℉S-SPME）和氣相色譜-質譜（GC-MS）聯(lián)用法[25]測定清汁型米酒樣品中揮發(fā)性風味成分。

萃取條件：稱取2 g樣品置于20 mL頂空瓶中，密封，在80 ℃水浴條件下用50/30 μm DVB/CAR/PDMS 萃取頭頂空靜態(tài)吸附2 h，解吸后進行GC-MS分析。

GC條件：DB-5MS石英色譜柱（30m×250mm×0.25μm）；進樣溫度260 ℃，載氣為高純氦氣（He），流速1.0 mL/min，不分流。升溫程序為初始45 ℃，保持3 min，以5 ℃/min升溫到260 ℃，保持3 min，運行53 min。

MS條件：離子源溫度250 ℃，電子電離（electronic ionization，EI）源，電子能量70 eV，傳輸溫度280 ℃，激活電壓1.5 V，質量掃描范圍30～600 amu。掃描方式：Scan掃描。

定性定量方法：利用美國國家標準技術研究所（national institute of standards and technology，NIST）17.L譜庫檢索比對，結合相關文獻對清汁型米酒的揮發(fā)性風味成分進行定性，按峰面積歸一化法計算各揮發(fā)性風味組分的百分含量[26]。

1.3.4 理化指標及微生物指標測定

總酸（以乳酸計）含量測定：參考GB 12456—2021《食品安全國家標準食品中總酸的測定》中的電位滴定法[27]；還原糖（以葡萄糖計）含量測定：參考GB 5009.7—2016《食品安全國家標準食品中還原糖的測定》中的直接滴定法[28]；蛋白質含量：參考GB 5009.5—2016《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》中的凱氏定氮法[29]；酒精度測定：參考GB 5009.225—2023《食品安全國家標準酒和食用酒精中乙醇濃度的測定》中的密度瓶法[30]。

菌落總數(shù)測定：參考GB 4789.2—2022《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數(shù)測定》中的平板計數(shù)法[31]；大腸菌群測定：參考GB 4789.3—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸菌群計數(shù)》中的最大可能數(shù)（most probable number，MPN）法[32]。

1.3.5 感官評價

將樣品置于通風良好，無異味的環(huán)境下，由10名專業(yè)評判員構成感官評定小組，分別對產(chǎn)品的色澤、組織形態(tài)、香味、滋味四項指標進行感官評定。采用100分制評分法，對各指標進行評分，并取其平均值作為單個項目的評分結果，四項總分作為產(chǎn)品的綜合分數(shù)。參考NY/T 1885—2017《綠色食品米酒》[33]，建立清汁型米酒的感官評分標準見表2。

1.3.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel 2019、GraphPad Prism 7.0和SPSS 22.0軟件進行數(shù)據(jù)作圖與分析，多組數(shù)據(jù)比較采用方差分析，P＜0.05表示有顯著性差異。

2 結果與分析

2.1 清汁型米酒制備工藝優(yōu)化單因素試驗

2.1.1 紫薯添加量對清汁型米酒品質的影響

紫薯具有特殊的營養(yǎng)成分，能賦予酒體鮮亮且獨特的色澤[34]。如圖1所示，隨著紫薯添加量在50.0～60.0 g范圍內(nèi)的增加，清汁型米酒的感官評分和酒精度隨之逐漸增加；當紫薯添加量為60.0 g時，感官評分和酒精度達到最高，分別為75.30分、7.18%vol，此時酒釀呈均勻一致的紫紅色，甜度適中，酒香協(xié)調(diào)均衡，口感醇和；當紫薯添加量＞60.0 g之后，感官評分和酒精度逐漸下降。紫薯添加量過少，酒釀色澤平淡，口感遠不及理想效果；添加量過多則會掩蓋米酒原本的風味，口感欠缺，風味失調(diào)。綜合考慮，選取最適紫薯添加量為60.0 g。

2.1.2 玫瑰添加量對清汁型米酒品質的影響

平陰重瓣玫瑰作為主要原料，為米酒提供了特殊的香味成分和風味物質。如圖2所示，隨著玫瑰添加量在0.3～1.2 g范圍內(nèi)的增加，清汁型米酒的感官評分和酒精度隨之增加；當玫瑰添加量為1.2 g時，感官評分和酒精度達到最高，分別為74.60分、7.21%vol，此時酒釀呈均勻一致的紫紅色，帶有自然的玫瑰花香，酸甜適口；當玫瑰添加量＞1.2 g之后，感官評分和酒精度有所下降。玫瑰添加量過少時難以體現(xiàn)出玫瑰自然的香氣，酒體色澤清淡，口感不佳；添加量過多則會造成酒味與花香味不協(xié)調(diào)，酸甜比例失調(diào)。

圖2 玫瑰添加量對清汁型米酒品質的影響Fig.2 Effect of rose addition on the quality of clear juice type rice wine

綜合考慮，選取最適平陰重瓣玫瑰添加量為1.2 g。

2.1.3 甜酒曲添加量對清汁型米酒品質的影響

在米酒的發(fā)酵過程中，微生物扮演著重要的角色，甜酒曲添加量對米酒的品質產(chǎn)生顯著的影響。如圖3所示，隨著甜酒曲添加量在0.4～0.8 g范圍內(nèi)的增加，清汁型米酒的感官評分和酒精度隨之增加；當甜酒曲添加量為0.8 g時，感官評分和酒精度達到最高，分別為77.20分、7.23%vol，此時酒釀的香氣濃郁，甜度適中，口感醇和；當甜酒曲添加量＞0.8 g之后，感官評分和酒精度有所下降。甜酒曲添加量過少時，酒曲中的根霉或酵母菌生長及糖化作用過低，導致米酒的整體協(xié)調(diào)度較差，口感欠佳；添加量過多則會導致營養(yǎng)物質供給量不足，一定程度地抑制酵母菌的無氧呼吸，導致乙醇和其他化合物的合成減少，從而使米酒的口感略微苦澀。綜合考慮，選取最適甜酒曲添加量為0.8 g。

圖3 甜酒曲添加量對清汁型米酒品質的影響Fig.3 Effect of sweet Jiuqu addition on the quality of clear juice type rice wine

2.1.4 發(fā)酵溫度對清汁型米酒品質的影響

如圖4所示，隨著發(fā)酵溫度在26～28 ℃范圍內(nèi)的升高，清汁型米酒的感官評分和酒精度隨之增加；當發(fā)酵溫度為28 ℃時，感官評分達到最高，為76.63分；當發(fā)酵溫度為30 ℃時酒精度達到最高，為7.24%vol，酒體呈紫紅色，色澤清亮，雜質含量較少，具有獨特的風味；當發(fā)酵溫度＞28 ℃之后，感官評分有所下降；當發(fā)酵溫度＞30 ℃之后，酒精度有所下降。發(fā)酵溫度過低不利于酒曲中酵母菌或根霉的生長繁殖，同時糖化酶的活力較低，不完全發(fā)酵，導致酒釀的風味欠佳，口感遠不及理想效果；發(fā)酵溫度過高則會導致根霉的生長過于旺盛，抑制酵母菌的生長，同時影響糖酵解代謝，使得米酒糖化發(fā)酵或產(chǎn)有機酸不完全，從而影響酒釀的酸甜比例。綜合考慮，選取最適發(fā)酵溫度為28 ℃。

圖4 發(fā)酵溫度對清汁型米酒品質的影響Fig.4 Effect of fermentation temperature on the quality of clear juice type rice wine

2.1.5 發(fā)酵時間對清汁型米酒品質的影響

發(fā)酵時間對米酒的口感影響顯著，伴隨發(fā)酵時間的延長，米酒中風味物質的含量也會隨之變化[35]。如圖5所示，隨著發(fā)酵時間在36～54 h范圍內(nèi)的增加，清汁型米酒的感官評分和酒精度隨之增加；當發(fā)酵時間為54 h時，感官評分和酒精度均達到最高，分別為79.55分、5.83%vol，酒釀有光澤呈紫紅色，酒體清澈，風味協(xié)調(diào)且無異味；發(fā)酵時間＞54 h之后，感官評分和酒精度有所下降。發(fā)酵時間太短，糖化不完全而使酒釀整體的風味欠佳，酒味清淡，口感較差；發(fā)酵時間過長則會導致酵母菌發(fā)酵過度，酒精蒸發(fā)且部分酒精轉化為酸，從而使酒釀色澤渾濁，產(chǎn)生“過熟味”，酸甜比例失調(diào)。綜合考慮，選取最適發(fā)酵時間為54 h。

圖5 發(fā)酵時間對清汁型米酒品質的影響Fig.5 Effect of fermentation time on the quality of clear juice type rice wine

2.2 清汁型米酒制備工藝優(yōu)化正交試驗

基于單因素試驗結果，以甜酒曲添加量（A）、發(fā)酵溫度（B）和發(fā)酵時間（C）作為影響因素，以酒精度作為考察指標，采用正交試驗對清汁型米酒制備工藝進行優(yōu)化，結果與分析見表3，正交試驗結果方差分析見表4。

表3 清汁型米酒制備工藝優(yōu)化正交試驗結果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments for preparation process optimization of clear juice type rice wine

表4 正交試驗結果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiments results

根據(jù)極差R值的大小，分析判斷各因素對試驗結果的影響程度。由表3可知，影響米酒品質的因素主次關系為發(fā)酵溫度（B）＞發(fā)酵時間（C）＞甜酒曲添加量（A），最佳制備工藝組合為A2B3C1，即100.0 g糯米、100 mL純凈水為基礎條件下，甜酒曲添加量為0.8 g，發(fā)酵溫度為30 ℃，發(fā)酵時間為48 h。在此優(yōu)化條件下，進行3次平行驗證試驗，清汁型米酒感官評分為83分，酒體清亮，呈紫紅色且有光澤，米香、醇香以及玫瑰花香交融，口感細膩柔和，酸甜適口。

由表4可知，發(fā)酵溫度及發(fā)酵時間對結果有極顯著影響（P＜0.01），甜酒曲添加量對清汁型米酒品質有顯著影響（P＜0.05）。

2.3 清汁型米酒揮發(fā)性風味成分分析

經(jīng)過HS-SPME-GC-MS分析，清汁型米酒的揮發(fā)性風味成分及含量結果見表5。由表5可知，清汁型米酒共檢測出揮發(fā)性風味物質23種，其中醇類5種、酯類8種、烯烴類1種、羧酸類2種、酮類2種、其他類5種。相對含量排名前三的物質及其含量分別為乙醇34.48%、苯乙醇3.74%、乙酸丁酯2.29%。

表5 清汁型米酒揮發(fā)性風味成分GC-MS分析結果Table 5 Results of volatile flavor components in clear juice type rice wine analyzed by GC-MS

2.4 清汁型米酒理化及微生物指標

清汁型米酒理化及微生物指標的測定結果見表6。由表6可知，清汁型米酒的總酸含量為0.25 g/100 g，還原糖含量為2.51 g/100 g，蛋白質含量為3.26 g/100 g，酒精度為7.18%vol；菌落總數(shù)為9 CFU/mL，大腸菌群未檢出。其理化和微生物指標均符合NY/T 1885—2017《綠色食品米酒》[33]的標準要求。

表6 清汁型米酒的理化及微生物指標測定結果Table 6 Determination results of physicochemical and microbial indexes of clear juice type rice wine

3 結論

采用糯米、紫薯和平陰重瓣玫瑰為主要原料，制備一種復合清汁型米酒。以感官評分和酒精度為評價指標，通過單因素和正交試驗對清汁型米酒的發(fā)酵工藝進行優(yōu)化。結果表明，最佳工藝條件為在以100.0 g糯米、100 mL純凈水為基準的條件下，紫薯、玫瑰和甜酒曲分別添加60.0 g、1.2 g、0.8 g，發(fā)酵溫度為30 ℃，發(fā)酵時間為48 h。在此優(yōu)化條件下，清汁型米酒的總酸含量為0.25 g/100 g，還原糖含量為2.51 g/100 g，蛋白質含量為3.26 g/100 g，酒精度為7.18%vol，菌落總數(shù)為9 CFU/mL，大腸菌群未檢出。清汁型米酒的感官評分83分，酒釀呈紫紅色，具有清澈的酒體，集米香、醇香與玫瑰花香于一體，口感細膩柔和、酸甜適口。在清汁型米酒中共檢測出23種揮發(fā)性風味成分，包括醇類5種、酯類8種、烯烴類1種、羧酸類2種、酮類2種、其他類5種。清汁型米酒符合當下消費者對酒類飲品營養(yǎng)、風味和保健的要求，市場開發(fā)前景廣闊。