苦荞红曲保健酒的研制

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(1.西南大学食品科学学院,重庆 400716；2.西南大学食品科学学院国家食品科学与工程实验教学示范中心,重庆 400716)

苦荞红曲保健酒的研制

李谣1,周海媚1,黄丹丹1,杜木英1,2,*

(1.西南大学食品科学学院,重庆 400716；2.西南大学食品科学学院国家食品科学与工程实验教学示范中心,重庆 400716)

利用苦荞、糯米为原料,经甜酒曲、红曲和酵母糖化发酵,研制出苦荞红曲保健酒。结果表明:最佳生产工艺为苦荞糯米原料配比为1∶1.5、甜酒曲0.6%、红曲12%、酵母1‰、料水比1∶1.5、发酵温度28℃、糖化时间2d、发酵时间6d,所得苦荞红曲保健酒酒精体积分数为16.2%,pH为4.32,总酸含量为6.64g/L,总糖含量为33.4g/L,氨基酸态氮含量为1.36g/L,氨基酸总量为2481.48mg/mL,总黄酮含量为928.18μg/mL,总酚含量为2243.01μg/mL,且口感协调,风味良好。

苦荞,红曲,保健酒

苦荞为蓼科荞麦属植物,学名鞑靼荞麦(F.tataricum),是药食两用作物,被誉为“五谷之王”,主要分布于四川、贵州、云南等高寒山区。苦荞的营养价值极高[1],含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素、矿物质,含有其他酿酒原料所不具有的维生素P(芦丁)。芦丁属于生物类黄酮物质,具有降低人体血脂、胆固醇和改善毛细血管通透性及血管脆弱性的作用,对预防和治疗高血压、心血管病有很好的疗效[2-5]。

红曲起源于中国,是中国及周边国家特有的用于传统米酒酿造的发酵剂,用于酿酒已有千年历史,其在酒的发酵过程中能产生无毒副作用的天然色素——红曲色素,使酒液呈现独特的宝石红色。而且,红曲霉作为生产红曲的主要微生物,可产生多种有用的代谢产物,具有降血压、降血脂、抗氧化和防癌等保健功能[6-11],其中,MonacolinK及其衍生物等经临床证明能有效抑制胆固醇的合成,麦角固醇能促进人体对钙、磷的吸收[12-14]。因此,红曲运用于酿酒,不仅可以为酒液增色增香,而且红曲代谢的活性成分也可增加苦荞酒的营养价值和保健功能。

苦荞直链淀粉含量多,占33%～44%,蒸煮后淀粉易老化,发酵时难以糖化,糯米支链淀粉含量多,占98%,所以苦荞糯米混合发酵有利于加速糖化发酵,提高出酒率,使原料间优势互补。本研究是以苦荞和糯米为原料,经甜酒曲糖化,红曲和酵母发酵,研制出具有保健功能的苦荞红曲酒。

1 材料与方法

1.1材料与仪器

苦荞米 重庆酉阳,经炒制；糯米 市售；甜酒曲 安琪酵母股份有限公司；红曲米 浙江丽水某公司生产；黄酒酵母 安琪酵母股份有限公司；芦丁标准品 中国食品药品检定研究院；福林酚试剂 北京索莱宝科技有限公司；其他试剂均为国产分析纯。

HPX-9052 MBE型恒温培养箱 上海博迅实业有限公司医疗设备厂；ES-315型高压灭菌锅 日本TOMY KOGYO公司；FA1004A型分析天平 上海精天电子仪器有限公司；HHS型电热恒温水浴锅 上海博迅实业有限公司医疗设备厂；UV-1240型紫外分光光度计 岛津制作所；PHS-3C型pH计 上海仪电科学仪器股份有限公司；L-8800型全自动氨基酸分析仪 日本日立公司。

1.2工艺流程

1.3操作要点

1.3.1 浸米 糯米和苦荞米分开浸米,糯米要求在15℃浸米20h,水位高出米面3～4cm,浸至米粒中央无白心,用手捏之即烂；苦荞米要求在15℃下浸米24h,水位高出米面6～7cm。

1.3.2 蒸米 浸米后将水倒出至水面刚好与米面相平为宜,在高压蒸汽灭菌锅内121℃蒸煮20min,达到饭粒透而不烂,均匀一致,疏松不糊。

1.3.3 添加甜酒曲糖化 摊晾后的米饭先与苦荞米混合均匀,再与甜酒曲混合均匀,并在中间搭一个窝,用双层纱布封口,在28℃恒温培养箱中糖化2d。

1.3.4 发酵 根据实验设计加入红曲、酵母和水,充分搅拌混合均匀,在培养箱中28℃培养6～7d。为控制发酵品温,每天早晚各搅拌一次。

1.3.5 煎酒 为了终止发酵并破坏酒中其它微生物以延长酒的贮存期,采用90℃水浴10min。

1.4单因素实验设计

1.4.1 苦荞糯米原料配比的确定 采用苦荞和糯米的比例为1∶1.5、1∶1、1.5∶1,加入甜酒曲0.6%,于28℃糖化2d,再加入红曲10%,酵母1‰,料水比1∶2.0,28℃发酵6～7d,发酵结束后测定其酒精度、总糖、总酸。

1.4.2 料水比的确定 苦荞糯米原料配比为1∶1.5,加入甜酒曲0.6%,于28℃糖化2d后,再加入红曲10%,酵母1‰,分别采用料水比1∶1.5、1∶2.0、1∶2.5、1∶3.0,28℃发酵6～7d,发酵结束后测定其酒精度和总糖。

1.4.3 甜酒曲添加量的确定 苦荞糯米原料配比为1∶1.5,分别添加0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的甜酒曲,于28℃糖化2d,再加入红曲10%,酵母1‰,料水比1∶2.0,28℃发酵6～7d,发酵结束后测定其酒精度和总糖。

1.4.4 红曲添加量的确定 苦荞糯米原料配比为1∶1.5,加入甜酒曲0.6%,于28℃糖化2d后,分别添加红曲6%、10%、14%、18%,酵母1‰,料水比1∶2.0,28℃发酵6～7d,发酵结束后测定其酒精度和色价。

1.4.5 发酵时间的确定 苦荞糯米原料配比为1∶1.5,加入甜酒曲0.6%,于28℃糖化2d后,再加入红曲10%,酵母1‰,料水比1∶2.0,28℃分别发酵3、5、7、9d,发酵结束后测定其酒精度和总糖。

1.5正交实验设计

为了确定苦荞红曲保健酒酿造的最佳工艺条件,本实验在单因素实验的基础上,以苦荞糯米原料配比1∶1.5、甜酒曲添加量0.6%、发酵温度28℃作为酿造苦荞红曲保健酒的基本工艺参数,选择3个主要影响因素红曲量添加量、料水比、发酵时间设计3因素3水平L9(33)正交实验,正交实验因素见表1。

表1 苦荞红曲保健酒工艺优化正交实验因素水平表Table1 Factors and levels in orthogonal array design for optimizing tartary buckwheat red starter health wine fermentation

1.6理化指标测定

酒精度、总糖、总酸、氨基酸态氮、pH的测定方法见参考文献[15]；黄酮含量测定方法见参考文献[16]；总酚含量测定见参考文献[17]；色价的测定方法见参考文献[18]。

游离氨基酸含量测定:准确取酒样1mL,于5mL离心管中,加入1mL 4%磺基水杨酸溶液震荡摇匀,静置10min,于16000r/min离心2min,用0.22μm滤膜过滤,在全自动氨基酸分析仪上分析53min。仪器设有分离柱和反应柱,即分离柱(4.6mm×60mm):柱温700℃、柱压9.678MPa、洗脱液以0.4mL/min流速流经此柱；反应柱:柱温1350℃、柱压0.982MPa、茚三酮及茚三酮缓冲液以0.35mL/min流速流经此柱。

1.7感官评定

评定小组由10名经过食品感官评定训练的实验室人员组成,主要针对苦荞红曲保健酒的色泽、香气、口感、风格进行评价,评定标准见表2。

表2 感官评定标准Table2 Standards for sensory evaluation of tartary buckwheat red starter health wine

1.8数据处理与分析

所有的实验数据都是3次实验的平均值,用Origin8.6软件作图,并用Excel进行统计分析。

2 结果与分析

2.1单因素实验确定苦荞红曲保健酒酿造工艺条件

2.1.1 苦荞糯米原料配比的影响 由图1可知,随着苦荞比例的增加,酒精度和总糖含量呈下降趋势,总酸含量略微升高。这可能是因为苦荞直链淀粉含量比较高,不利于糖化发酵,发酵时酒醪易升酸,容易造成酒精度低的现象,而且在口感上苦荞的苦味也随苦荞含量的增加而加重。所以,综合各方面因素,确定苦荞糯米原料配比为1∶1.5。

2.1.2 料水比的影响 料水比对酵母发酵的影响很大,料水比太小,醪液粘稠,流动性差,渗透压大,酵母很难起酵。增大料水比可以降低醪液渗透压对酵母生长及活性的抑制,提高淀粉转化率,增加酒度,降低酒中的残糖含量[19]。但是料水比太大又容易造成酒醅太稀,糖度不够,酒味淡薄。所以合适的料水比对于成品酒的品质至关重要。

由图2可知,加水量增加,酒液稀释,糖度逐渐下降,料水比为1∶2时,酵母已经可以起酵,将发酵液中大量糖转化为酒,酒精度最高,为14.7%vol,继续增加水量,酒精度会下降,最终确定合适的料水比为1∶2。

图2 料水比对苦荞红曲保健酒品质的影响Fig.2 Effect of the ratio of material and water on the quality of tartary buckwheat red starter health wine

2.1.3 甜酒曲添加量的影响 研究发现,红曲的糖化力不够,只用红曲往往不能满足发酵对糖的需求,而甜酒曲所含的根霉菌糖化能力强,可在固态糖化发酵时更好地将淀粉水解成葡萄糖,有利于协调糖化和发酵的进行,防止由于糖化不够而造成酒精度低,出现酸败现象。

由图3可知,随着甜酒曲用量的增加,糖化2d后的酒液总糖含量呈上升趋势,加曲量过多会使菌种数量短期内剧增,产生的过多的代谢产物使糖化环境恶劣,菌种提早进入衰亡期,不利于糖化的进行。酒精度呈上升趋势,之后稍有下降,这可能是由于甜酒曲用量增加,淀粉糖化率增加,供红曲和酵母发酵利用的糖增多,使酒精度升高,而糖度太高则会使发酵醪液渗透压太高抑制酵母呼吸,使酒精度下降。当甜酒曲添加量为0.6%时,糖化液糖度最高,酒精度也比较高。所以,确定甜酒曲的最佳用量为0.6%。

图3 甜酒曲添加量对苦荞红曲保健酒品质的影响Fig.3 Effect of the addition level of liqueur koji on the quality of tartary buckwheat red starter health wine

2.1.4 红曲添加量的影响 红曲兼有糖化和发酵的作用,红曲的添加量对成品酒的各种理化指标都有直接的影响,且其代谢产物红曲色素对酒液的色泽有很大影响。

由图4可知,随着红曲加入量的增加,酒精度先上升后下降,色价一直升高。红曲添加量为6%时,酒液为橙红色,酒味淡薄；添加量为10%时,酒液呈鲜亮的宝石红色,酒香味浓厚,口感柔和；添加量为14%和18%时,酒液偏深红,且酒精度略有下降,因为红曲添加量过多,前期发酵过旺,后期发酵不足,不利于酒体的风格形成,且过多的红曲会产生不利于酵母菌生长和发酵的抑菌生理因子[20],导致酒精度下降。所以,确定红曲最佳添加量为10%。

图4 红曲添加量对苦荞红曲保健酒品质的影响Fig.4 Effect of the addition level of red starer on the quality of tartary buckwheat red starter health wine

2.1.5 发酵时间的影响 由图5可知,随着发酵时间的延长,酒精度呈上升趋势,之后稍有下降,总糖含量呈下降趋势。因为酵母菌将甜酒曲分解的可发酵糖逐渐转变为酒精使得总糖含量下降,发酵时间太长酵母菌活力逐渐降低,其他杂菌成为优势菌,酒精度略有下降,且逐渐开始酸败。发酵5～7d时酒精度达到顶峰,所以选择合适的发酵时间范围为5～7d。

图5 发酵时间对苦荞红曲保健酒品质的影响Fig.5 Effect of fermentation time on the quality of tartary buckwheat red starter health wine

2.2正交实验确定苦荞红曲保健酒酿造的最佳工艺条件

在单因素实验的基础上,设计以下3因素3水平L9(33)正交实验,结果如表3所示。

表3 苦荞红曲保健酒工艺优化的 L9(33)正交实验设计及结果Table3 Arrangement and experimental results of orthogona larray design for optimizing tartary buckwheat red starter health wine fermentation

注:表中带*号表示感官评分的均值与极差。

由极差分析可知,各因素对苦荞红曲保健酒感官评价的影响次序为B>A>C,即料水比>红曲添加量>发酵时间,最佳组合为A3B1C2；对苦荞红曲保健酒黄酮含量影响次序为B>C>A,即料水比>发酵时间>红曲添加量,最佳组合为A2B1C2,为实验组中的4号。综合来看,两个指标的最优组差异在于因素A,因素A对感官指标是较主要因素,A3为最佳,但对于黄酮指标是次要因素,且A2和A3对黄酮含量影响差异较小,因此要选取A3,即最优组为A3B1C2。经验证实验显示,此最佳组得出的酒液感官评分达到96.23,高于9组实验,黄酮含量为928.18μg/mL,高于4号组,因此,最佳工艺条件为红曲添加量12%,料水比1∶1.5,发酵时间6d。

3 理化指标

对苦荞红曲保健酒各理化指标进行测定,如表4、表5。

表4 苦荞红曲保健酒的理化指标Table 4 Physical indicators of tartary buckwheat red starter health wine

表5 苦荞红曲保健酒的氨基酸组成Table 5 Amino acid composition in tartary buckwheat red starter health wine

由表4、表5可知,苦荞红曲糯米酒总黄酮含量为928.18μg/mL,总酚含量为2243.01μg/mL,含有17种氨基酸,其中8种为人体必需氨基酸,其氨基酸总量为2481.48mg/L,高出普通米酒(658.1mg/L)[21]、青稞酒(809.23mg/L)[22]许多。

4 结论

本实验采用苦荞和糯米为原料,经甜酒曲糖化,红曲作为发酵曲结合酵母进行混合发酵,得出苦荞红曲保健酒的最佳工艺条件为苦荞糯米原料配比为1∶1.5、甜酒曲添加量0.6%,28℃下糖化2d,红曲添加量12%,酵母1‰,料水比1∶1.5,28℃条件下发酵6d。该条件下的苦荞红曲保健酒,总黄酮含量为928.18μg/mL,总酚含量为2243.01μg/mL,含有17种氨基酸,其氨基酸总量为2481.48mg/L,酸甜适宜,酒液均匀澄清,且酒味醇和。

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Development of tartary buckwheat red starter health wine

LIYao1,ZHOUHai-mei1,HUANGDan-dan1,DUMu-ying1,2,*

(1.College of Food Science,Southwest University,Chongqing 400716,China;2.National Demonstration Center of Experiment Teaching in Food Science and Engineering Program of Food Science College,Chongqing 400716,China)

The tartary buckwheat red starter health wine was developed by using tartary buckwheat and glutinous rice as raw material,and sweet rice wine starter and yeast as saccharifying ferments.The optimum brewing scheme was determined as follows:1∶1.5 the ratio of tartary buckwheat to glutinous rice,0.6% sweet rice wine starter,12% red starter,1‰ yeast,1∶1.5 the ratio of matetial to water,28℃ fermentation temperature,2 days saccharification time,and 6 days fermentation time. Ultimately the buckwheat red yeast health wine was tasty,and the alcohol content was 16.2%,pH was 4.32,total acid was 6.64g/L,total sugar was 33.4g/L,amino nitrogen was 1.36g/L,total amino acids was 2481.48mg/mL,total flavonoids content was 928.18μg/mL,total polyphenol was 2243.01μg/mL.

tartary buckwheat；red starer；health wine

2014-01-21 *通讯联系人

李谣(1992-)，女，在读本科生，研究方向：食品科学与工程。

国家级大学生创新创业训练计划项目(201310635013)；中国与匈牙利政府科技合作资助项目(国科外字[2013]83号：6-30)。

TS261.4

B

1002-0306(2014)17-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2014.17.001