太子参甜酒酿发酵工艺及成分变化规律的研究

2015-04-12傅新征叶牡丹

中国酿造 2015年8期

傅新征，叶牡丹

（武夷学院茶与食品学院，福建武夷山 354300）

甜酒酿也叫醪糟[1]，是将蒸熟的糯米拌上甜酒曲，在甜酒曲中的根霉、曲霉和酵母菌等[2-6]作用下发酵而成的一种甜米酒。甜酒酿有酒的芳香和淳淳米香，营养丰富，含有近20种氨基酸，其中包括8种人体必需氨基酸，还含有丰富的B族维生素[7]，具有健脾胃、益气、活血的功效[8]，是深受人们喜爱的一种营养保健食品。太子参，石竹科植物孩儿参，是一种干燥块根[9]，具有增强免疫功能、抗疲劳、抗氧化、降血糖、增强食欲等功能[10]，可作为保健食品原料。太子参主要产于福建、江苏、山东等地，其中以福建柘荣县的太子参最为出名[11]。近几年，柘荣县等地区的太子参产量增加，供大于求，导致价格下降，给种植户们造成了一定经济损失，故研究太子参的深加工和综合利用有较大的现实意义。目前，已有关于玉米[12]、芦荟[13]、螺旋藻[14-15]、黑米[16-17]等甜酒酿的研究，而太子参甜酒酿的研究尚未见到。本研究以糯米和太子参为原料制作太子参甜酒酿，通过试验确定太子参甜酒酿的发酵工艺参数，并探讨发酵过程中各成分的变化规律，以期为太子参甜酒酿的工业化生产以及太子参的综合利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

太子参：宁德市柘荣县市售；糯米：德惠市吉田米业有限公司；甜酒曲：苏州粮油食品有限公司。

盐酸、酚酞：西陇化工股份有限公司；酒石酸钾钠、氢氧化钠、亚甲基蓝、硫酸铜、甲基红、邻苯二甲酸氢钾：上海展云化工有限公司；无水葡萄糖：天津市永大化学试剂有限公司。以上试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

SHP-150生化培养箱：上海精宏实验设备有限公司；YXQ-LS-50SⅡ立式压力蒸汽灭菌器：上海东亚压力容器制造有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 太子参甜酒酿的发酵工艺流程

糯米→清洗→加太子参溶液浸泡→加入太子参粉末蒸米→冷却→拌曲→发酵→太子参甜酒酿

1.3.2 太子参甜酒酿的发酵工艺的操作要点

（1）清洗：选择优质长糯米，去除杂质，用清水清洗干净，用纱布沥除水分。

（2）浸泡：用太子参溶液浸泡糯米，以溶液恰好没过糯米为宜，浸泡12 h。

太子参溶液的制备：将太子参加入一定量的清水，煮沸25 min后，沥除太子参渣，溶液冷却备用。

（3）蒸米：调整糯米与太子参溶液的比例为1∶1（m∶m），加入适量太子参粉末，拌匀，蒸米，至糯米粒膨松、发亮、柔软、松散、不黏连为宜。

（4）冷却：将蒸好的糯米饭摊开，冷却至温度为30 ℃左右。

（5）拌曲：先用少量太子参溶液将甜酒曲溶解，再将甜酒曲接种至冷却后的糯米饭中，搅拌均匀。

（6）发酵：将拌曲后的糯米饭装入发酵罐，压实，在中心搭一个窝，盖上盖子，置于适宜条件下发酵。

1.3.3 单因素试验

称取5份糯米250 g，分别用质量分数为2%、4%、6%、8%、10%的太子参溶液浸泡12 h后，调整糯米与太子参溶液比例1∶1（m∶m），加入1%、2%、3%、4%、5%的太子参粉末，放入立式压力蒸汽灭菌锅内110 ℃蒸米10 min、15 min、20 min、25 min、30 min。将蒸好的糯米冷却至30 ℃左右，接入0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%的甜酒曲，搅拌均匀。装入发酵罐中，压实搭窝密封，置24 ℃、28 ℃、32 ℃、36 ℃的培养箱中，发酵2 d、3 d、4 d、5 d、6 d，通过感官评定和各理化指标分析，考察太子参溶液质量分数、发酵时间、发酵温度、接种量、太子参添加量、蒸米时间对产品品质的影响。

1.3.4 正交试验优化发酵工艺参数

在单因素试验基础上，选取发酵时间、发酵温度、接种量和太子参添加量，进行L9（34）正交试验，以感官评分为评价指标，优化太子参甜酒酿发酵的工艺参数。

表1 发酵工艺优化正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal tests for fermentation technology optimization

1.3.5 理化指标测定

参照国标GB/T 13662—2008《黄酒》，测定太子参甜酒酿的总糖、总酸、酒精度和pH值。

1.3.6 感官评定方法

由20人（男女各半）组成感官评定小组，根据表2进行太子参甜酒酿的感官评定，满分100分，最终评分为20人感官评分的平均值。

表2 太子参甜酒酿感官评定标准Table 2 Sensory evaluation standard of fermented Radix pseudostellariae sweet rice wine

2 结果与分析

2.1 太子参溶液质量分数对太子参甜酒酿品质的影响

表3 太子参溶液质量分数对太子参甜酒酿品质的影响Table 3 Effect of solution concentration on the quality of fermented Radix pseudostellariae sweet rice wine

由表3可知，随着太子参溶液质量分数从2%增加至6%，太子参甜酒酿的酒精度逐渐降低，酒香越来越淡。当太子参质量分数达到8%时，太子参甜酒酿带有明显的苦涩味，口感不佳。酒精度随太子参质量分数的增大先降低，后基本不变。太子参溶液质量分数对pH值的影响不大，但随着太子参溶液质量分数增大，总酸含量逐渐升高。当质量分数为6%时，总糖含量最高，感官评分也最高。综上，6%为太子参溶液的适宜质量分数。

2.2 发酵时间对太子参甜酒酿品质的影响

表4 发酵时间对太子参甜酒酿品质的影响Table 4 Effect of fermentation time on the quality of Radix pseudostellariae sweet rice wine

由表4可知，发酵时间为2～3 d时，太子参甜酒酿的总糖、总酸和酒精度均较低，导致味道较淡、酒香不足，太子参甜酒酿的感官评分偏低。当发酵时间为4 d时，总糖达到最大值，太子参甜酒酿的风味较好，酸甜适宜，口感较佳，酒香醇厚，其感官评分为最高。发酵时间＞4 d，随着发酵的进行，太子参甜酒酿的甜度开始下降，酸度继续增加，口感一般，感官评分明显下降。综上，确定4 d为太子参甜酒酿的适宜发酵时间。

2.3 发酵温度对太子参甜酒酿品质的影响

表5 发酵温度对太子参甜酒酿品质的影响Table 5 Effect of fermentation temperature on the quality of Radix pseudostellariae sweet rice wine

由表5可知，在发酵温度为24 ℃时，太子参甜酒酿的味道较淡，酒精度最低，缺少酒香，口感不好。当发酵温度为28 ℃时，太子参甜酒酿发酵得最好，米粒完整，酒液澄清，酒香醇厚，太子参甜酒酿的感官评分最高。当发酵温度为32～36 ℃时，太子参甜酒酿的总糖偏低、总酸偏高、酒精度高，此时已发酵过度，其米粒濡烂，酸味太重，略有苦涩味，风味不佳，口感较差，酒味有点刺鼻，故感官评分低。综上，确定28 ℃为太子参甜酒酿的适宜发酵温度。

2.4 接种量对太子参甜酒酿品质的影响

由表6可知，当接种量为0.5%时，太子参甜酒酿发酵不完全，总糖、总酸和酒精度偏低，其味道较淡，酒香不足，口感不佳，故太子参甜酒酿的感官评分最低。随接种量的增加，发酵程度不断加深，总糖随接种量的增加先增大后降低，总酸及酒精度皆是随着接种量的增加而上升。当接种量为1.5%时，太子参甜酒酿发酵的最好，米粒完整，酒香醇厚，风味较好，酸甜适宜，感官评分最高。当接种量增加至2.5%时，太子参甜酒酿的米粒濡烂，总糖降低，甜度明显下降，酸度加重，口感一般，感官评分较低。综上确定1.5%为太子参甜酒酿的适宜接种量。

表6 接种量对太子参甜酒酿品质的影响Table 6 Effect of inoculum on the quality of Radix pseudostellariae sweet rice wine

2.5 太子参添加量对太子参甜酒酿品质的影响

表7 太子参添加量对太子参甜酒酿品质的影响Table 7 Effect of Radix pseudostellariae addition on the quality of Radix pseudostellariae sweet rice wine

由表7可知，当太子参添加量＜2%时，太子参甜酒酿中太子参的味道不足。当添加量为3%时，太子参甜酒酿中有太子参特有的风味，味道较佳，酒香醇厚，口感较好，故感官评分最高。当太子参添加量＞3%时，太子参甜酒酿带有苦涩味，太子参气味太重，掩盖了甜酒酿的酒香，且太子参甜酒酿甜度较低，酸度过高，酸甜度不协调，故其感官评分不高。综上，确定3%为太子参的适宜添加量。

2.6 蒸米时间对太子参甜酒酿品质的影响

由表8可知，蒸米时间为10 min时，糯米粒未完全蒸熟，不利于发酵，太子参甜酒酿发酵不完全，酒液不澄清，酒香不足，酸甜不适宜，口感不佳，故太子参甜酒酿的感官评分最低。当蒸米时间为15 min时，太子参甜酒酿发酵的最好，米粒完整，且不濡烂，味道较佳，酒香醇厚，口感较好，故太子参甜酒酿的感官评分最高。蒸米时间＞15 min后，随着蒸米时间的继续增加，太子参甜酒酿的米粒越来越烂，太子参甜酒酿的总糖含量和酒精度逐渐降低，口感越来越差，缺少酒香气，感官评分明显下降。因此，确定太子参甜酒酿的适宜蒸米时间为15 min。

表8 蒸米时间对太子参甜酒酿品质的影响Table 8 Effect of steaming time on the quality of Radix pseudostellariae sweet rice wine

2.7 正交试验优化发酵工艺参数

选取发酵时间（A）、发酵温度（B）、接种量（C）和太子参添加量（D）为4个因素，进行L9（34）正交试验，以感官评分为评价指标，结果与分析见表9，方差分析见表10。

表9 发酵工艺优化正交试验结果与分析Table 9 Results and analysis of orthogonal tests for fermentation technology optimization

表10 正交试验结果方差分析Table 10 Variance analysis of orthogonal tests results

由表9可知，4个因素对太子参甜酒酿感官评分影响的主次顺序为D＞B＞A＞C；优化得到的最优发酵工艺参数为A2B2C2D1，即发酵时间4 d、发酵温度28 ℃、接种量1.5%、太子参添加量2%，在此最优条件下进行验证试验，太子参甜酒酿感官评分为91分。

由表10可知，太子参添加量和发酵温度对太子参甜酒酿品质的影响极显著，发酵时间和接种量影响显著。

2.8 太子参甜酒酿发酵过程中各成分的变化规律

发酵过程中总糖、总酸、酒精度及pH值变化结果分别见图1和图2。

图1 太子参甜酒酿总糖及总酸的变化Fig.1 Changes of total sugar and total acid of Radix pseudostellariae sweet rice wine

图2 太子参甜酒酿酒精度及pH值的变化Fig.2 Changes of alcohol content and pH of Radix pseudostellariae sweet rice wine

由图1可知，在发酵过程中，总糖呈先增加后减少的趋势。在2～4 d内总糖的含量明显增加，在第4天达到最高，4 d之后，总糖含量呈缓慢下降趋势。原因可能是发酵初期主要是甜酒曲中的糖化菌在作用，故产生糖类物质，使太子参甜酒酿的总糖含量升高；发酵后期主要是在酵母菌作用下进行酒精发酵，需要代谢一定数量的糖类，所以太子参甜酒酿的总糖含量有所下降[1]。

在发酵过程中，总酸始终呈现上升趋势。在2～4 d内总酸的含量迅速增加，随后增加的速度减慢，最终趋于稳定。其原因可能与酵母菌的增殖有关。因为发酵初期，酵母菌处于对数生长期，代谢产酸量随酵母菌的数量的增加而增加[14]，随着发酵的进行，酵母菌代谢作用逐渐减弱，代谢产生的酸性物质逐渐减少，使得太子参甜酒酿的总酸趋于稳定。

由图2可知，在2～3 d内太子参甜酒酿酒精度缓慢增加，随后迅速增加。其原因可能在发酵前期，糖化菌起主要作用，酵母菌的作用次之，故太子参甜酒酿的酒精度上升缓慢；随着发酵的进行，酵母菌渐渐起主导作用，酒精发酵产生较多酒精，使得太子参甜酒酿的酒精度迅速上升[14，17]。

在2～4 d内，太子参甜酒酿的pH值先降低，4 d后逐渐趋于稳定。原因可能是在2～4 d时，酵母菌处于对数生长期，酵母菌的数量快速增加，代谢产生的酸增多，所以太子参甜酒酿的pH值降低[14]。