紫菜酒加工工艺研究

刘秀敏，崔志军，赵　丽，陈利梅(.河北交通职业技术学院，河北石家庄050035；.中国科学院天津工业生物技术研究所，天津300308)



紫菜酒加工工艺研究

刘秀敏1，崔志军1，赵丽1，陈利梅2
(1.河北交通职业技术学院，河北石家庄050035；2.中国科学院天津工业生物技术研究所，天津300308)

摘要：研究了紫菜酒的加工工艺，并对关键点预处理、酶解和澄清处理等过程进行了优化。结果表明，紫菜酒生产工艺如下，水浴：料液比为1∶50（g/mL），温度90℃，水浴1 h。果胶酶酶解条件为：加入紫菜悬浮液中至终浓度为75 U/mL, 55℃下酶解6 h。蛋白酶酶解条件为：果胶酶酶解液降温冷却至45℃后，加入终浓度为350 U/mL的蛋白酶，酶解7 h。发酵：酿酒酵母和生香酵母比例为2∶1，接种量为1.5 %，初始加糖量为15 %，发酵72 h后，再补加10 %的蔗糖，继续发酵72 h，温度20℃。澄清：选取果胶酶作为澄清剂，用量为0.4 g/L，静置6 h。对产品进行的理化指标、感官指标和微生物指标的检测显示，该产品口感醇厚，有淡淡的甜味，具有较为浓郁的紫菜清香味，且含有较高的氨基酸，是一种绿色天然保健酒。

关键词：紫菜；保健酒；发酵；酶解

紫菜是一种重要的经济海藻，世界各地均有分布，温带地区最适生长，现已发现的约有70余种[1]。紫菜具有极高的营养和药用价值，它的蛋白质含量占干品的30 %左右，在海藻类植物中首屈一指；同时含有维生素B1、B2、PP和钙、磷、铁、镁、碘、硒等多种微量元素[2-3]，是典型的高蛋白、高纤维、低热值、低脂肪的健康食品；另外紫菜还含有胆碱、烟酸、胡萝卜素、硫胺素、降血压肽等生物活性物质，具有增强记忆力、缓解疲劳、调节血压、保持体内酸碱平衡等生理功效。因此，紫菜被誉为“长寿菜”“神仙菜”，一直以来都是人们日常餐桌上的营养食品[4-5]。目前，紫菜的加工主要停留在表面的烘干制品和粉碎上，主要产品包括紫菜片、紫菜海苔、紫菜酱及用于鲜食的紫菜汤调料等，比较单一[6-8]。

本研究通过对发酵工艺过程(重点在预处理、酶解、澄清工艺等)的优化，研制成紫菜酒，符合人们追求健康饮食的需求，不仅丰富了中国老百姓的餐桌，也为紫菜的开发利用提供了一条新途径，具有较高的推广价值和广阔的开发前景。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

原料：条斑紫菜。

主要试剂：蛋白酶、果胶酶(购自阿玛诺天野酶制剂商贸(上海)有限公司)；酿酒酵母、生香酵母(由中科院提供)；葡萄糖、蔗糖、柠檬酸、明胶等均为市售食用级。

1.2仪器与设备

水浴恒温振荡器(常州万丰仪器公司)；超声波仪(北京华圣科仪公司)；离心机，气相色谱仪，氨基酸分析仪，721型紫外分光光度计，电热恒温培养箱等。

1.3实验方法

1.3.1发酵型紫菜酒生产工艺流程

选料—清洗—粉碎—悬浮—水浴—超声波处理—蛋白酶、果胶酶水解—调酸、调糖—发酵—澄清—低温控菌包装—成品。

1.3.2工艺要点

1.3.2.1紫菜悬浮液的制备

选用优质条斑紫菜，用水冲洗附着物和泥沙，80℃烘干至恒重后粉碎，过100目筛备用。加入纯净水将紫菜粉充分悬浮，将悬浮液置于水浴锅中，75℃浸提1 h[9]。水浴后的紫菜悬浮液置于浴槽式超声波仪中，超声处理30 min。

1.3.2.2紫菜酶解液的制备

超声后的紫菜悬浮液离心，去除残渣，加入果胶酶和蛋白酶进行复合酶解[3]。将酶解后的紫菜悬浮液离心，去除残渣，得到紫菜汁，用葡萄糖调整紫菜汁的糖度为10 %～22 %，用柠檬酸调整紫菜汁的pH值为4.5～5.0。

1.3.2.3发酵菌种的活化

菌种的活化：将酿酒酵母和生香酵母分别接种到培养基(葡萄糖2 %，蛋白胨2 %，酵母膏1 %，121℃灭菌20 min)中，30℃培养活化48 h。

1.3.2.4澄清和灌装

选用果胶酶作为澄清剂对发酵后的紫菜汁进行澄清，在低温控菌条件下灌装[10]。

1.4测定项目与方法

酒精度的测定：气相色谱法[11]。

游离氨基酸含量：采用甲醛滴定法[14]。

还原糖：采用水解液在520 nm下吸光值来表示相对量。

细菌总数和大肠菌群的测定：按照SN/T 1897—2007方法检测。

2　结果与分析

2.1紫菜悬浮工艺参数的确定

2.1.1用水量的确定

按照重量体积比1∶20、1∶50、1∶80（g/mL）的比例，在5 g紫菜粉末中分别加入100 mL、250 mL、400 mL纯净水，在90℃水浴锅中水浴1 h，冷却，过滤。采用感官评定方法[15]对加水量进行评价，结果见表1。

由表1可知，紫菜粉末与纯净水量比例（g/mL）为1∶20时，紫菜粉末几乎不能被溶解，悬浮液非常黏稠浑浊，悬浮液过滤困难，得率很低。紫菜粉末与纯净水量比例为1∶50时，悬浮液呈紫褐色，比较黏稠，有较为浓厚的紫菜味道，且滤液得率可以达到68 %。当紫菜粉末与纯净水量比例为1∶80时，悬浮液变得较为稀薄，紫菜味道偏淡，滤液得率提高有限。因此，紫菜粉末与加水量比例确定为1∶50。

2.1.2水浴时间的确定

在90℃条件下，分别水浴0.5 h、1 h、1.5 h、2 h，采用感官评定法对不同水浴时间所得效果进行评价，结果见表2。

表1 加水量对悬浮效果的影响

表2 水浴时间对悬浮效果的影响

由表2可知，水浴时间过短，紫菜有效成分不能充分浸提出来，悬浮液紫菜味道不浓；延长水浴时间，可以增加可溶性物质溶出，紫菜味浓，但过长则又会引起营养物质的破坏，且增加能耗。因此，水浴时间确定为1 h。

2.2酶解工艺参数的确定

2.2.1果胶酶酶解条件优化

2.2.1.1果胶酶加入量优化

酶的加入量对水解至关重要，本研究根据公司建议(阿玛诺天野酶制剂商贸(上海)有限公司)，选择添加25 U/mL、50 U/mL、75 U/mL、100 U/mL、150 U/mL的果胶酶量来研究酶加入量对水解的影响，55℃下处理6 h，以水解液的OD520表示，结果见图1。

图1 果胶酶加入量对水解液中还原糖OD520的影响

如图1所示，随着加入酶量的增加，水解液中还原糖的OD值也在增加，当加入酶量增加至75 U/mL时，OD值的增速放缓，综合考虑过程成本，选择加酶量为75 U/mL。

2.2.1.2酶解温度

在75 U/mL加酶量的条件下，选择酶解温度分别为25℃、35℃、45℃、55℃、65℃，分别处理6 h，以水解液的OD520表示，结果见图2。

图2 果胶酶酶解温度对水解液中还原糖OD520的影响

由图2可知，随着温度的升高，水解液中还原糖含量逐渐升高，当温度达到55℃时水解液中还原糖含量达到最高。随着温度的继续升高，水解液中还原糖含量降低，表明该酶在55℃下酶活最高，故选择水解温度为55℃。

2.2.1.3酶解时间

在75 U/mL加酶量的条件下，55℃下分别处理2 h、4 h、6 h、8 h、10 h，以水解液的OD520表示，结果见图3。

图3 果胶酶水解时间对水解液中还原糖OD520的影响

由图3可知，随着水解时间的延长，水解液中还原糖含量逐渐增加，达到6 h时，水解速度放缓，到8 h时水解液中还原糖含量达到最高值，但是综合水解效率选择水解时间为6 h。

2.2.2蛋白酶酶解条件优化

2.2.2.1蛋白酶加入量对酶解的影响

在果胶酶处理的水解液中降温至45℃，分别选择加入150 U/mL、250 U/mL、350 U/mL、450 U/mL和550 U/mL的蛋白酶，酶解5 h，测定水解液中游离氨基酸的含量，结果见图4。

由图4可知，随着加酶量的增加，水解液中游离氨基酸也在增加，当加酶量达到350 U/mL时，水解液中游离氨基酸的增加开始放缓，综合考虑成本，选择加酶量为350 U/mL。

图4 蛋白酶加入量对水解液中游离氨基酸的影响

2.2.2.2酶解温度对酶解效果的影响

在果胶酶处理的水解液中分别降温至15℃、25℃、35℃、45℃和55℃时，再加入350 U/mL的蛋白酶，酶解5 h，测定水解液中游离氨基酸的含量，结果见图5。

图5 蛋白酶酶解温度对水解液中游离氨基酸含量的影响

由图5可知，随着酶解温度的升高，水解液中游离氨基酸也在增加，当酶解温度达到45℃时，水解液中游离氨基酸达到最高，因此选择酶解温度为45℃。

2.2.2.3酶解时间对酶解效果的影响

在果胶酶处理的水解液中降温至45℃时，加入350 U/mL的蛋白酶，分别酶解1 h、3 h、5 h、7 h、9 h、11 h、13 h，测定水解液中游离氨基酸的含量，结果见图6。

图6 蛋白酶酶解时间对游离氨基酸含量的影响

由图6可知，随着酶解时间的延长，水解液中游离氨基酸也在增加，当酶解时间达到7 h时，水解液中游离氨基酸达到最高，因此选择酶解时间为7 h。

综上所述，果胶酶酶解条件：加入紫菜悬浮液中至终浓度为75 U/mL, 55℃下酶解6 h；蛋白酶酶解条件为：果胶酶酶解液降温冷却至45℃，加入终浓度为350 U/mL的蛋白酶，酶解7 h。研究所采用的果胶酶和蛋白酶的水解力较高，可产生大量的还原糖和氨基酸，这样就保证了酿制出的紫菜酒具有较高的营养和保健功能[16]。

2.3发酵工艺参数的确定

将酶解后的紫菜悬浮液离心除去残渣，制得紫菜汁。用葡萄糖或蔗糖调整紫菜汁的糖度为15 %，用柠檬酸调整紫菜汁的pH值为4.5～5.0。

研究发现，酿酒酵母和生香酵母比例对酒的风味影响比较大，因此需要确定二者的比例。

将酿酒酵母和生香酵母分别接种于种子培养基中(0.6 %～1 %紫菜粉，0.4 %～1 %葡萄糖)活化24 h；将酿酒酵母和生香酵母以紫菜汁质量1.5 %的接种量分别接种于处理好的紫菜汁中，选择其接种比例分别为1.5 %酿酒酵母、1 %酿酒酵母∶0.5 %生香酵母、0.5 %酿酒酵母∶1 %生香酵母和1.5 %生香酵母，接种好的紫菜汁于20℃发酵，经5 d发酵后的紫菜汁，每天进行无氧倒桶1次，连续倒桶2～3次，继续置于20℃下发酵，8～12 d完成发酵，得紫菜酒原液。对原液采用感官评定的方式进行评价后选定最佳接种比例。感官评价评分表见表3。共邀请7位评酒员测评，评价结果见表4。

表3 紫菜酒原液感官评分表

表4 紫菜酒原液感官评分结果

由表4可知，接种量为1 %酿酒酵母和0.5 %生香酵母时评价最优，因此选择此条件为接种量。

本方法所选用的酿酒酵母和生香酵母具有发酵起始速度快，发酵比较平稳，酒精度较高，产香能力较强，是优良的紫菜酿酒酵母组合。

2.4澄清工艺的确定

2.4.1果胶酶用量的确定

称取0.1 g果胶酶溶解到10 mL纯净水中，配制成1 %的果胶酶溶液。向5个装有20 mL紫菜原酒的三角瓶中分别加入果胶酶溶液0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL、1 mL，配制成果胶酶含量为0.1 g/L、0.2 g/L、0.3 g/L、0.4 g/L、0.5 g/L的紫菜酒样品，搅拌均匀后静置，待酒液完全澄清后，取上清液，在波长680 nm下进行透光率测定，结果见图7。

图7 果胶酶浓度对紫菜酒澄清度的影响

由图7可知，随着果胶酶用量的增加，紫菜酒原酒的澄清度呈上升趋势，当果胶酶浓度为0.3 g/L时，紫菜酒原酒的透光率超过75 %，澄清效果明显；当果胶酶浓度为0.4 g/L时，紫菜酒原酒透光率达到90 %以上；当果胶酶浓度大于0.4 g/L时，澄清度变化幅度不大。因此，确定果胶酶作为澄清剂的最适用量为0.4 g/L。

2.4.2果胶酶澄清时间的确定

取50 mL紫菜酒原酒，加入1 %的果胶酶溶液至终浓度达到0.4 g/L，静置澄清，澄清1 h、2 h、3 h、4 h、6 h、8 h、12 h、24 h后，取上清液分别测定澄清度，结果见图8。

图8 果胶酶作用时间对紫菜酒澄清度的影响

由图8可知，澄清度随着澄清时间的延长而上升，6 h后变化幅度趋于稳定，因此，果胶酶澄清紫菜原酒的作用时间控制在6 h。

2.5紫菜酒产品质量指标的检测

感官指标：色泽，均匀一致，呈棕色；状态，均匀，无杂质，无沉淀；滋味和味道，具有紫菜特有的清香，无异味。

理化指标：酒精度10 %vol左右。

微生物指标：该紫菜酒菌落总数1 cfu/mL，未检出致病菌。

3　结论

紫菜酒生产工艺如下，水浴：料液比为1∶50（g/mL），温度90℃，水浴1 h。果胶酶酶解条件为：加入紫菜悬浮液中至终浓度为75 U/mL, 55℃下酶解6 h。蛋白酶酶解条件为：果胶酶酶解液降温冷却至45℃时，加入终浓度为350 U/mL的蛋白酶，酶解7 h。发酵：酿酒酵母和生香酵母比例为2∶1，接种量为1.5 %，初始加糖量为15 %，发酵72 h后，再补加10 %的蔗糖，继续发酵72 h，温度20℃。澄清：以果胶酶作为澄清剂，用量为0.4 g/L，静置6 h。

对产品进行的理化指标、感官指标和微生物指标的检测显示，该产品口感醇厚，有淡淡的甜味，具有较为浓郁的紫菜清香味，且含有较高的氨基酸，是符合GB 19297—2003微生物卫生标准的绿色天然保健酒。

研制的紫菜酒经过悬浮、酶解、发酵、澄清等工艺最终制成成品，保留了紫菜独特的香味，通过超声等处理，在最大限度溶出营养成分的同时，又没有破坏紫菜中的藻蛋白等营养成分。本研究研制的紫菜酒没有添加任何香味剂、防腐剂、色素等添加剂，营养丰富，蛋白质含量高，可满足不同层次消费者的需求。

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The Processing Techniques of Laver Wine

LIU Xiumin1, CUI Zhijun1, ZHAO Li1and CHEN Limei2
(1. Hebei Jiaotong Vocational and Technical College, Shijiazhuang, Hebei 050035; 2. Tianjin Institute of Industrial Biotechnology, Chinese Academy of Sciences, Tianjin 300308, China)

Abstract:The processing techniques of laver wine were studied and the key points including pretreatment, enzyme hydrolysis and clarification were optimized as follows: 1 h water bath of grinded laver (the ratio of grinded laver and water was 1∶50 (g/mL) at 90℃, then 75 U/mL pectinase was added to the laver suspension for hydrolysis at 55℃for 6 h, and 350 U/mL protease was added as the solution temperature dropped to 45℃for 7 h hydrolysis. The inoculating quantity of S.cerevisiae and aroma-producing yeast at the ratio of 2∶1 was 1.5 % and the initial sugar content adjusted to 15 %. After 72 h fermentation, 10 % sugarcane was added for subsequent 72 h fermentation at 20℃. Finally, 0.4 g/L pectinase was selected as the clarifier for the clarification with 6 h standing time. The produced laver wine had strong laver aroma and light sweet taste, contained high content of amino acids, and it was a kind of green healthcare wine.

Key words：laver；healthcare wine；fermentation；enzyme hydrolysis

作者简介：刘秀敏(1978-)，女，讲师，博士。

收稿日期：2015-12-09

DOI：10.13746/j.njkj.2015461

中图分类号：TS262.91；TS261.4

文献标识码：A

文章编号：1001-9286(2016)04-0085-04

优先数字出版时间：2016-02-02；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160202.1552.008.html。