核桃奶酒的工艺优化

朱俊杰，吴天祥，2*，兰　洋，汤庆莉

（1.贵州大学 酿酒与食品工程学院，贵州 贵阳 550025；2.贵州省发酵与酿造重点实验室，贵州 贵阳 550025）

核桃奶酒的工艺优化

朱俊杰1，吴天祥1，2*，兰洋1，汤庆莉1

（1.贵州大学 酿酒与食品工程学院，贵州 贵阳 550025；2.贵州省发酵与酿造重点实验室，贵州 贵阳 550025）

以鲜牛乳和核桃为原料，核桃经粉碎、磨浆、脱脂、调配等工序后以体积分数10%加入鲜牛乳中，并接酵母菌和乳酸菌进行混菌发酵得到核桃奶酒。通过单因素试验和正交试验设计优化发酵工艺。结果表明，发酵初始pH和发酵时间是影响核桃奶酒品质的显著因子，而发酵温度，不同酵母菌与乳酸菌的比例对核桃奶酒品质影响较小。当酵母菌与乳酸菌菌种比例为3%∶1%，发酵温度为30℃，发酵初始pH为4.5，发酵时间为8 d，可得到香味突出、口味独特的核桃奶酒。

核桃；奶酒；酵母菌；乳酸菌；发酵

奶酒又称乳酒，是以牛奶、马奶等乳类或乳制品为原料，添加发酵剂后经酒精发酵和乳酸发酵，生成略带碳酸气的低度酒［1］，按发酵和后处理方式分类可分为发酵奶酒、勾兑奶酒、蒸馏奶酒、起泡奶酒和加气起泡奶酒［2］。其不仅含丰富的营养物质，而且具有味道独特、功能性强的特点［3-5］。但传统的奶酒工艺复杂，并且需要特殊的发酵剂，生产适应性差，质量不稳定。为解决这一问题，扈麟等［6］以鲜牛乳和糯米为主要原料研制出一种新型奶酒，翁鸿珍等［7］也对奶酒进行了工艺优化。而本课题组在前期酒类研发工作的基础之上［8-9］，研究主要利用乳酸菌发酵剂和酿酒酵母的共同作用，以鲜牛乳为原料同时加入核桃，探讨一种简单易行的新型低醇奶酒生产工艺，为加快这一发酵乳制品大规模的推广和生产提供借鉴。在发酵过程中，酵母菌和乳酸菌的共培养也可能会产生一些代谢产物，这些代谢产物会改善产品的风味［10］。核桃类型的饮品非常之多，王端等［11］以核桃、葛根为原料进行发酵得到复合饮料，骆倩等［12］以核桃为主要原料制得一种植物蛋白饮料，姜莉等［13］也以核桃酶解液、树莓汁、鲜牛乳、蔗糖为主要原料制得一种酸奶，但都只是通过加工制成核桃乳而已。本试验把核桃加入鲜牛乳中发酵制成一种新型的饮品核桃奶酒。核桃奶酒不仅含有核桃丰富的营养成分［14］，而且有乳酒特有的香味和口感。这种新型乳酒酒精度不高，且适合广大的人群饮用，具有广阔的市场前景。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

鲜牛乳、核桃：市售；

安琪酿酒高活性干酵母：湖北安琪酵母股份有限公司；乳酸菌（由保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌按1∶1混合）：市售；

其余化学试剂均为国产分析纯。

1.2仪器与设备

pHS-3C pH计：上海佑科仪器仪表有限公司；WZ-108手持糖度计：昆山市元翰电子设备有限公司；TG328A分析天平：上海舜宇恒平科学仪器有限公司；SW-CJ-1D净化工作台：苏州净化设备有限公司；GZX-9070数显鼓风干燥箱：上海市博学仪器总厂；SPX-150B-Z生化培养箱：常州市凯航仪器有限公司；YXQ-LS-30SII高压蒸汽灭菌锅：苏州江东精密仪器有限公司；UV-7502PC紫外可见分光光度计：上海舜宇恒平科学仪器有限公司；BCD-215KC海尔冰箱：海尔集团。

1.3方法

1.3.1工艺流程

1.3.2操作要点

原料处理：选用新鲜，无虫害，无霉烂变质，壳亮且饱满的核桃，去壳后用流水充分清洗干净。用清水浸泡核桃仁30 min，浸泡时，核桃仁与水的比例为1∶2（g∶mL），使核桃仁充分吸水膨胀。

去皮脱涩：将1%的NaOH置于锅中，加热升温至90～95℃时，投入核桃仁进行热烫处理，3～5 min后取出，用流水冲洗去皮，直至核桃皮脱净。

护色：用0.5%NaCl和0.02%Na2SO3混合溶液浸泡脱皮后的核桃仁3～4 h，进行护色漂白处理，然后用清水漂洗2遍［15］。

磨浆：将脱皮去涩的核桃仁与水按料液比为1∶15（g∶mL）加入磨浆机中研磨，将分离出的渣再加水进行二次磨浆，并将研磨后浆液与第一次浆液混合均匀。用纱布过滤后制得核桃液备用。

脱脂：把核桃乳加热至80℃左右后，冷却后除去表面的一层脂肪膜，反复多次至无新膜形成。

调配：用白砂糖调整核桃乳的糖度至19°Bx，并按照体积分数10%加入鲜牛乳中。

杀菌、冷却：采用高压蒸汽灭菌法，121℃灭菌15 min。灭菌后冷却并保藏以备用。

菌种活化：干酵母∶蔗糖∶蒸馏水=1∶2∶5，先用温水将蔗糖充分溶解，缓慢加入干酵母，边加边搅拌。放入30℃培养箱中静置30 min。乳酸菌活化：取0.5 g乳酸菌于100 mL脱脂乳培养基中于37℃培养箱中活化6 h。

发酵：将经过预处理的核桃乳分装在容量为500 mL的三角瓶中，调整pH，装液量为200 mL。接入酵母菌和乳酸菌，先进行单因素试验后进行正交试验。接种后放入恒温培养箱内静置发酵。

1.3.3单因素试验

经过多次试验，发现不同菌种比例、发酵温度、初始pH、发酵时间是核桃奶酒发酵的关键因素。酵母菌与乳酸菌比例分别设定为1%∶0、1%∶1%、2%∶1%、3%∶1%、1%∶2%；发酵温度分别设定为26℃、28℃、30℃、32℃、34℃；初始pH分别设定为3.5、4.0、4.5、5.0、5.5；发酵时间分别设为4 d、 6 d、8 d、10 d、12 d；采用单一变量控制法做这4个单因素试验，所有发酵完成后对各组核桃奶酒进行残糖、酒精度、pH的测定和感官品评。

1.3.4正交试验

在单因素试验的基础上，选取菌种比例（A），发酵温度（B），发酵初始pH（C）和发酵时间（D）为4个因素，以感官评分为考察指标，进行4因素3水平正交试验，优化发酵工艺。正交试验因素水平见表1。

表1　核桃奶酒发酵条件优化正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal tests for fermentation conditions optimization of walnut milk wine

1.3.5测定方法

残糖的测定：斐林试剂滴定法［16］；酒精度的测定：酒精计比重法［17］；可溶性固形物的测定：GB12143.1—2008《饮料通用分析方法》；pH的测定：用pHS-3C型精密酸度计测定。

感官评价：由7位均具有一定感官品评基础的人员组成，发酵后对色泽（10分），香味（25分），滋味（50分），风格（15分）进行打分，满分100分，取平均分。优质的奶酒色泽应为淡淡的黄色，澄清并且透明，具有浓郁的乳香，香气协调，有着核桃特有的香味，口感醇厚，甘味适口，回味悠长，无异味。感官评价标准见表2。

表2　核桃奶酒的感官评价标准Table 2 Sensory evaluation standard of walnut milk wine

2　结果与分析

2.1核桃奶酒生产的单因素试验

2.1.1菌种比例对核桃奶酒品质的影响

核桃奶酒发酵过程采用的是混合菌种的共同发酵，这样不仅提高发酵速度且口味独特。其中酵母菌产乙醇，乳酸菌可利用乳蛋白的降解促进酵母的生长繁殖，同时也生成乳酸乙酯、乙酸乙酯等，使核桃奶酒香气浓郁，试验分别取酵母菌与乳酸菌比例为1%∶0，1%∶1%，2%∶1%，3%∶1%，1%∶2%，在pH 4.0的条件下30℃发酵8 d，进行感官评价和理化指标测定，确定合适的菌种比例，结果见表3。

表3　菌种比例对核桃奶酒理化指标及感官评价的影响Table 3 Effect of strain ratio on physicochemical indexes and sensory evaluation of walnut milk wine

由表3可见，酵母菌所占比例越大，酒精度越高，残糖量越低，pH略微降低，可能是由于发酵产生了一些有机酸。但酵母菌过高也会影响奶酒的品质，在酵母菌∶乳酸菌为2%∶1%时，感官评分最高，口感最优。不加乳酸菌评分最低。因此选择酵母菌∶乳酸菌为2%∶1%进行发酵试验。

2.1.2发酵温度对奶酒品质的影响

发酵温度的不同可直接影响微生物的生长和生长代谢产物的合成，从而影响成品酒的风味与品质，试验综合酵母菌与乳酸菌的适宜生长温度，在酵母菌∶乳酸菌为2%∶1%、pH 4.0条件下分别于26℃、28℃、30℃、32℃、34℃发酵8 d，进行感官评定和理化指标测定，确定合适发酵温度，结果见表4。

表4　发酵温度对核桃奶酒理化指标及感官评价的影响Table 4 Effect of fermentation temperature on physicochemical indexes and sensory evaluation of walnut milk wine

由表4可以看出，在低温时酸乳菌生长缓慢，酒精度低，口感不佳；30℃酵母菌繁殖力旺盛；温度高于30℃虽然适合乳酸菌的生长，但对酵母菌生长不利，且易染杂菌，发酵能力有所下降，由感官品评可知，核桃奶酒在30℃发酵时口感最优。因此选择发酵温度为30℃进行发酵试验。

2.1.3pH对奶酒品质的影响

初始pH对奶酒发酵的影响：经过测定，核桃乳中含糖量较低，且主要为乳糖，酵母菌对乳糖的利用率较低，为了补充糖分不足对酒精发酵后成品酒的影响，用蔗糖调整表观糖度至19°Bx。用柠檬酸分别调整发酵液初始pH为3.5、4.0、4.5、5.0、5.5，在菌种比例为2%∶1%，30℃条件下发酵8 d，进行感观评定和理化指标测定，确定合适的初始pH，结果见表5。

表5　初始pH对核桃奶酒理化指标及感官评价的影响Table 5 Effect of initial pH on physicochemical indexes and sensory evaluation of walnut milk wine

由表5可以看出，初始pH在4.5时核桃奶酒的感官评价最好，pH过低酒体酸度过强，影响口感。pH过高不利于酵母与乳酸菌的发酵，影响奶酒的品质。因此选择初始pH值为4.5进行发酵试验。

2.1.4发酵时间对奶酒品质的影响

发酵时间可直接影响酒精的产生，从而影响成品酒的风味与品质。在菌种比例为2%∶1%，初始pH 4.0的条件下30℃分别发酵4 d、6 d、8 d、10 d、12 d，进行感官评定和理化指标测定，确定合适发酵时间。结果见表6。

表6　发酵时间对核桃奶酒理化指标及感官评价的影响Table 6 Effect of fermentation time on physicochemical indexes and sensory evaluation of walnut milk wine

由表6可以看出，发酵时间过短，酵母菌没有充分发酵，产酒率低且残糖量高，没有酒香和乳香，口感也欠佳。发酵时间过长，因为奶酒有很浓的闷味，口感不佳。在8 d时感官评定最优，为86分。因此选择发酵时间为8 d进行发酵试验。

2.2核桃奶酒生产的正交试验

在单因素试验的基础上，选用酵母菌与乳酸菌的菌种比例、发酵初始pH、发酵温度和发酵时间4个因素作为考察的对象，各选取3个水平，以感官评分为考察指标进行4因素3水平正交试验，优化发酵工艺，结果见表7。

由正交试验结果（表7）可知，以上4个因素对核桃奶酒的品质都有不同程度的影响，各因素对核桃奶酒品质的影响顺序为发酵初始pH＞发酵时间＞发酵温度＞菌种比例，通过极差分析得出核桃奶酒的最佳工艺参数为A3B2C3D2或A3B3C3D2，即酵母菌与乳酸菌菌种比例为3%∶1%，发酵温度为30℃或32℃，发酵初始pH为4.5，发酵时间为8 d，从方便调节温度及经济角度考虑，选择发酵温度为30℃。在此条件下进行验证试验，该核桃奶酒的感官评分为88分。

表7　核桃奶酒发酵条件优化正交试验结果与分析Table 7 Results and analysis of orthogonal tests for fermentation conditions optimization of walnut milk wine

2.3产品指标

2.3.1感官指标

产品色泽为淡黄色，具有浓郁的乳香、核桃特有的香味，香气协调，口感醇厚，甘味适口，回味悠长，无异味，无沉淀。

2.3.2理化指标

酒精度：7.0%vol；pH值：3.77；残糖：2.71 mg/mL。

2.3.3微生物指标

大肠菌群≤3 MPN/100 mL；致病菌：未检出。

3　结论

以鲜牛奶为原料加入核桃进行酵母和乳酸菌混合发酵生产奶酒，其最适宜工艺为酵母菌与乳酸菌菌种比例为3%∶1%，发酵温度为30℃，发酵初始pH为4.5，发酵时间为8 d，在此条件下制得的核桃奶酒感官评分为88分，色泽为淡黄色，具有浓郁的乳香、核桃特有的香味，香气协调，口感醇厚，甘味适口，回味悠长，无异味，无沉淀。

［1］李凤林，崔福顺.乳及发酵乳制品工艺学［M］.北京：中国轻工业出版社，2007.

［2］李星科，李开雄，邹圣东.酸马奶酒［J］.中国乳业，2006（7）：58-60.

［3］翟燕，陈有君.奶酒的类型生产工艺及其营养价值［J］.农产品加工，2007（7）：68-70.

［4］LAGINDI S O O.Kefir：a probiotic dairy-composition，nutrition and therapeutic aspects［J］.Pakistan J Nutr，2003，2（2）：54-59.

［5］ALLGEYER L C，MILLER M J，LEE S Y.Sensory and microbiological quality of yogurt drinks with prebiotics and probiotics［J］.J Dairy Sci，2010，93（10）：4471-4479.

［6］扈麟，周传云，王远亮.一种新型奶酒的研制［J］.中国酿造，2009，28（2）：157-160.

［7］翁鸿珍，吕佳，王春龙等.发酵奶酒新工艺的研究［J］.中国酿造，2007，26（7）：81-83.

［8］侯格妮，李俊，李然洪，等.蓝莓白兰地特征香气成分的GC-MS分析［J］.食品与机械，2013，29（3）：21-26.

［9］吴天祥，田志强.品鉴贵州白酒［M］.北京：北京理工大学出版社，2014.

［10］MUGULA J K，NARVHUS J A，SORHAUG T.Use of starter cultures of lactic acid bacteria and yeasts in the preparation of togwa，a Tanzanian fermented food［J］.Int J Food Microbiol，2003，83（3）：307-318.

［11］王端，周鸿翔，王晓丹，等.葛根核桃肽复合饮料发酵工艺的研究［J］.中国乳品工业，2015，43（8）：57-60.

［12］骆倩，郑力，吴旭，等.核桃蛋白饮料工艺及其稳定性研究［J］.中国乳品工业，2010，38（12）：52-55.

［13］姜莉，徐怀德，陈金海.核桃多肽果味酸奶的研制［J］.中国乳品工业，2012，40（12）：54-57.

［14］李敏，刘媛，孙翠，等.核桃营养价值研究进展［J］.中国粮油学报，2009，24（6）：166-170.

［15］刘金福，王浩田，刘坤明，等.核桃乳饮料生产工艺研究［J］.天津农学院学报，2000，7（1）：8-11.

［16］天津轻工业学院，大连轻工业学院，无锡轻工大学，等.工业发酵分析［M］.北京：中国轻工业出版社，1980.

［17］李永飞，吕欣，段作营，等.清液补料酒精发酵工艺研究［J］.食品与发酵工业，2002，28（12）：17-19.

Optimization of walnut milk wine technology

ZHU Junjie1，WU Tianxiang1，2*，LAN Yang1，TANG Qingli1
（1.School of Liquor&Food Engineering，Guizhou University，Guiyang 550025，China；2.Key Laboratory of Fermentation&Brewing of Guizhou Province，Guiyang 550025，China）

Using fresh milk and walnut as raw material，adding walnut milk（10%）into the fresh milk after crushing，grinding，skimming and content adjustment of walnut，walnut milk wine was produced with inoculum of yeast and lactic acid bacteria.Fermentation process was optimized by single factor test and orthogonal test design.Results showed that the initial pH and fermentation time were significant factors that influenced the quality of walnut milk wine.Meanwhile，the fermentation temperature，the proportion of yeast and lactic acid bacteria had little effect on the quality of walnut milk wine.The prominent aroma and unique flavor of walnut milk wine could be obtained when the proportion of yeast and lactic acid bacteria was 3%∶1%，fermentation temperature was 30℃，initial pH was 4.5 and fermentation time was 8 d.

walnut；milk wine；yeast；lactic acid bacteria；fermentation

TS252.4

0254-5071（2016）03-0156-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.03.036

2015-12-26

贵州省薏苡仁工程技术研究中心项目（黔科合农G字［2012］4001号）

朱俊杰（1989-），男，硕士研究生，研究方向为食品微生物。

吴天祥（1965-），男，教授，博士，研究方向为发酵工程与生物转化。