利用青钱柳生产保健酒的研究
2021-03-15
(广西大学生命科学与技术学院，广西南宁 530004)
青钱柳是中国特有的天然保健食品资源，含有丰富的天然药用成分[1]，其中青钱柳多糖是近来研究的焦点，研究表明青钱柳中含有的植物多糖能够促进血糖代谢、激活胰岛器官等功能，在降血糖方面有独特的功效，饮用青钱柳炮制的茶叶可以有效地缓解糖尿病[2]，且青钱柳多糖还具有显著的抗氧化活性[3]。有色米作为天然的药食两用功能性食品[4]，其营养成分远高于普通精白米。红米中含有的生物活性物质γ-氨基丁酸（GABA）和黄酮具有多种生物学功效[5]，如抗氧化、改善睡眠、降血压、抗焦虑等[6]。以有色米为原材料，经发酵或与其他食用、药用植物混合发酵，可以获得具有特定功效的保健酒[7]。
本实验以红米为原料，添加青钱柳浸提液混合固态发酵，获得集青钱柳降血糖功效和红米酒抗氧化功效于一体的低酒度保健型米酒。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂及仪器
原料：巴拉吉红米和野生青钱柳叶以及青钱茶叶均由贵州雷山县瑞康生态农业投资有限公司提供。
酒曲：广西大学生命科学与技术学院实验室自主研发。
仪器设备：分析天平，PL303 梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；雷磁pH 计，PSH-3C 上海仪电科学仪器股份有限公司；生化培养箱，LRH-250A上海精宏实验设备有限公司；日立氨基酸分析仪，L-8900 上海荆和分析仪器有限公司；恒温水浴锅，TW-12 重庆雅马拓科技有限公司；岛津分光光度计μ v1800，日本株式会社岛津制作所。
1.2 试验方法
1.2.1 青钱柳红米酒酿造工艺及操作要点
本试验所采用工艺如下：
1.2.1.1 青钱柳浸提液制备
青钱柳叶和水比例为1∶125，100 ℃下浸泡20 min，过滤，取滤液备用。
1.2.1.2 蒸煮
称取500 g 红米，加入上述浸提液1000 mL，浸泡12 h 后蒸煮40 min，要求米粒完整、熟而不糊、透而不烂、疏松均匀、外硬内软。
1.2.1.3 摊晾
将煮好的米摊晾，过程中适时搅拌，待其温度降至30 ℃左右。在操作中应注意周围环境的卫生，以减少被杂菌感染的机会。
1.2.1.4 拌曲
称取酒曲，均匀撒于红米表面上，搅拌，使米粒和酒曲完全混匀。
1.2.1.5 落缸压实
将拌好的红米饭放置在发酵容器中，用手压实不留缝隙，然后用保鲜膜封口，并用橡皮筋包扎，放于保温箱发酵。
1.2.2 单因素试验
以酒精度、总酸、总糖、感官评分为指标，分别考察酒曲添加量A（0.6 %、1.4 %、1.8 %、2.0 %、2.4 %）、发酵温度B（26 ℃、28 ℃、30 ℃、32 ℃、34 ℃）和发酵时间C（5 d、6 d、7 d、8 d、9 d、10 d）对青钱柳红米保健酒品质的影响。
1.2.3 正交试验
在单因素实验的基础上，以酒曲添加量(A)、发酵温度（B）、发酵时间（C）作为正交试验的影响因素，每因素选择3 水平，以青钱柳红米酒的感官评分、酒精度为评价指标，采用L9(34)正交设计确定青钱柳红米酒的最佳工艺参数，正交试验因素与水平表如1所示。
表1 青钱柳红米酒正交试验的因素水平表
1.3 评价标准
1.3.1 酒精度
取发酵液100 mL，倒入500 mL蒸馏烧瓶中，补加蒸馏水100 mL，蒸馏并收集馏出液100 mL，用精密酒精计读取酒精体积分数示值，按照GB/T 15038中附录B 加以温度校正，求得在20 ℃时酒精含量的体积分数，即为酒精度[8]。
1.3.2 感官评分标准
青钱柳红米酒感官评分标准见表2。
1.3.3 黄酮含量的测定
用NaNO2-Al(NO3)3-NaOH 显色法[9]，以芦丁为标准品，准确配制0.12 mg/mL 的芦丁标准溶液，分别吸取此标准溶液0.0 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL、5.0 mL 于6 只10 mL 具塞试管中，各加60 %vol 的乙醇到5 mL，然后加5 %的NaNO2溶液0.3 mL，摇匀，放置6 min后加入10%的Al(NO3)3溶液0.3 mL，放置6 min后加入5%的NaOH溶液4 mL，最后加蒸馏水至刻度，摇匀，放置15 min，在500 nm波长下测定吸光值。以吸光值为纵坐标，芦丁质量浓度为横坐标绘制标准曲线，得到线性回归方程：y=5.1925x-0.0086，R=0.9989。
将样品稀释相当的倍数，配成样品液，准确吸取样品溶液1 mL，置于10 mL 具塞试管中，按上述方法测定吸光值，代入回归方程计算样品中黄酮含量，进行3次平行实验。
表2 青钱柳红米酒感官评价标准
1.3.4 青钱柳多糖的测定
用苯酚-硫酸法[10-11]，以葡萄糖为标准品，准确配制1.0 mg/mL 的葡萄糖标准溶液，分别吸取此标准溶液0.0 mL、1.0 mL、2.0 mL、4.0 mL、6.0 mL、8.0 mL于100 mL 容量瓶中，加水定容，各吸取2 mL，置于10 mL 试管中，加入5%的苯酚溶液1 mL，摇匀，迅速滴加浓硫酸5 mL，摇匀，于沸水浴中加热20 min，迅速冷却至室温，在488 nm 波长下测定吸光值。以吸光值为纵坐标，葡萄糖质量浓度为横坐标绘制标准曲线，得到线性回归方程：y=6.2453x-0.6415(R2=0.9941)。
将样品稀释一定倍数，配成样品液，准确吸取样品溶液1 mL，置于10 mL 具塞试管中，按上述方法测定吸光值，代入回归方程计算样品中青钱柳多糖含量，进行3次平行实验。
1.3.5 总酚含量的测定
用Folin-Ciocalteμ 法[12]，以没食子酸为标准品，准确配制0.5 mg/mL 的没食子酸标准溶液，分别吸取0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL没食子酸标准溶液至25 mL 容量瓶中，用乙醇溶液定容至刻度。分别精确吸取上述不同浓度的溶液5.0 mL 至100 mL 容量瓶中，再分别加入蒸馏水50 mL，斐林试剂4 mL摇匀，静置8 min。加入Na2CO3溶液8 mL，用蒸馏水定容至100 mL。在25 ℃摇床内恒温振荡2 h，显色后，以40%vol乙醇为空白，在765 nm波长下测定吸光值，以吸光值为纵坐标，没食子酸质量浓度为横坐标绘制标准曲线，得到线性回归方程：y=10.641x+0.0395(R2=0.9996)。
将样品稀释一定倍数，配成样品液，准确吸取样品溶液1 mL，置于10 mL 具塞试管中，按上述方法测定吸光值，代入回归方程计算样品中总酚含量，进行3次平行实验。
1.4 功能性成分测定
按优化后的最佳工艺组合条件酿酒，测定黄酮、青钱柳多糖和总酚含量。
2 结果与分析
2.1 单因素试验
2.1.1 酒曲添加量对青钱柳红米酒品质的影响
酒曲添加量分别为0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%，30 ℃下恒温箱发酵10 d。结果如图1所示。
图1 酒曲添加量对酒品的影响
由图1 可知，在一定范围内，酒精度随着酒曲添加量的增加显著增加，但当酒曲添加量增加到一定程度时，酒精度的增加幅度很小；感官评分随酒曲添加量的增加先增加后降低，在酒曲添加量为1%时，感官评分最高，此时的酒精度为16.7%vol。
2.1.2 发酵温度对青钱柳红米酒品质的影响
酒曲添加量为0.8 %，分别在26 ℃、28 ℃、30 ℃、32 ℃、34 ℃恒温箱中发酵10 d。
图2 发酵温度对酒品的影响
由图2 可知，酒精度随着温度的上升先高后降低，这是因为低温时酒曲中产淀粉酶的霉菌和酵母的活性比较低，产生的酒精少，随着温度的升高，霉菌和酵母的活性有所增强，产酒精能力也增强，温度为30 ℃时酒精含量最高，为16.5 %vol，温度超过30 ℃时，随着温度的升高，霉菌和酵母菌的活性又逐渐降低，产生的酒精变少；感官评分随着温度的升高先增加后降低，30 ℃时的感官评分最高。
2.1.3 发酵时间对青钱柳红米酒的影响
酒曲添加量为0.8%，30 ℃恒温箱中分别发酵4 d、6 d、8 d、10 d、12 d。
图3 发酵时间对酒品的影响
由图3 可知，酒精度随着发酵时间的延长逐渐上升，最后趋于平缓；感官评分随着发酵时间的延长先增加后降低，第10 天时的感官评分最高，此时的米酒酒度适中，口感平衡，第10 天后酒的感官评分有所下降，带有苦味。
2.2 正交试验
在单因素试验的基础上，选择酒曲添加量、温度、发酵时间3 个因素进行正交试验，对青钱柳红米酒的工艺进一步优化，结果如表3所示。
表3 青钱柳红米酒正交试验结果
由表3 可知，青钱柳红米酒的最佳工艺组合为A2B2C3，即酒曲添加量为0.8%，发酵温度为30 ℃，发酵时间为12 d。同时由极差R 可知，对青钱柳红米酒品质的影响顺序为：发酵温度＞酒曲添加量＞发酵时间。
2.3 功能性成分测定
按以上最佳工艺组合酿造青钱柳红米酒，得到的米酒酒精度为16.9%vol，酒体清澈透亮，醇香浓郁，口感平衡，感官评分为90 分。测定酒的主要功能性成分，其黄酮含量为196.4 μg/mL，青钱柳多糖含量为203 μg/mL、总酚含量为108 μg/mL。
3 结论
本实验通过单因素研究了温度、酒曲添加量和发酵时间对青钱柳红米酒质量的影响，并通过正交试验确定了最佳工艺组合，即酒曲添加量0.8%，发酵温度30 ℃，发酵时间为12 d。按照最佳工艺组合酿酒后，测定了青钱柳多糖、黄酮和总酚的含量，结果其含量均属于较高水平，表明获得的青钱柳红米酒有较好的感官质量和保健功效。
利用青钱柳复合红米发酵保健酒，目前研究依然处于基础研究，还没有对其保健机制和功能进行研究。因此，需要对青钱柳复合红米酿造的保健酒的保健机理和功能进一步研究，开发出一款新型的、具有保健功能的低酒精度饮品。
