混合型液态发酵茶酒工艺分析

张阳阳,雷 磊,李建芳,刘 磊,刘鹏飞,李 向

(信阳农林学院 食品学院,河南 信阳 464000)

传统黄酒的生产工序比较复杂,需经蒸煮、摊晾、连续发酵烧制多遍才能出酒,且效益低下、燃料消耗较高。以小米和毛尖为主要原料进行酶解法混合型液态发酵,既可以提升小米的经济价值、增加茶叶的利用途径,又可以节约时间与成本,并赋予黄酒新的感官风味,丰富酒的种类与工艺。以茶入酒,酒既具有茶的口感、营养和药用功效,又具有黄酒的热烈豪爽,是茶文化与酒文化的完美结合[1]。

信阳毛尖茶不仅是信阳特产,也是国内知名的绿茶品种。其气味清香,口感甘甜香醇,色泽翠绿,含有丰富的营养物质。茶叶中的儿茶素对促瘤剂活性具有抑制作用,可以防止癌细胞的生成[2]。此外,茶叶中的儿茶素、咖啡碱和嘌呤等物质对人体内油脂的质量分数有降低作用[3]。茶多酚、咖啡碱等成分不但能够增加酒中茶的韵味,还对酒的色泽、口感、气味和风格有影响[4]。将小米用于酒类发酵的历史也很悠久,据《本草纲目》记载,最初酿制黄酒的原料即为小米。小米酒具有很高的营养价值,不仅含有大量B族维生素与多种氨基酸,还含有多种无机盐,具有预防心血管疾病,促进人体新陈代谢等功能[5]。笔者以小米、信阳毛尖为主原料,研究酶解法液态发酵制备茶酒的工艺,采用单因素与正交实验设计,制备一种兼具黄酒与茶特色的茶酒,以丰富酒的品种,为发酵型酒的工艺研究提供一定的数据参考。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

小米,市售;茶叶,广义牌一级信阳毛尖;活性干酵母ADY、安琪酿酒酵母,安琪酵母股份有限公司;白砂糖,湖南奥驰生物科技有限公司;α-淀粉酶,酶活力2×104U/g,南宁庞博生物工程有限公司;糖化酶5×104U/g,深圳市振芯嘉贸易有限公司。

1.2 仪器与设备

WFZ-UV-2102C型紫外可见分光光度计,尤尼柯上海仪器有限公司;DD-1型电子万用炉,北京市永光明医疗仪器有限公司;JYZB8型料理机榨汁机,九阳股份有限公司;FA1004电子天平,上海友声衡器有限公司;酒精计,武强县新林仪器仪表有限公司;WYT型手持糖度计,上海沪粤明科学仪器有限公司;Start3C实验室pH计,上海奥豪斯仪器有限公司;101-3型恒温鼓风干燥箱,北京市科伟永兴仪器有限公司;SPX-250BⅢ生化培养箱,北京科伟永兴仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 工艺流程

1) 茶汁的制备

将信阳毛尖茶叶使用粉碎机粉碎后,使用100目滤布过滤。以m(茶叶末)∶V(蒸馏水)=1∶100(简称茶水比,质量单位为g,体积单位为mL),温度90 ℃,浸提20 min。浸提后获得的提取液使用200目滤布过滤,冷却备用。

2) 小米浆的制备

将小米与蒸馏水以1∶100(体积比,下同)制备小米浆,冷却。向冷却后的小米浆中添加α-淀粉酶并搅拌均匀,90 ℃恒温静置水浴15 min。当小米浆温度降至60 ℃时,加入原料体积0.3%的糖化酶,60 ℃恒温水浴锅保温3 h至加碘液无蓝色出现,视为糖化完全。取出糖化后的小米浆,100目滤布过滤,冷却至30 ℃备用[6]。此时使用阿贝折射仪测定糖度,其值约为4%,为使酒精度达到10%,需按比例加入糖调整糖度到17%。

3) 酵母的活化

按正交因素表称量活性干酵母,添加至2%的蔗糖溶液中搅拌均匀,置于30～40 ℃的恒温培养箱中培养活化15 min。

4) 过滤与后发酵

发酵结束后在上清液中加入明胶,添加量为0.2 g/L,倒罐以除去杂质,100目纱布过滤后进行后发酵[7]。使用间歇式巴氏杀菌法(63 ℃,30 min)杀灭料液中的微生物,用冷水迅速冷却,低温存放[8]。

1.3.2 茶汁浸提工艺实验设计

根据绿茶的特性[8]可知:影响茶汁浸提的关键因素为浸提时间、浸提温度和茶水比。笔者根据先前的研究结果设计了单因素实验,以感官评分为依据确定各因素最佳水平。

在浸提温度90 ℃、浸提时间20 min条件下,研究茶水比分别为1∶20,1∶40,1∶60,1∶80,1∶100,1∶120时对茶汁感官质量的影响,并进行评分;在浸提时间20 min、茶水比1∶100条件下,研究浸茶温度分别为70,75,80,85,90,95 ℃时对茶汁感官质量的影响,并进行评分;在茶水比1∶100,浸茶温度90 ℃条件下,研究浸提时间分别为5,10,15,20,25,30 h时对茶汁感官质量的影响,并进行评分。

1.3.3 茶酒发酵工艺实验设计

1) 单因素实验设计

以影响小米茶酒的关键因素酵母接种量、发酵时间和原料配比进行单因素实验,通过感官评分探究各因素的最佳水平。在发酵时间7 d,茶汁与小米浆体积比(简称茶浆比)为1∶1的条件下,研究酵母接种量分别为0.3%,0.5%,0.7%,0.9%,1.1%,1.3%时对发酵酒感官品质的影响。在酵母接种量0.9%,茶浆比1∶1的条件下,研究发酵时间分别为1,2,3,5,7,9 d时对发酵酒感官品质的影响。在酵母接种量0.9%,发酵时间5 d的条件下,研究茶浆比分别为1∶0.25,1∶0.5,1∶1,1∶2,1∶3,1∶4时对发酵酒感官品质的影响。

2) 正交实验设计

为获得发酵茶酒的最优工艺,在单因素实验的基础上,以感官评分选择最优水平,设计L9(33)正交实验,因素水平见表1,其中因素分别为接种量A、发酵时间B和茶浆比C。

表1 正交实验因素水平表

1.3.4 检测方法

1) 感官评定

茶汁评分标准:由10名有感官鉴评经验的食品及相关专业人员组成感官评价小组,对不同条件下茶汁的色泽、气味和口感进行评价,结果取平均值,评分标准见表2;发酵茶酒评分标准:参照邱新平等[9]制定的茶酒感官评定标准,结合实验产品性质,制定的感官评定标准。由10名食品行业人员构成感官评价小组,对酒的颜色、气味和口感进行评价,其结果取平均值,评分标准见表3。

表2 茶汁质量评价标准

表3 小米混合液态发酵茶酒质量评定标准

2) 理化指标测定

糖度参照GB/T 35887—2018《白砂糖试验方法》中蔗糖分的测定方法测定;总糖参照GB/T 13662—2018《黄酒》6.3总糖中铁氰化钾滴定法测定;酒精度参照GB/T 13662—2018《黄酒》6.4酒精度比重计法测定;pH参照GB/T 13662—2018《黄酒》6.5 pH计法测定;酸度参照GB/T 12456—2021《食品中总酸的测定》测定;茶多酚质量分数参照GB/T 21733—2008《茶饮料》中茶多酚的检测方法测定。

2 结果与分析

2.1 茶汁品质的影响因素

2.1.1 茶水比对茶汁质量的影响

在浸提温度90 ℃,浸提时间20 min条件下,探究不同茶水比对茶汁品质的影响,结果见图1。

图1 不同茶水比对毛尖茶汁感官质量的影响

由图1可看出:当茶水比为1∶100时,茶汁的感官评分最高,其茶汁颜色黄亮,香味明显,并且饮用后唇齿留香;当茶水比高于1∶100时,由于茶叶添加量过多,味道苦涩,气味刺鼻;当茶水比低于1∶100时,口感寡淡,几乎无茶香。

2.1.2 浸提温度对茶汁质量的影响

在茶水比为1∶100,浸提时间20 min条件下,探究不同浸茶温度对茶汁品质的影响,结果见图2。

图2 浸泡温度对毛尖茶汁质量的影响

由图2可以看出:当温度为90 ℃时,浸提所得茶汁气味、口感、色泽整体最佳;当温度低于90 ℃时,有机成分提取不完全,口感寡淡,茶汁色泽清浅;当温度高于90 ℃时,茶汁色泽昏黄,气味苦涩,可能是由于温度过高导致部分有机成分遭到破坏。

2.1.3 浸提时间对茶汁质量的影响

在茶水比为1∶100,浸提温度90 ℃的条件下,探究不同浸茶时间对浸提茶汁品质的影响,结果见图3。

图3 浸提时间对毛尖茶汁质量的影响

由图3可看出:浸提20 min时,浸取的茶汁气味、口感、色泽最佳;当浸提时间小于20 min时,浸提不充分,茶汁的气味不明显,口感清淡,色泽清浅;当浸提时间大于20 min时,色泽为黄绿色,口感稍苦涩。

2.2 混合型液态发酵工艺实验结果

2.2.1 酵母接种量对成品酒的影响

在发酵时间7 d,茶浆比1∶1的条件下接种酵母,探究不同酵母接种量对成品酒品质的影响,结果见图4。

图4 酵母接种量对成品酒的影响

由图4可看出:当酵母的接种量为0.9%～1.1%时,发酵所得茶酒的香气最为浓郁,感官质量较高;当酵母的接种量小于0.9%时,发酵速度过慢,所得酒液的滋味及香气较淡;当酵母的接种量大于1.1%时,酵母繁殖旺盛,导致酒液浑浊,有恶劣气味。

2.2.2 发酵时间对成品酒的影响

在接种量为0.9%,茶浆比1∶1的条件下,探究不同发酵时间对成品酒品质的影响,结果见图5。

图5 发酵时间对成品酒的影响

由图5可看出:当发酵时间为5 d时,所得茶汁气味、口感,色泽最佳;当发酵时间小于5 d时,发酵不完全有机物未完全分解;当发酵时间超过5 d时,酵母繁殖过多,酒中酸味加重且色泽暗淡。

2.2.3 茶浆比对成品酒的影响

在接种量为0.9%,发酵时间5 d的条件下,探究茶浆比对成品酒的影响,结果见图6。

图6 茶浆比对成品酒的影响

由图6可看出:当茶浆比为1∶2时,酒的风味最佳,此时香味均匀,味道柔和;当茶浆比高于1∶2时,由于淀粉质量分数过低,发酵后酒香不明显;当茶浆比低于1∶2时,成品酒浑浊且几乎无茶香。

2.2.4 正交实验

以发酵酒的口感、气味、色泽为指标进行感官评分,以确定最佳发酵条件,正交实验[10]结果见表4。

表4 正交实验及结果分析

由表4数据的极差可知各因素对发酵酒影响的主次顺序:发酵时间>茶浆比>酵母接种量。当发酵组合为A3B2C3时发酵酒的感官品质最好。由于最优组合不在实验设计中,故对其进行验证。对该组合发酵的成品酒进行感官评定,结果见表5。

表5 验证实验

表5验证结果表明:A3B2C3的评分结果高于A3B3C3,即接种量为1.1%,发酵时间为5 d,茶浆比为1∶3时发酵所得茶酒的感官评价最佳。对其进行理化指标测定[11],该茶酒的蔗糖质量浓度为8.1 g/L,pH为2.34,酸度为4.86 g/L(以乳酸计),茶多酚质量分数为93.936 mg/kg,酒精度为16.5%。产品色泽清黄,具有光泽,清澈度良好,茶味与酒味均匀,清香明显,加热饮用后酸甜可口,入口柔滑。

3 结 论

笔者采用酶解法对小米浆进行糖化和液化处理后,与茶汁混合进行发酵。首先利用单因素实验确定最佳浸茶条件为浸取20 min、水温90 ℃、茶水比1∶100;然后在预实验的基础上探究影响发酵酒的关键因素即发酵时间、酵母添加量、茶浆比,通过单因素实验得到了最优参数,设计正交因素表并进行正交实验;最后对发酵茶酒的色泽、口感和味道进行评分,确定了最佳发酵条件为发酵时间5 d、酵母接种量1.1%、茶浆比1∶3。在最佳发酵条件下制成的茶酒色泽鲜亮、口感柔顺,除具有黄酒独有的香气外,还有淡淡的毛尖的醇香。毛尖作为信阳特产,除日常饮用外,尚有很大的开发空间。研究结合了当地特色,充实了茶酒方面的研究,以期对酒行业的新产品开发提供一定的参考。

本文得到了信阳农林学院科技创新团队建设项目(CXTD-201802,KJCXTD-201905)的支持。