藜麦松露糯米复配饮料酒发酵工艺优化

李翔，胡海洋，龚晓源，蒋方国，邓杰，2，徐漪沙，周闯*

（1.成都大学农业部杂粮重点实验室，四川 成都 610106；2.雅安汉源县市场监督管理局，四川 雅安 625300）

藜麦（Chenopodium quinoa Willd.）又名为金谷子[1]，是一种粮食作物和功能食品，藜麦中含有丰富的蛋白质、膳食纤维、矿物质和维生素等营养素，富含酚类、黄酮和皂苷类等活性成分[2-4]。松露（Truffle）又名块菌，是一类价格昂贵的食药用菌，松露因具有丰富的营养、独特的香味和清新鲜美的滋味等优点，被誉为餐桌上的“黑色金刚石”[5-7]。

发酵饮料酒是指饮料原料通过微生物发酵后调配而成的饮料产品[8-9]。米酒在国内形成了深厚的饮食文化，因口感柔和、香气宜人而深受消费者喜爱。本文利用甜酒曲发酵高淀粉含量的藜麦、糯米与香气独特的松露复合而成的基料，研究藜麦松露糯米复配饮料酒的发酵工艺，并对终产品的营养品质进行测定，为其工业化生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

藜麦：山西华青藜麦产品开发有限公司；松露：四川品高农产有限公司；糯米：市售；甜酒曲：安琪酵母股份有限公司；氢氧化钠、酚酞（均为分析纯）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；盐酸、浓硫酸、硼酸、硫酸钾、乙酸锌、硫酸铜、亚铁氰化钾、甲基红、酒石酸钾钠、葡萄糖（均为分析纯）：成都科龙化工试剂厂；LB肉汤培养基、营养琼脂培养基：上海瑞楚生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

冷冻干燥机（FD-1A-50）：北京博医康实验仪器有限公司；全自动酒精计分析仪（DMA 4100M）：奥地利安东帕公司；高速台式离心机（SF-TGL-16M）：上海菲恰尔分析仪器有限公司；智能型恒温培养箱（SPX-150B）：上海琅轩设备有限公司；全自动索式抽提器（FT-630）：北京中西远大科技有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 藜麦预处理

选用籽粒饱满、无空壳、无杂质的干燥藜麦，用清水搓洗至水中无悬浮物和泡沫为止，备用[10]。

1.3.2.2 松露预处理

选用无虫害的松露，去除表面杂质，用水洗净，切块0.5 cm3，放入0～4℃预冷24 h，再放入冷冻干燥机冷冻干燥 24 h，备用[11]。

1.3.2.3 糯米预处理

选用粒大饱满、干燥糯米用水清洗4次～5次，再用纯净水于25℃下浸泡24 h，备用。

1.3.2.4 发酵底物制备

将备好的藜麦、糯米按一定比例和松露块2 g混合，沸水蒸煮20 min后，摊开冷却至25℃，作为发酵底物，备用。

1.3.2.5 发酵

将底物加入到玻璃发酵罐内，再将甜酒曲、水混合加入到发酵罐内（发酵液），拌匀，然后密封放入28℃恒温培养箱，发酵48 h[12]。

1.3.2.6 过滤、灌装、灭菌

将发酵罐内发酵液经纱布过滤倾至洁净的空发酵罐内，并压榨纱布内的发酵液至罐内，静置2 h；再经纱布过滤后灌装于玻璃瓶中，将其放入60℃～70℃的水浴锅中恒温灭菌30 min[13]，将灭菌后的原浆汁液密封装罐，成品。

1.4 藜麦松露糯米复配饮料酒感官评价

由20个食品专业且感官灵敏的人员，经培训后组成感官评定小组，测试前先评估评价小组的一致性、评价员的区分力和重复性。在饭后2 h用清水漱口，采用感官系列分析方法对各项指标进行评价，找到各个初始配方下饮料酒在色泽、气味、味道、酒体上的差异，综合分数满分为100分[14]。去掉高低极值，平均后即为结果。评分标准见表1。

表1 藜麦松露糯米复配饮料酒的感官评分标准Table 1 Sensory score table of compound alcoholic beverage of quinoa truffle and glutinous rice

1.5 单因素试验设计

发酵基料主要是藜麦和糯米，而添加松露是为了补足香气。基于此，在经过大量预试验的前提下，设定藜麦与糯米总质量为100.0 g，固定松露添加量2.0 g、发酵温度28℃、发酵时间48 h[12]。以感官评分、酒精度和总酸含量为指标，分别考察藜麦与糯米质量比（1∶1、1 ∶2、1 ∶3、1 ∶4、1 ∶5）、甜酒曲添加量（0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 g）、加水量（65、70、75、80、85 g）3 个因素对饮料酒品质的影响。

1.6 响应面优化设计

将藜麦与糯米质量比（A）、甜酒曲添加量（B）、加水量（C）3个因素作为自变量，以感官评分为响应值。将单因素试验结果作为编码水平进行响应面优化，试验设计见表2。

表2 Box-Behnken试验设计因素与水平设计Table 2 Box-Behnken experimental design factors and levels

1.7 理化成分检测

为了对产品的品质、安全和营养进行初步评估，测定了总酸含量、酒精度、蛋白质含量和微生物等指标，具体检测指标和方法见表3。

表3 藜麦松露糯米复配饮料酒营养成分和安全性测定Table 3 Determination of nutritional components and safety of compound alcoholic beverage of quinoa，truffle and glutinous rice

1.8 数据处理

每个指标均做3次重复试验，用WPS 2020软件处理所得数据，单因素结果方差和显著性采用SPSS 17.0软件进行分析，并应用Design-Expert 8.0.6统计软件进行响应面优化处理。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 藜麦与糯米质量比对饮料酒品质的影响

藜麦与糯米质量比对饮料酒品质的影响见图1。

图1 藜麦与糯米质量比对饮料酒的感官评分、酒精度及总酸含量的影响Fig.1 Effects of weight ratio of quinoa to glutinous rice on sensory score，alcohol content and total acid content of alcoholic beverage

由图1可知，受原料种类以及淀粉含量的影响，随着藜麦和糯米质量比的增加，饮料酒的酒精度先降低后升高，总酸含量不断下降，而感官评分先升高后降低。当质量比为1∶5时，酒精度和总酸含量达到最高，入口有一种苦涩味，感官评分最低；质量比为1∶3时，总酸含量适中，感官评分最高；酒精度在原料质量比1∶3～1∶2的变化不是很明显，同时考虑到成本，因此选择1∶3为藜麦与糯米的最适质量比，此时产品酒体协调、光泽好、风味足。

2.1.2 甜酒曲添加量对饮料酒品质的影响

甜酒曲添加量对饮料酒品质的影响见图2。

图2 甜酒曲添加量对饮料酒的感官评分、酒精度及总酸含量的影响Fig.2 Effects of adding amount of sweet koji addition on sensory score，alcohol content and total acid content of alcoholic beverage

由图2可知，当甜酒曲添加量为0.4 g～1.0 g时，饮料的感官评分、酒精度和总酸含量整体均呈现增加趋势，原因是甜酒曲添加量过少，根霉繁殖到高峰需要时间，发酵启动慢，周期延长，使酒精度和总酸含量偏低[23]。添加量为1.0 g时，酒精度为0.98%vol，总酸含量最高，感官品质最佳，可能是发酵结束时有残糖存留，中和了酸涩的味道，使成品酸甜适中，口感柔和。添加量达到1.2 g时，感官评分和总酸含量呈下降趋势，酒精度持续上升到1.40%vol，这也验证了甜酒曲添加量为1.0 g时存在还原性糖残留的现象。因此选择1.0 g为甜酒曲的最适添加量。

2.1.3 加水量对饮料酒品质的影响

加水量对饮料酒品质的影响见图3。

图3 加水量对饮料酒的感官评分、酒精度及总酸含量的影响Fig.3 Effects of adding amount of water on sensory scores，alcohol content and total acid content of alcoholic beverage

由图3可知，当加水量由65 g上升到75 g时，感官评分和总酸含量逐渐增加到最大值，随着加水量的增加，总酸含量的变化不明显，酒精度持续增长后也出现下降趋势；加水量为75 g与85 g时的酒精度和总酸含量相差不大，但后者感官评分更低，尤其是色泽、气味等比较寡淡，说明水分添加过多会对饮料酒产生稀释作用而不利于其品质提升[24]；而当水分添加过少，酒精度和总酸含量都非常低，是因为形成高糖高渗透环境影响了酵母的功能[25-26]，这会造成原料利用率不足以及成品率降低等问题。因此选择75 g为最适加水量。

2.2 响应面试验结果与分析

响应面试验结果见表4。

表4 响应面分析试验结果Table 4 Response surface analysis experimental results

续表4 响应面分析试验结果Continue table 4 Response surface analysis experimental results

采用Design-Expert 8.0.6统计软件将表4的试验数据进行多元回归拟合与方差分析（ANOVA），得到感官评分（Y）对自变量因素的二次多项式回归模型方程为Y=83.97-0.21A-2.01B+1.52C+1.00AB-0.75AC-1.04BC-1.14A2-4.33B2-3.51C2。

经过Design-Expert 8.0.6统计软件分析，得到藜麦松露糯米复配饮料酒感官评分的ANOVA分析，见表5。

表5 藜麦松露糯米复配饮料酒感官评分的ANOVA分析Table 5 ANOVA analysis of sensory score of compound alcoholic beverage of quinoa，truffle and glutinous rice

由表5感官评分回归模型的ANOVA分析可知，该模型差异性极显著（P＜0.01），失拟项不显著（P＞0.05），说明方程能准确反映感官评分与各因素之间的关系。由F值的大小判断影响饮料酒感官评分的主次因素顺序为B＞C＞A，由R2值与R2Adj值可知，该模型中的97.38%的感官评分变化均与A、B、C 3个自变因素有关，表明进行饮料酒的感官评分预测可以用该模型。由P值的大小判断模拟项的显著性：一次项B和C极显著，A不显著。二次项B2和C2极显著，A2显著。而交互项AB、AC和BC均不显著。

利用Design-Expert 8.0.6软件对表5的数据进行二次多元回归拟合，A、B及C 3个因素对感官评分（Y）的影响交互作用关系见图4。

图4 各个因素对饮料酒的感官评分影响的响应面图Fig.4 Response surface diagram of the effects of various factors on sensory score of alcoholic beverage

由图4可知，响应面图的坡面越陡，两个因素对响应值的交互作用越显著[27]，由此可知，3个因素对感官评分的交互作用显著关系为BC＞AB＞AC。

2.3 模型验证试验

经Design Expert 8.0.6软件分析得出，在发酵工艺为藜麦与糯米质量比1∶3.06、甜酒曲添加量0.97 g、加水量73.1 g时，测得藜麦松露糯米复配饮料酒的感官评分为83.64。但考虑实际操作性，将发酵工艺调整为藜麦与糯米质量比1∶3、甜酒曲添加量1.0 g、加水量73.0 g。在此工艺下进行3次重复验证试验，得出的饮料酒感官评分为84.06。与预测值的误差较小，在合理范围之内，所以此模型运用响应面优化得到的工艺具有可靠性。

2.4 理化成分检测结果与分析

藜麦松露糯米复配饮料酒营养成分及其安全性测定结果见表6。

表6 藜麦松露糯米复配饮料酒营养成分及其安全性Table 6 Nutritional components and safety of compound alcoholic beverage of quinoa，truffle and glutinous rice

由表6可知，根据国家关于发酵饮料的相关标准及规定（pH值和可溶性固形物含量参考格瓦斯饮料的标准QB/T 5341—2018《格瓦斯发酵饮料》[28]），藜麦松露糯米复配饮料酒中的pH值、可溶性固形物含量以及酒精度均符合相关标准，且其中的总糖、脂肪、蛋白质等营养物质含量较高。灭菌后饮料的菌落总数和大肠杆菌数均符合标准GB 7101—2015《食品安全国家标准饮料》[29]。由此可以看出藜麦松露复配发酵低酒精度饮料是一款兼具营养价值和安全性的饮料。

3 结论

通过单因素试验并利用响应面法优化藜麦松露糯米复配饮料酒的最佳发酵工艺为藜麦与糯米总质量100.0 g、松露添加量2.0 g、藜麦与糯米质量比1∶3、甜酒曲添加量1.0 g、加水量73.0 g、发酵温度与时间分别为28℃、48 h，此工艺下的饮料感官评分为84.06，酒精度1.02%vol、总酸含量1.30 g/L。利用国家标准等方法对其营养和安全性进行检测，结果显示为pH值3.72±0.16、可溶性固形物含量（24.20±0.07）%、总糖含量（11.93±0.25）g/100g、脂肪含量（2.34±0.22）g/100 g、蛋白质含量（6.85±0.51）g/100 g、菌落总数（24±5）CFU/mL、大肠杆菌未检出。此研究主要是利用藜麦、糯米和松露进行复配并发酵，从原料的选取进行创新，将营养与风味相互融合，利用简单的制备工艺，开发出一款风味独特且营养全面的饮料酒，为进一步丰富饮料酒的种类提供工艺参考。