紅曲紫薯酒發酵工藝的研究

劉婧

【摘 要】本文以紫薯作為原料，結合福建閩派黃酒的釀造工藝，采用紅曲釀造，優化了紅曲紫薯酒的生產工藝，通過正交實驗確定最優水平。最優發酵條件為：經酶解預處理后的紫薯汁，添加0.10%酵母、10%紅曲在20 ℃發酵20天所得紅曲紫薯酒感官品質最好。最優條件下，紅曲紫薯酒總糖3.25 g/L，非糖固形物4.8 g/L，酒精度8.4% vol，pH=3.84，總酸4.30 g/L，氨基酸態氮0.75 g/L。

【關鍵詞】紫薯；紅曲；發酵

一、引言

紫薯（Solanum tuberosum）又叫黑薯，薯肉呈紫色至深紫色。它除了具有普通紅薯的功能性營養成分外，因其含有十分豐富的花青素類色素、硒、多糖、植物蛋白、維生素和礦物質等多種營養成分，而成為當前農產品研究和開發的熱點。我國雖是世界甘薯最大供應地，但是只有40%用于人類消費和工業用途，其余的都用作動物飼料。

紅曲，是一種天然食品添加劑，也一直是一種藥食兩用的產品。紅曲含有多種氨基酸和不飽和脂肪酸，多種酶與糖，尤其功能性成分Monacolin K，能夠有效抑制膽固醇合成，調節人體異常血脂，降低血壓，防止動脈粥樣硬化，保護腎臟，預防癌癥。紅曲代謝能夠產生大量乙酸、丙酸、丁酸等有機酸類，以及β-苯乙醇、異丁醇、正丙醇、異戊醇等對酒類風味影響較為明顯的物質，添加紅曲的酒液能獲得更好更持久的香氣，因此紅曲非常適合酒類發酵。福建省具有悠久的紅曲黃酒釀造歷史，釀造工藝相對完善，對于開發釀酒新原料，新工藝具有良好的理論和技術基礎。以紫薯為原料生產出的紫薯酒，以其優良的感官特性和抗氧化、預防心腦血管疾病、降低血糖等保健功能表現出極大的發展潛力。

閩派黃酒以紅曲為其特色菌種，生產出的黃酒具有悅人的色澤和香氣，且兼具保健功能。因此本文在傳統閩派黃酒工藝基礎上改良原料，以紫薯代替大米為主要原料，添加紅曲進行發酵，探索新型保健酒開發的可能性。

二、材料與方法

（一）實驗材料與設備

（1）材料

紫薯 市售

α-淀粉酶（酶活力>3700 u/g）

果膠酶（酶活力 30000 u/g）

糖化酶（酶活力>105 u/g）

檸檬酸

分析純安琪酵母 市售

紅曲 市售

葡萄糖、硫酸銅、酒石酸鉀鈉、硫酸亞鐵、次甲基藍、氫氧化鈉、甲基紅、鹽酸、甲醛均為國藥分析純

（2） 實驗儀器、設備

AB 204電子天平 上海臺衡儀器儀表有限公司

Delta320酸度計 上海摩速科學器材有限公司

恒溫水浴鍋 成都賽可隆機械設備有限公司

（二）實驗方法

（1） 工藝流程

紫薯蒸熟→加水打漿→淀粉酶液化→果膠酶水解→糖化酶糖化→過濾→清汁發酵→添加紅曲和酵母→發酵→倒罐→滅菌→裝罐

（2）酶解處理

紫薯蒸熟與水1：1混合打漿，之后依次用α-淀粉酶在pH=5.8，70 ℃下處理85min，添加量5.6 u/g；果膠酶在pH=4.8，65 ℃水解12 min，添加量15 u/g；糖化酶在pH=4.8 60 ℃下處理53 min，添加量180 u/g。

（3）最佳發酵工藝的研究

1.不同發酵時間對主發酵的影響

將酶解好的紫薯汁添加添加10%的紅曲，0.10%酵母，在20 ℃發酵5天、10天、15天、20天、25天、30天，以酒精度和總糖含量作為指標，研究發酵時間對主發酵的影響。

2.不同溫度對主發酵的影響

將酶解好的紫薯汁添加10%的紅曲，0.10%酵母，分別在16 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃，35 ℃發酵30天，以酒精度和總糖含量作為指標，研究溫度對主發酵的影響。

3.不同酵母添加量對主發酵的影響

將酶解好的紫薯汁分別添加0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%的酵母，在20 ℃發酵30天，以酒精度和糖含量作為指標研究不同酵母添加量對主發酵的影響。

4.不同紅曲添加量對主發酵的影響

將酶解好的紫薯汁分別添加5%、10%、15%、20%、25%紅曲，在20 ℃發酵30天，以酒精度和糖含量作為指標研究不同紅曲添加量對主發酵的影響。

5.最佳發酵工藝參數正交試驗

根據單因素實驗結果進行四因素三水平的正交試驗，得出最優工藝參數。

6.指標的測定

按照GB/T 13662-2008中規定的方法測定樣品理化指標。

7.紅曲紫薯酒感官評定

根據酒的外觀、香氣、口味和風格對紅曲紫薯酒的感官進行評價，隨機將樣品分給10名實驗室人員進行品評，每項滿分10分，總分40分。最后分數為總分平均得分，評定標準見表1：

表1 紅曲紫薯酒感官評定標準

Table 1 The sensory evaluation standard of red starter and purple sweet potato wine

三、結果與討論

（一）不同發酵時間對發酵效果的影響

表2 發酵時間對發酵效果的影響

Table 2 The influence of fermentant time on the effect of fermentation

由圖2可知，酒樣總糖含量在發酵前10天迅速下降至4.36 g/L，之后隨著發酵天數的增加略有下降但基本穩定在3g/L左右；酒精度隨著發酵天數增加而增加，第20天時達到最大值7.2% vol，之后酒精度隨著發酵結束略有下降；pH值在第10天迅速下降至3.68之后稍上升至3.93，發酵第30天降至3.77，下降幅度不大。

發酵5天、10天、15天、20天、25天、30天的酒樣感官評分分別為：14分、20分、26分、32分、34分、28分，因此發酵時間宜選擇在20-25天。

（二）不同發酵溫度對發酵效果的影響

表3 不同發酵溫度對發酵效果的影響（如下表）

Table 3 The influence of different fermentation temperature effect on fermentation

由表3可知，酒樣總糖含量在25 ℃以下隨著溫度的升高而降低，酵母繁殖加快，總糖利用率高，酒精度隨之升高；超過25 ℃酒樣總糖含量開始有所回升，酒精度開始下降。16 ℃和20 ℃時酒樣色澤艷麗，香氣柔和，且口感清爽；溫度超過25 ℃酒樣pH下降，開始產生一點酸味，pH值下降，超過30℃酒體發酵過快，使得酒液酸味過大，影響口感，發酵溫度過高不利于酒樣香氣的形成。

發酵溫度為16℃、20℃、25℃、30℃、35℃的酒樣感官評分分別為：30分、33分、26分、25分、28分、28分。因此發酵溫度以16 ℃～20 ℃為宜。

（三）不同酵母添加量對發酵效果的影響

表4不同酵母添加量對發酵效果的影響

Table 4 The influence of different yeast addition amount on the effect of fermentation

由表4可知，酵母添加量0.05%的酒樣酒味不足，口感略淡；酵母添加量0.10%的酵母在發酵結束后產生的酒精度最大，酒樣酸度適中，香氣純正；酵母添加量0.15%的酒樣口味偏酸，香氣不純凈；添加量超過0.20%，酵母將糖分主要用于自身生長，酒精產量減少，酒度降低，香氣較雜，口感偏酸，因此酵母添加量以0.10%為宜。

（四）不同紅曲添加量對發酵效果的影響

表5 不同紅曲添加量對發酵效果的影響

Table 5 The influence of different red starter addition amount on the effect of fermentation

由表5可知，紅曲添加量5%的酒樣發酵緩慢，酒味較淡，口感偏酸；紅曲添加量為10%的酒樣具有較悅目的色澤，酒味適中，口感平衡；紅曲添加量超過15%之后酒樣酒味較濃，但是隨著紅曲添加量的增大，紅曲顏色逐漸加深，紅曲味蓋過紫薯香氣，且酒味發澀發苦，故選擇紅曲添加量為10%為宜。

（五）正交試驗

根據上述單因素實驗得出的結果進行正交試驗，結果如表6：

表6 發酵工藝正交試驗

表7 方差分析表

由表6、表7可知，發酵溫度對紅曲紫薯酒發酵效果影響最為顯著，最優工藝參數為B2D2A1C2，即酵母添加量0.10%，紅曲添加量10%，發酵時間20天，發酵溫度20 ℃。

（六）發酵工藝的驗證

對最優發酵工藝生產出的紅曲紫薯酒各項指標進行測定，所得結果如下：

總糖3.25 g/L，非糖固形物4.8 g/L，酒精度8.4% vol，pH=3.84，總酸4.30 g/L，氨基酸態氮0.75 g/L。

以上指標符合低度保健酒的品質要求，且具有悅目的色澤和柔凈醇和的口感與愉悅的香氣，酒體協調，能夠滿足消費者對此類酒品的要求，具有一定市場競爭潛力。

四、總結

本研究以紫薯為原料，通過用α-淀粉酶、果膠酶、糖化酶依次對紫薯漿液進行酶解，采用純液態發酵；研究酵母和紅曲添加量、發酵溫度、發酵時間對紅曲紫薯酒發酵過程的影響，優化紅曲紫薯酒發酵工藝，最后得出：經預處理后的紫薯汁，添加0.10%酵母、10%紅曲在20 ℃發酵20天所得紅曲紫薯酒感官品質最好，并研究了發酵過程中主要指標的變化規律。最優條件下，紅曲紫薯酒總糖3.25 g/L，非糖固形物4.8 g/L，酒精度8.4% vol，pH=3.84，總酸4.30 g/L，氨基酸態氮0.75 g/L。

紅曲紫薯酒色澤鮮艷，香氣典雅，口感清爽，酒精度低，純天然無添加，良好的抗氧化能力，增加了其保健功能，正好符合了市場低度保健飲料酒的需求，具有十分廣闊的市場前景。另外，紅曲紫薯酒原料易得，將其結合閩派黃酒瑰寶-紅曲，并在傳統黃酒釀造工藝基礎上進行改進，不增加設備，利于規?；a。

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