核桃奶酒的工藝優化

朱俊杰，吳天祥，2*，蘭　洋，湯慶莉

（1.貴州大學 釀酒與食品工程學院，貴州 貴陽 550025；2.貴州省發酵與釀造重點實驗室，貴州 貴陽 550025）

核桃奶酒的工藝優化

朱俊杰1，吳天祥1，2*，蘭洋1，湯慶莉1

（1.貴州大學 釀酒與食品工程學院，貴州 貴陽 550025；2.貴州省發酵與釀造重點實驗室，貴州 貴陽 550025）

以鮮牛乳和核桃為原料，核桃經粉碎、磨漿、脫脂、調配等工序后以體積分數10%加入鮮牛乳中，并接酵母菌和乳酸菌進行混菌發酵得到核桃奶酒。通過單因素試驗和正交試驗設計優化發酵工藝。結果表明，發酵初始pH和發酵時間是影響核桃奶酒品質的顯著因子，而發酵溫度，不同酵母菌與乳酸菌的比例對核桃奶酒品質影響較小。當酵母菌與乳酸菌菌種比例為3%∶1%，發酵溫度為30℃，發酵初始pH為4.5，發酵時間為8 d，可得到香味突出、口味獨特的核桃奶酒。

核桃；奶酒；酵母菌；乳酸菌；發酵

奶酒又稱乳酒，是以牛奶、馬奶等乳類或乳制品為原料，添加發酵劑后經酒精發酵和乳酸發酵，生成略帶碳酸氣的低度酒［1］，按發酵和后處理方式分類可分為發酵奶酒、勾兌奶酒、蒸餾奶酒、起泡奶酒和加氣起泡奶酒［2］。其不僅含豐富的營養物質，而且具有味道獨特、功能性強的特點［3-5］。但傳統的奶酒工藝復雜，并且需要特殊的發酵劑，生產適應性差，質量不穩定。為解決這一問題，扈麟等［6］以鮮牛乳和糯米為主要原料研制出一種新型奶酒，翁鴻珍等［7］也對奶酒進行了工藝優化。而本課題組在前期酒類研發工作的基礎之上［8-9］，研究主要利用乳酸菌發酵劑和釀酒酵母的共同作用，以鮮牛乳為原料同時加入核桃，探討一種簡單易行的新型低醇奶酒生產工藝，為加快這一發酵乳制品大規模的推廣和生產提供借鑒。在發酵過程中，酵母菌和乳酸菌的共培養也可能會產生一些代謝產物，這些代謝產物會改善產品的風味［10］。核桃類型的飲品非常之多，王端等［11］以核桃、葛根為原料進行發酵得到復合飲料，駱倩等［12］以核桃為主要原料制得一種植物蛋白飲料，姜莉等［13］也以核桃酶解液、樹莓汁、鮮牛乳、蔗糖為主要原料制得一種酸奶，但都只是通過加工制成核桃乳而已。本試驗把核桃加入鮮牛乳中發酵制成一種新型的飲品核桃奶酒。核桃奶酒不僅含有核桃豐富的營養成分［14］，而且有乳酒特有的香味和口感。這種新型乳酒酒精度不高，且適合廣大的人群飲用，具有廣闊的市場前景。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

鮮牛乳、核桃：市售；

安琪釀酒高活性干酵母：湖北安琪酵母股份有限公司；乳酸菌（由保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌按1∶1混合）：市售；

其余化學試劑均為國產分析純。

1.2儀器與設備

pHS-3C pH計：上海佑科儀器儀表有限公司；WZ-108手持糖度計：昆山市元翰電子設備有限公司；TG328A分析天平：上海舜宇恒平科學儀器有限公司；SW-CJ-1D凈化工作臺：蘇州凈化設備有限公司；GZX-9070數顯鼓風干燥箱：上海市博學儀器總廠；SPX-150B-Z生化培養箱：常州市凱航儀器有限公司；YXQ-LS-30SII高壓蒸汽滅菌鍋：蘇州江東精密儀器有限公司；UV-7502PC紫外可見分光光度計：上海舜宇恒平科學儀器有限公司；BCD-215KC海爾冰箱：海爾集團。

1.3方法

1.3.1工藝流程

1.3.2操作要點

原料處理：選用新鮮，無蟲害，無霉爛變質，殼亮且飽滿的核桃，去殼后用流水充分清洗干凈。用清水浸泡核桃仁30 min，浸泡時，核桃仁與水的比例為1∶2（g∶mL），使核桃仁充分吸水膨脹。

去皮脫澀：將1%的NaOH置于鍋中，加熱升溫至90～95℃時，投入核桃仁進行熱燙處理，3～5 min后取出，用流水沖洗去皮，直至核桃皮脫凈。

護色：用0.5%NaCl和0.02%Na2SO3混合溶液浸泡脫皮后的核桃仁3～4 h，進行護色漂白處理，然后用清水漂洗2遍［15］。

磨漿：將脫皮去澀的核桃仁與水按料液比為1∶15（g∶mL）加入磨漿機中研磨，將分離出的渣再加水進行二次磨漿，并將研磨后漿液與第一次漿液混合均勻。用紗布過濾后制得核桃液備用。

脫脂：把核桃乳加熱至80℃左右后，冷卻后除去表面的一層脂肪膜，反復多次至無新膜形成。

調配：用白砂糖調整核桃乳的糖度至19°Bx，并按照體積分數10%加入鮮牛乳中。

殺菌、冷卻：采用高壓蒸汽滅菌法，121℃滅菌15 min。滅菌后冷卻并保藏以備用。

菌種活化：干酵母∶蔗糖∶蒸餾水=1∶2∶5，先用溫水將蔗糖充分溶解，緩慢加入干酵母，邊加邊攪拌。放入30℃培養箱中靜置30 min。乳酸菌活化：取0.5 g乳酸菌于100 mL脫脂乳培養基中于37℃培養箱中活化6 h。

發酵：將經過預處理的核桃乳分裝在容量為500 mL的三角瓶中，調整pH，裝液量為200 mL。接入酵母菌和乳酸菌，先進行單因素試驗后進行正交試驗。接種后放入恒溫培養箱內靜置發酵。

1.3.3單因素試驗

經過多次試驗，發現不同菌種比例、發酵溫度、初始pH、發酵時間是核桃奶酒發酵的關鍵因素。酵母菌與乳酸菌比例分別設定為1%∶0、1%∶1%、2%∶1%、3%∶1%、1%∶2%；發酵溫度分別設定為26℃、28℃、30℃、32℃、34℃；初始pH分別設定為3.5、4.0、4.5、5.0、5.5；發酵時間分別設為4 d、 6 d、8 d、10 d、12 d；采用單一變量控制法做這4個單因素試驗，所有發酵完成后對各組核桃奶酒進行殘糖、酒精度、pH的測定和感官品評。

1.3.4正交試驗

在單因素試驗的基礎上，選取菌種比例（A），發酵溫度（B），發酵初始pH（C）和發酵時間（D）為4個因素，以感官評分為考察指標，進行4因素3水平正交試驗，優化發酵工藝。正交試驗因素水平見表1。

表1　核桃奶酒發酵條件優化正交試驗因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal tests for fermentation conditions optimization of walnut milk wine

1.3.5測定方法

殘糖的測定：斐林試劑滴定法［16］；酒精度的測定：酒精計比重法［17］；可溶性固形物的測定：GB12143.1—2008《飲料通用分析方法》；pH的測定：用pHS-3C型精密酸度計測定。

感官評價：由7位均具有一定感官品評基礎的人員組成，發酵后對色澤（10分），香味（25分），滋味（50分），風格（15分）進行打分，滿分100分，取平均分。優質的奶酒色澤應為淡淡的黃色，澄清并且透明，具有濃郁的乳香，香氣協調，有著核桃特有的香味，口感醇厚，甘味適口，回味悠長，無異味。感官評價標準見表2。

表2　核桃奶酒的感官評價標準Table 2 Sensory evaluation standard of walnut milk wine

2　結果與分析

2.1核桃奶酒生產的單因素試驗

2.1.1菌種比例對核桃奶酒品質的影響

核桃奶酒發酵過程采用的是混合菌種的共同發酵，這樣不僅提高發酵速度且口味獨特。其中酵母菌產乙醇，乳酸菌可利用乳蛋白的降解促進酵母的生長繁殖，同時也生成乳酸乙酯、乙酸乙酯等，使核桃奶酒香氣濃郁，試驗分別取酵母菌與乳酸菌比例為1%∶0，1%∶1%，2%∶1%，3%∶1%，1%∶2%，在pH 4.0的條件下30℃發酵8 d，進行感官評價和理化指標測定，確定合適的菌種比例，結果見表3。

表3　菌種比例對核桃奶酒理化指標及感官評價的影響Table 3 Effect of strain ratio on physicochemical indexes and sensory evaluation of walnut milk wine

由表3可見，酵母菌所占比例越大，酒精度越高，殘糖量越低，pH略微降低，可能是由于發酵產生了一些有機酸。但酵母菌過高也會影響奶酒的品質，在酵母菌∶乳酸菌為2%∶1%時，感官評分最高，口感最優。不加乳酸菌評分最低。因此選擇酵母菌∶乳酸菌為2%∶1%進行發酵試驗。

2.1.2發酵溫度對奶酒品質的影響

發酵溫度的不同可直接影響微生物的生長和生長代謝產物的合成，從而影響成品酒的風味與品質，試驗綜合酵母菌與乳酸菌的適宜生長溫度，在酵母菌∶乳酸菌為2%∶1%、pH 4.0條件下分別于26℃、28℃、30℃、32℃、34℃發酵8 d，進行感官評定和理化指標測定，確定合適發酵溫度，結果見表4。

表4　發酵溫度對核桃奶酒理化指標及感官評價的影響Table 4 Effect of fermentation temperature on physicochemical indexes and sensory evaluation of walnut milk wine

由表4可以看出，在低溫時酸乳菌生長緩慢，酒精度低，口感不佳；30℃酵母菌繁殖力旺盛；溫度高于30℃雖然適合乳酸菌的生長，但對酵母菌生長不利，且易染雜菌，發酵能力有所下降，由感官品評可知，核桃奶酒在30℃發酵時口感最優。因此選擇發酵溫度為30℃進行發酵試驗。

2.1.3pH對奶酒品質的影響

初始pH對奶酒發酵的影響：經過測定，核桃乳中含糖量較低，且主要為乳糖，酵母菌對乳糖的利用率較低，為了補充糖分不足對酒精發酵后成品酒的影響，用蔗糖調整表觀糖度至19°Bx。用檸檬酸分別調整發酵液初始pH為3.5、4.0、4.5、5.0、5.5，在菌種比例為2%∶1%，30℃條件下發酵8 d，進行感觀評定和理化指標測定，確定合適的初始pH，結果見表5。

表5　初始pH對核桃奶酒理化指標及感官評價的影響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時核桃奶酒的感官評價最好，pH過低酒體酸度過強，影響口感。pH過高不利于酵母與乳酸菌的發酵，影響奶酒的品質。因此選擇初始pH值為4.5進行發酵試驗。

2.1.4發酵時間對奶酒品質的影響

發酵時間可直接影響酒精的產生，從而影響成品酒的風味與品質。在菌種比例為2%∶1%，初始pH 4.0的條件下30℃分別發酵4 d、6 d、8 d、10 d、12 d，進行感官評定和理化指標測定，確定合適發酵時間。結果見表6。

表6　發酵時間對核桃奶酒理化指標及感官評價的影響Table 6 Effect of fermentation time on physicochemical indexes and sensory evaluation of walnut milk wine

由表6可以看出，發酵時間過短，酵母菌沒有充分發酵，產酒率低且殘糖量高，沒有酒香和乳香，口感也欠佳。發酵時間過長，因為奶酒有很濃的悶味，口感不佳。在8 d時感官評定最優，為86分。因此選擇發酵時間為8 d進行發酵試驗。

2.2核桃奶酒生產的正交試驗

在單因素試驗的基礎上，選用酵母菌與乳酸菌的菌種比例、發酵初始pH、發酵溫度和發酵時間4個因素作為考察的對象，各選取3個水平，以感官評分為考察指標進行4因素3水平正交試驗，優化發酵工藝，結果見表7。

由正交試驗結果（表7）可知，以上4個因素對核桃奶酒的品質都有不同程度的影響，各因素對核桃奶酒品質的影響順序為發酵初始pH＞發酵時間＞發酵溫度＞菌種比例，通過極差分析得出核桃奶酒的最佳工藝參數為A3B2C3D2或A3B3C3D2，即酵母菌與乳酸菌菌種比例為3%∶1%，發酵溫度為30℃或32℃，發酵初始pH為4.5，發酵時間為8 d，從方便調節溫度及經濟角度考慮，選擇發酵溫度為30℃。在此條件下進行驗證試驗，該核桃奶酒的感官評分為88分。

表7　核桃奶酒發酵條件優化正交試驗結果與分析Table 7 Results and analysis of orthogonal tests for fermentation conditions optimization of walnut milk wine

2.3產品指標

2.3.1感官指標

產品色澤為淡黃色，具有濃郁的乳香、核桃特有的香味，香氣協調，口感醇厚，甘味適口，回味悠長，無異味，無沉淀。

2.3.2理化指標

酒精度：7.0%vol；pH值：3.77；殘糖：2.71 mg/mL。

2.3.3微生物指標

大腸菌群≤3 MPN/100 mL；致病菌：未檢出。

3　結論

以鮮牛奶為原料加入核桃進行酵母和乳酸菌混合發酵生產奶酒，其最適宜工藝為酵母菌與乳酸菌菌種比例為3%∶1%，發酵溫度為30℃，發酵初始pH為4.5，發酵時間為8 d，在此條件下制得的核桃奶酒感官評分為88分，色澤為淡黃色，具有濃郁的乳香、核桃特有的香味，香氣協調，口感醇厚，甘味適口，回味悠長，無異味，無沉淀。

［1］李鳳林，崔福順.乳及發酵乳制品工藝學［M］.北京：中國輕工業出版社，2007.

［2］李星科，李開雄，鄒圣東.酸馬奶酒［J］.中國乳業，2006（7）：58-60.

［3］翟燕，陳有君.奶酒的類型生產工藝及其營養價值［J］.農產品加工，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，周傳云，王遠亮.一種新型奶酒的研制［J］.中國釀造，2009，28（2）：157-160.

［7］翁鴻珍，呂佳，王春龍等.發酵奶酒新工藝的研究［J］.中國釀造，2007，26（7）：81-83.

［8］侯格妮，李俊，李然洪，等.藍莓白蘭地特征香氣成分的GC-MS分析［J］.食品與機械，2013，29（3）：21-26.

［9］吳天祥，田志強.品鑒貴州白酒［M］.北京：北京理工大學出版社，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，周鴻翔，王曉丹，等.葛根核桃肽復合飲料發酵工藝的研究［J］.中國乳品工業，2015，43（8）：57-60.

［12］駱倩，鄭力，吳旭，等.核桃蛋白飲料工藝及其穩定性研究［J］.中國乳品工業，2010，38（12）：52-55.

［13］姜莉，徐懷德，陳金海.核桃多肽果味酸奶的研制［J］.中國乳品工業，2012，40（12）：54-57.

［14］李敏，劉媛，孫翠，等.核桃營養價值研究進展［J］.中國糧油學報，2009，24（6）：166-170.

［15］劉金福，王浩田，劉坤明，等.核桃乳飲料生產工藝研究［J］.天津農學院學報，2000，7（1）：8-11.

［16］天津輕工業學院，大連輕工業學院，無錫輕工大學，等.工業發酵分析［M］.北京：中國輕工業出版社，1980.

［17］李永飛，呂欣，段作營，等.清液補料酒精發酵工藝研究［J］.食品與發酵工業，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

貴州省薏苡仁工程技術研究中心項目（黔科合農G字［2012］4001號）

朱俊杰（1989-），男，碩士研究生，研究方向為食品微生物。

吳天祥（1965-），男，教授，博士，研究方向為發酵工程與生物轉化。