發酵型桂花甜酒釀的工藝參數優化

陸雨潔，彭 穎，張元媛，劉思婕，崔琳琳

（上海商學院酒店管理學院，上海 200235）

0 引言

桂花，屬于木犀科常綠灌木或喬木，具有良好的藥用價值[1]。明代李時珍著作《本草綱目》中早有記載：“桂花生津、辟臭、化痰、治風火牙痛”[2]。桂花花瓣中含有多種營養成分，如可溶性糖、可溶性蛋白、有機酸、維C、黃酮、游離氨基酸及多種礦物質等[3]。除此之外，桂花對人體還具有一定的生理功能，尹愛武等人[4]通過測定小鼠血清試驗，對桂花中黃酮抗自由基作用及在體內的抗氧化功能進行研究得出桂花黃酮可以在體內外產生一定的抗氧化作用。同時，岳淑梅等人[5]通過動物試驗得出桂花三萜類有效成分具有顯著的抗氧化、降血脂的作用，可以通過提高體內抗氧化防御體系降低血脂。

甜酒釀是一種常見的酒精飲料，糯米經發酵代謝生成多種對人體健康有益的成分，易于被人體吸收，具有促進食欲、溫胃健脾、益氣止瀉、生津止汗、提神解乏等功效[6-7]。Liu Rong[8]、Zhao Pan 等人[9]通過小鼠喂養的試驗得出長期飲用糯米酒可以起到潛在的抗衰老作用。將兩者結合進行發酵，既保留桂花的清香，又讓甜酒釀中的低聚糖、多肽、氨基酸和乙醇等營養成分得到更好的釋放，使甜酒釀具有更高的營養價值。通過單因素試驗及正交試驗，對桂花甜酒釀的工藝參數進行優化，試驗生產出口感較好、色澤誘人的桂花甜酒釀產品，為桂花的深加工提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

北純精制糯米、干桂花，均為市售；甜酒曲，湖北安琪酵母有限公司提供。

硫酸銅（AR）、次甲基藍（AR）、酒石酸鉀鈉（AR）、氫氧化鈉（AR）、亞鐵氰化鉀（AR）、乙酸鋅（AR）、冰醋酸（AR）、鹽酸（AR）、葡萄糖（AR）、酚酞（AR）、無水蘆丁（AR）、硝酸鋁（AR）、亞硝酸鈉（AR），國藥集團化學試劑有限公司提供。

1.2 儀器與設備

DHP-9272 型恒溫箱，上海善志儀器設備有限公司產品；RS2901 型不銹鋼蒸鍋，蘇泊爾股份有限公司產品；MM.2-SRH60-70 型均質機，上海諾尼輕工機械公司產品；HE-400 型電子秤，香山有限公司產品；DS-01 型組織搗碎機，上海標模有限公司產品；SpectrumLab 752Pro 型紫外分光光度計，上海拜力生物科技有限公司產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點

（1）淘米。糯米清洗至洗米水澄清、無白色渾濁為止。

（2）浸米。浸泡至米粒可用手碾碎即可。使米粒中的淀粉吸水膨脹，為蒸米時的淀粉糊化提供有利條件。

（3）蒸煮。將充分浸泡好的糯米瀝水，與干桂花放入蒸鍋中蒸煮20 min，蒸煮至糯米晶瑩透亮、米心無白色、熟而不爛即可。

（4）拌曲。稱取適量的酒曲，加入與糯米質量相同的水，翻拌混勻。

（5）恒溫發酵。把拌曲后的桂花糯米放入發酵罐內，均勻鋪好后在罐中間插一根直徑2 cm 的木棍，形成酒窩，33 ℃下發酵48 h。

（6）殺菌裝罐。發酵完成后采用玻璃或塑料瓶包裝，裝罐后立即殺菌，于70 ℃條件下殺菌30 min。

1.3.3 單因素試驗

固定酵母接種量為0.4%，分別對桂花添加量（1%，3%，5%，7%，9%）、加水量（10%，20%，30%，40%，50%）、發酵時間（32，40，48，56，64 h）、發酵溫度（27，30，33，36，39 ℃）進行單因素試驗，分析以上因素對桂花酒糖酸比、酒精度、感官評分等的影響。

1.3.4 正交試驗

在單因素試驗基礎上，以發酵溫度A（30，33，36 ℃）、發酵時間B（44，48，52 h）、桂花添加量C（3%，4%，5%）為研究對象，采用三因素三水平L9（34）進行正交試驗，研究其對感官評價的影響。

正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設計

1.4 試驗檢測方法

1.4.1 含水率的測定

稱質量法測定含水率。

1.4.2 酒精度的測定

采用GB/T 13662—2018 黃酒國家標準6.7 測定酒精度。

1.4.3 總酸含量的測定

采用GB/T 12456—2008 酸堿直接滴定法測定桂花甜酒釀中的總酸含量。

1.4.4 還原糖含量的測定

采用GB 5009.7—2016 直接滴定法測定桂花甜酒釀中的還原糖含量。

1.4.5 總黃酮含量的測定

采用亞硝酸鈉-硝酸鋁比色法測定，以蘆丁為標樣測定桂花甜酒釀中總黃酮含量[10]。

1.4.6 感官評定

感官評定小組由8 人組成，分別對酒液滲出情況、色澤、香味、風味進行評分，滿分100 分，取平均值作為結果。

桂花甜酒釀感官評分見表2。

表2 桂花甜酒釀感官評分

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 總黃酮含量的測定方法

采用亞硝酸鈉-硝酸鋁比色法測定，以蘆丁作為標準樣測得黃酮質量濃度標準曲線。

黃酮質量濃度標準曲線見圖1。

圖1 黃酮質量濃度標準曲線

2.1.2 桂花添加量對桂花甜酒釀的影響

以桂花添加量為單一變量，控制加水量、發酵時間、發酵溫度完全相同，以黃酮質量濃度為評判標準，確定最佳桂花添加量。

桂花添加量對桂花甜酒釀黃酮質量濃度的影響見圖2。

圖2 桂花添加量對桂花甜酒釀黃酮質量濃度的影響

黃酮具有抗氧化性，能夠清除人體內的氧自由基，還具有抗衰老、降低人體膽固醇、降低心腦血管疾病發生率等作用[11-12]。由圖2 可知，黃酮的質量濃度隨桂花添加量的增多而增大，桂花添加量在3%～7%時，幅度上升較快；當桂花添加量大于7%時，上升趨勢趨于平緩。這是因為隨著料液比的逐漸增大，總黃酮的浸出率增大，但同時也提高了其他物質的溶出率，導致溶液變黏而不利于總黃酮的提取[13]。方差分析結果顯示不同的桂花添加量對黃酮質量濃度均有顯著影響（p＜0.05）。綜合考慮，桂花酒中桂花的含量控制在4%為宜，結論與楊淇等人[14]的研究結論中添加的桂花含量一致。

2.1.3 加水量對桂花甜酒釀的影響

在桂花甜酒釀淋飯環節添加水，既可使糯米顆粒表面光滑不黏著，也可以增加氧氣含量，有益于拌曲發酵。

加水量對桂花甜酒釀殘糖量和酸度的影響見圖3。

由圖3 可知，當加水量達到30%時，殘糖量為28.0 g/100 mL，酸度為0.52 g/100 mL，成品的糖酸比為53.85；當加水量為50% 時，殘糖量較加水量為10%時降低了19.48%，酸度降低了38.33%。兩組之間殘糖量、酸度均有明顯差異（p＜0.05），因此桂花酒的加水量為30%為宜。

圖3 加水量對桂花甜酒釀殘糖量和酸度的影響

2.1.4 發酵時間對桂花甜酒釀的影響

發酵時間對桂花甜酒釀殘糖量和酸度的影響見圖4，發酵時間對桂花甜酒釀酒精度的影響見圖5。

圖4 發酵時間對桂花甜酒釀殘糖量和酸度的影響

圖5 發酵時間對桂花甜酒釀酒精度的影響

由圖5 可知，在發酵32～48 h 內，殘糖量上升趨勢比較平穩，在56 h 時，殘糖量達到最大值，之后殘糖量下降，這是因為發酵后期，根霉菌由有氧呼吸轉變為無氧呼吸[15]，轉化成酒精及二氧化碳。酒精發酵消耗糖，因此殘糖量下降，同時酵母菌開始出現衰減自溶，桂花酒口感下降[16]。酸度在發酵32～40 h 內緩慢上升，在40～48 h 時間段內酸度明顯上升，因為在糖化菌的作用下，能夠產生小部分有機酸。酸度在56 h 時達到頂峰，隨后開始下降，這是因為酵母菌利用可發酵性糖產生了酯類物質,賦予甜酒釀特有的醇香和酯香，降低了甜酒釀的酸度[17]。且各組之間殘糖量、酸度均有明顯差異（p＜0.05）。從糖酸比的角度看，在發酵56 h 時糖酸比趨于平衡。

由圖5 可知，發酵時間48 h 之前，酒精度緩慢上升。發酵48 h，酒精度達到1%Vol。發酵超過48 h之后，酒精度明顯上升，發酵64 h 時，酒精度為3%Vol，此時酒精味過重，酵母繁殖消耗糖，產生乙醇，米酒的酸甜逐步轉化為酸苦，掩蓋了桂花甜酒釀應有的口感，故在試驗中不宜采用。各組之間酒精度均有明顯差異（p＜0.05）。市售桂花甜酒釀的工藝中多以發酵48～52 h，也有32，60 h，發酵的時間長短與加入酒曲的量、發酵溫度等都有關聯，在試驗結論中，發酵時間定為48 h 最為適合。

2.1.5 發酵溫度對桂花甜酒釀的影響

發酵溫度對桂花甜酒釀殘糖量和酸度的影響見圖6，發酵溫度對桂花甜酒釀酒精度的影響見圖7。

圖6 發酵溫度對桂花甜酒釀殘糖量和酸度的影響

圖7 發酵溫度對桂花甜酒釀酒精度的影響

根霉菌的最適生長溫度為30～33 ℃，最適產酶在33～35 ℃[18]，發酵溫度直接影響微生物的生長和代謝，是保證酶活性的重要條件。由圖6 可知，發酵溫度在27～33 ℃時，殘糖量酸度都呈上升趨勢，在33 ℃時，殘糖量酸度都達到最大值，顯著高于其他溫度（p＜0.05），高于33 ℃時，殘糖量、酸度都有不同程度的下降。

由圖7 可知，在27～33 ℃，酒精度隨發酵溫度的上升而增加，在33 ℃達到最高值，顯著高于其他溫度（p＜0.05），繼續升高溫度，酒精度下降，這是由于溫度低，酶促反應的速率低，酵母繁殖代謝速率慢，難以生長繁殖。而當發酵溫度過高，酵母繁殖速率過快，難以和糖充分發生有氧呼吸，便開始發生衰亡，同時生成其他副產物，對甜酒釀的口感產生負面影響[19]。

2.2 正交試驗結果與驗證試驗

2.2.1 正交試驗

桂花甜酒釀正交試驗以發酵溫度、發酵時間、桂花添加量為研究對象，選用三因素三水平正交表L9（34）。

正交試驗結果見表3，方差分析見表4。

表3 正交試驗結果

表4 方差分析

由表3～表4 可知，在試驗范圍內，3 個因素對感官品質影響的大小次序為B＞A＞C。其中，發酵時間對成品的感官品質影響最大，其次是溫度。低溫長時間發酵的產品，雖有桂花香味，但口感發澀。高溫短時間釀制的產品，除缺乏應有的桂花香外，酒質粗糙、有異味，主要因為酒曲的代謝副產物有差異。通過試驗可得最優組合為A2B2C2，即發酵溫度33 ℃，發酵時間48 h，桂花添加量4%。此時產品的口感達到最佳水平，有特殊的甜酒釀的香氣且伴有桂花香，口感醇香、酸甜均衡。

2.2.2 驗證試驗

按照正交試驗得出的結論，稱取150 g 糯米，清洗至水清，用60 ℃水浸泡60 min，瀝水，加入4%的干桂花混合，蒸煮20 min，加入30%的冷水攪拌、攤晾，冷卻至30 ℃，添加0.4% 甜酒曲均勻撒入桂花糯米中，充分攪拌后將其移入發酵罐中，搭窩，33 ℃下恒溫發酵48 h，對成品進行感官評價及理化指標檢測，還原糖的含量為28.01 g/100 mL，總酸含量為0.53 g/100 mL，糖酸比為52.85，黃酮質量濃度為0.071 2 mg/mL，酒精度為1.12%Vol，此時酒液澄清、香氣適宜、口感酸甜適中，最終感官評分為93 分。

3 結論

針對桂花甜酒釀的發酵進行了工藝優化，在單因素試驗結論上進行正交試驗，得到最優工藝參數為桂花添加量4%，加水量30%，發酵溫度33 ℃，發酵時間48 h。在此工藝參數下得出的產品還原糖含量為28.01 g/100 mL，總酸含量為0.53 g/100 mL，糖酸比為52.85，黃酮質量濃度為0.071 2 mg/mL，酒精度為1.12%Vol，此時產品色澤金黃，香氣舒適淡雅、酸甜爽口，具有產品典型風格，達到最佳工藝。