藜麥松露糯米復(fù)配飲料酒發(fā)酵工藝優(yōu)化

李翔，胡海洋，龔曉源，蔣方國，鄧杰，2，徐漪沙，周闖*

（1.成都大學(xué)農(nóng)業(yè)部雜糧重點(diǎn)實驗室，四川 成都 610106；2.雅安漢源縣市場監(jiān)督管理局，四川 雅安 625300）

藜麥（Chenopodium quinoa Willd.）又名為金谷子[1]，是一種糧食作物和功能食品，藜麥中含有豐富的蛋白質(zhì)、膳食纖維、礦物質(zhì)和維生素等營養(yǎng)素，富含酚類、黃酮和皂苷類等活性成分[2-4]。松露（Truffle）又名塊菌，是一類價格昂貴的食藥用菌，松露因具有豐富的營養(yǎng)、獨(dú)特的香味和清新鮮美的滋味等優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為餐桌上的“黑色金剛石”[5-7]。

發(fā)酵飲料酒是指飲料原料通過微生物發(fā)酵后調(diào)配而成的飲料產(chǎn)品[8-9]。米酒在國內(nèi)形成了深厚的飲食文化，因口感柔和、香氣宜人而深受消費(fèi)者喜愛。本文利用甜酒曲發(fā)酵高淀粉含量的藜麥、糯米與香氣獨(dú)特的松露復(fù)合而成的基料，研究藜麥松露糯米復(fù)配飲料酒的發(fā)酵工藝，并對終產(chǎn)品的營養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行測定，為其工業(yè)化生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

藜麥：山西華青藜麥產(chǎn)品開發(fā)有限公司；松露：四川品高農(nóng)產(chǎn)有限公司；糯米：市售；甜酒曲：安琪酵母股份有限公司；氫氧化鈉、酚酞（均為分析純）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；鹽酸、濃硫酸、硼酸、硫酸鉀、乙酸鋅、硫酸銅、亞鐵氰化鉀、甲基紅、酒石酸鉀鈉、葡萄糖（均為分析純）：成都科龍化工試劑廠；LB肉湯培養(yǎng)基、營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基：上海瑞楚生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

冷凍干燥機(jī)（FD-1A-50）：北京博醫(yī)康實驗儀器有限公司；全自動酒精計分析儀（DMA 4100M）：奧地利安東帕公司；高速臺式離心機(jī)（SF-TGL-16M）：上海菲恰爾分析儀器有限公司；智能型恒溫培養(yǎng)箱（SPX-150B）：上?，樮幵O(shè)備有限公司；全自動索式抽提器（FT-630）：北京中西遠(yuǎn)大科技有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點(diǎn)

1.3.2.1 藜麥預(yù)處理

選用籽粒飽滿、無空殼、無雜質(zhì)的干燥藜麥，用清水搓洗至水中無懸浮物和泡沫為止，備用[10]。

1.3.2.2 松露預(yù)處理

選用無蟲害的松露，去除表面雜質(zhì)，用水洗凈，切塊0.5 cm3，放入0～4℃預(yù)冷24 h，再放入冷凍干燥機(jī)冷凍干燥 24 h，備用[11]。

1.3.2.3 糯米預(yù)處理

選用粒大飽滿、干燥糯米用水清洗4次～5次，再用純凈水于25℃下浸泡24 h，備用。

1.3.2.4 發(fā)酵底物制備

將備好的藜麥、糯米按一定比例和松露塊2 g混合，沸水蒸煮20 min后，攤開冷卻至25℃，作為發(fā)酵底物，備用。

1.3.2.5 發(fā)酵

將底物加入到玻璃發(fā)酵罐內(nèi)，再將甜酒曲、水混合加入到發(fā)酵罐內(nèi)（發(fā)酵液），拌勻，然后密封放入28℃恒溫培養(yǎng)箱，發(fā)酵48 h[12]。

1.3.2.6 過濾、灌裝、滅菌

將發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵液經(jīng)紗布過濾傾至潔凈的空發(fā)酵罐內(nèi)，并壓榨紗布內(nèi)的發(fā)酵液至罐內(nèi)，靜置2 h；再經(jīng)紗布過濾后灌裝于玻璃瓶中，將其放入60℃～70℃的水浴鍋中恒溫滅菌30 min[13]，將滅菌后的原漿汁液密封裝罐，成品。

1.4 藜麥松露糯米復(fù)配飲料酒感官評價

由20個食品專業(yè)且感官靈敏的人員，經(jīng)培訓(xùn)后組成感官評定小組，測試前先評估評價小組的一致性、評價員的區(qū)分力和重復(fù)性。在飯后2 h用清水漱口，采用感官系列分析方法對各項指標(biāo)進(jìn)行評價，找到各個初始配方下飲料酒在色澤、氣味、味道、酒體上的差異，綜合分?jǐn)?shù)滿分為100分[14]。去掉高低極值，平均后即為結(jié)果。評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 藜麥松露糯米復(fù)配飲料酒的感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory score table of compound alcoholic beverage of quinoa truffle and glutinous rice

1.5 單因素試驗設(shè)計

發(fā)酵基料主要是藜麥和糯米，而添加松露是為了補(bǔ)足香氣?；诖耍诮?jīng)過大量預(yù)試驗的前提下，設(shè)定藜麥與糯米總質(zhì)量為100.0 g，固定松露添加量2.0 g、發(fā)酵溫度28℃、發(fā)酵時間48 h[12]。以感官評分、酒精度和總酸含量為指標(biāo)，分別考察藜麥與糯米質(zhì)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 個因素對飲料酒品質(zhì)的影響。

1.6 響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計

將藜麥與糯米質(zhì)量比（A）、甜酒曲添加量（B）、加水量（C）3個因素作為自變量，以感官評分為響應(yīng)值。將單因素試驗結(jié)果作為編碼水平進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化，試驗設(shè)計見表2。

表2 Box-Behnken試驗設(shè)計因素與水平設(shè)計Table 2 Box-Behnken experimental design factors and levels

1.7 理化成分檢測

為了對產(chǎn)品的品質(zhì)、安全和營養(yǎng)進(jìn)行初步評估，測定了總酸含量、酒精度、蛋白質(zhì)含量和微生物等指標(biāo)，具體檢測指標(biāo)和方法見表3。

表3 藜麥松露糯米復(fù)配飲料酒營養(yǎng)成分和安全性測定Table 3 Determination of nutritional components and safety of compound alcoholic beverage of quinoa，truffle and glutinous rice

1.8 數(shù)據(jù)處理

每個指標(biāo)均做3次重復(fù)試驗，用WPS 2020軟件處理所得數(shù)據(jù)，單因素結(jié)果方差和顯著性采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行分析，并應(yīng)用Design-Expert 8.0.6統(tǒng)計軟件進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 藜麥與糯米質(zhì)量比對飲料酒品質(zhì)的影響

藜麥與糯米質(zhì)量比對飲料酒品質(zhì)的影響見圖1。

圖1 藜麥與糯米質(zhì)量比對飲料酒的感官評分、酒精度及總酸含量的影響Fig.1 Effects of weight ratio of quinoa to glutinous rice on sensory score，alcohol content and total acid content of alcoholic beverage

由圖1可知，受原料種類以及淀粉含量的影響，隨著藜麥和糯米質(zhì)量比的增加，飲料酒的酒精度先降低后升高，總酸含量不斷下降，而感官評分先升高后降低。當(dāng)質(zhì)量比為1∶5時，酒精度和總酸含量達(dá)到最高，入口有一種苦澀味，感官評分最低；質(zhì)量比為1∶3時，總酸含量適中，感官評分最高；酒精度在原料質(zhì)量比1∶3～1∶2的變化不是很明顯，同時考慮到成本，因此選擇1∶3為藜麥與糯米的最適質(zhì)量比，此時產(chǎn)品酒體協(xié)調(diào)、光澤好、風(fēng)味足。

2.1.2 甜酒曲添加量對飲料酒品質(zhì)的影響

甜酒曲添加量對飲料酒品質(zhì)的影響見圖2。

圖2 甜酒曲添加量對飲料酒的感官評分、酒精度及總酸含量的影響Fig.2 Effects of adding amount of sweet koji addition on sensory score，alcohol content and total acid content of alcoholic beverage

由圖2可知，當(dāng)甜酒曲添加量為0.4 g～1.0 g時，飲料的感官評分、酒精度和總酸含量整體均呈現(xiàn)增加趨勢，原因是甜酒曲添加量過少，根霉繁殖到高峰需要時間，發(fā)酵啟動慢，周期延長，使酒精度和總酸含量偏低[23]。添加量為1.0 g時，酒精度為0.98%vol，總酸含量最高，感官品質(zhì)最佳，可能是發(fā)酵結(jié)束時有殘?zhí)谴媪?，中和了酸澀的味道，使成品酸甜適中，口感柔和。添加量達(dá)到1.2 g時，感官評分和總酸含量呈下降趨勢，酒精度持續(xù)上升到1.40%vol，這也驗證了甜酒曲添加量為1.0 g時存在還原性糖殘留的現(xiàn)象。因此選擇1.0 g為甜酒曲的最適添加量。

2.1.3 加水量對飲料酒品質(zhì)的影響

加水量對飲料酒品質(zhì)的影響見圖3。

圖3 加水量對飲料酒的感官評分、酒精度及總酸含量的影響Fig.3 Effects of adding amount of water on sensory scores，alcohol content and total acid content of alcoholic beverage

由圖3可知，當(dāng)加水量由65 g上升到75 g時，感官評分和總酸含量逐漸增加到最大值，隨著加水量的增加，總酸含量的變化不明顯，酒精度持續(xù)增長后也出現(xiàn)下降趨勢；加水量為75 g與85 g時的酒精度和總酸含量相差不大，但后者感官評分更低，尤其是色澤、氣味等比較寡淡，說明水分添加過多會對飲料酒產(chǎn)生稀釋作用而不利于其品質(zhì)提升[24]；而當(dāng)水分添加過少，酒精度和總酸含量都非常低，是因為形成高糖高滲透環(huán)境影響了酵母的功能[25-26]，這會造成原料利用率不足以及成品率降低等問題。因此選擇75 g為最適加水量。

2.2 響應(yīng)面試驗結(jié)果與分析

響應(yīng)面試驗結(jié)果見表4。

表4 響應(yīng)面分析試驗結(jié)果Table 4 Response surface analysis experimental results

續(xù)表4 響應(yīng)面分析試驗結(jié)果Continue table 4 Response surface analysis experimental results

采用Design-Expert 8.0.6統(tǒng)計軟件將表4的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合與方差分析（ANOVA），得到感官評分（Y）對自變量因素的二次多項式回歸模型方程為Y=83.97-0.21A-2.01B+1.52C+1.00AB-0.75AC-1.04BC-1.14A2-4.33B2-3.51C2。

經(jīng)過Design-Expert 8.0.6統(tǒng)計軟件分析，得到藜麥松露糯米復(fù)配飲料酒感官評分的ANOVA分析，見表5。

表5 藜麥松露糯米復(fù)配飲料酒感官評分的ANOVA分析Table 5 ANOVA analysis of sensory score of compound alcoholic beverage of quinoa，truffle and glutinous rice

由表5感官評分回歸模型的ANOVA分析可知，該模型差異性極顯著（P＜0.01），失擬項不顯著（P＞0.05），說明方程能準(zhǔn)確反映感官評分與各因素之間的關(guān)系。由F值的大小判斷影響飲料酒感官評分的主次因素順序為B＞C＞A，由R2值與R2Adj值可知，該模型中的97.38%的感官評分變化均與A、B、C 3個自變因素有關(guān)，表明進(jìn)行飲料酒的感官評分預(yù)測可以用該模型。由P值的大小判斷模擬項的顯著性：一次項B和C極顯著，A不顯著。二次項B2和C2極顯著，A2顯著。而交互項AB、AC和BC均不顯著。

利用Design-Expert 8.0.6軟件對表5的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多元回歸擬合，A、B及C 3個因素對感官評分（Y）的影響交互作用關(guān)系見圖4。

圖4 各個因素對飲料酒的感官評分影響的響應(yīng)面圖Fig.4 Response surface diagram of the effects of various factors on sensory score of alcoholic beverage

由圖4可知，響應(yīng)面圖的坡面越陡，兩個因素對響應(yīng)值的交互作用越顯著[27]，由此可知，3個因素對感官評分的交互作用顯著關(guān)系為BC＞AB＞AC。

2.3 模型驗證試驗

經(jīng)Design Expert 8.0.6軟件分析得出，在發(fā)酵工藝為藜麥與糯米質(zhì)量比1∶3.06、甜酒曲添加量0.97 g、加水量73.1 g時，測得藜麥松露糯米復(fù)配飲料酒的感官評分為83.64。但考慮實際操作性，將發(fā)酵工藝調(diào)整為藜麥與糯米質(zhì)量比1∶3、甜酒曲添加量1.0 g、加水量73.0 g。在此工藝下進(jìn)行3次重復(fù)驗證試驗，得出的飲料酒感官評分為84.06。與預(yù)測值的誤差較小，在合理范圍之內(nèi)，所以此模型運(yùn)用響應(yīng)面優(yōu)化得到的工藝具有可靠性。

2.4 理化成分檢測結(jié)果與分析

藜麥松露糯米復(fù)配飲料酒營養(yǎng)成分及其安全性測定結(jié)果見表6。

表6 藜麥松露糯米復(fù)配飲料酒營養(yǎng)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，根據(jù)國家關(guān)于發(fā)酵飲料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定（pH值和可溶性固形物含量參考格瓦斯飲料的標(biāo)準(zhǔn)QB/T 5341—2018《格瓦斯發(fā)酵飲料》[28]），藜麥松露糯米復(fù)配飲料酒中的pH值、可溶性固形物含量以及酒精度均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，且其中的總糖、脂肪、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)含量較高。滅菌后飲料的菌落總數(shù)和大腸桿菌數(shù)均符合標(biāo)準(zhǔn)GB 7101—2015《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)飲料》[29]。由此可以看出藜麥松露復(fù)配發(fā)酵低酒精度飲料是一款兼具營養(yǎng)價值和安全性的飲料。

3 結(jié)論

通過單因素試驗并利用響應(yīng)面法優(yōu)化藜麥松露糯米復(fù)配飲料酒的最佳發(fā)酵工藝為藜麥與糯米總質(zhì)量100.0 g、松露添加量2.0 g、藜麥與糯米質(zhì)量比1∶3、甜酒曲添加量1.0 g、加水量73.0 g、發(fā)酵溫度與時間分別為28℃、48 h，此工藝下的飲料感官評分為84.06，酒精度1.02%vol、總酸含量1.30 g/L。利用國家標(biāo)準(zhǔn)等方法對其營養(yǎng)和安全性進(jìn)行檢測，結(jié)果顯示為pH值3.72±0.16、可溶性固形物含量（24.20±0.07）%、總糖含量（11.93±0.25）g/100g、脂肪含量（2.34±0.22）g/100 g、蛋白質(zhì)含量（6.85±0.51）g/100 g、菌落總數(shù)（24±5）CFU/mL、大腸桿菌未檢出。此研究主要是利用藜麥、糯米和松露進(jìn)行復(fù)配并發(fā)酵，從原料的選取進(jìn)行創(chuàng)新，將營養(yǎng)與風(fēng)味相互融合，利用簡單的制備工藝，開發(fā)出一款風(fēng)味獨(dú)特且營養(yǎng)全面的飲料酒，為進(jìn)一步豐富飲料酒的種類提供工藝參考。