高溫瞬時(shí)滅菌對(duì)米酒品質(zhì)的影響

張蕙銘，夏偉良，邢楓，王美琪，金鐵巖

延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院 （延吉133002）

米酒是一種以大米或糯米為原料的甜米酒。然而，由于其蛋白質(zhì)、糖類含量豐富，酒精度低等特點(diǎn)，米酒易發(fā)生霉變、變質(zhì)，導(dǎo)致品質(zhì)下降。

超高溫瞬時(shí)滅菌技術(shù)（UHT），由于其成本低廉、安全可靠，被廣泛應(yīng)用于食品加工領(lǐng)域。加熱溫度一般為120～150 ℃，加熱時(shí)間在1～30 s，制品可達(dá)到商業(yè)無(wú)菌的要求。國(guó)內(nèi)許多企業(yè)在食品加工中已開始應(yīng)用高溫滅菌技術(shù)，并取得良好效果[1]。王嵩等[2]用高溫?fù)Q熱設(shè)備殺菌啤酒的研究表明，相比隧道式巴氏殺菌，板式高溫?fù)Q熱殺菌設(shè)備耗能低，相對(duì)于低溫巴氏殺菌，其殺菌時(shí)間短，對(duì)酒的風(fēng)味物質(zhì)破壞程度小。

米酒發(fā)酵階段，第一批細(xì)菌主要為硝酸鹽還原菌，第二批為明串珠菌腸系膜、清酒乳桿菌等。巴氏殺菌等被廣泛用作滅菌技術(shù)，然而加熱會(huì)對(duì)其感官特性產(chǎn)生負(fù)面影響。

米酒常用殺菌方式為低溫加熱滅菌、紫外線殺菌、高溫瞬時(shí)滅菌等。其中高溫瞬時(shí)滅菌為米酒殺菌新技術(shù)，為使其更好地應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，對(duì)米酒的滅菌進(jìn)行研究[3]。試驗(yàn)以米酒為原料，用高溫瞬時(shí)滅菌方法，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)米酒pH、總酸含量、總糖含量、乙醇含量和感官指標(biāo)進(jìn)行考察，對(duì)色度、微生物指標(biāo)及保質(zhì)期進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析，建立最適殺菌標(biāo)準(zhǔn)。該試驗(yàn)旨在為米酒的商業(yè)滅菌提供數(shù)據(jù)支持及理論依據(jù)，提高米酒品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

朝鮮族傳統(tǒng)米曲；蒸餾水。

高溫瞬時(shí)滅菌鍋（RP6L10型，鄭州東晨流體設(shè)備廠）；數(shù)字酸度計(jì)（PHS-3C型，上海鵬順科學(xué)儀器有限公司）；水銀溫度計(jì)、酒精計(jì)（0.5%，3支組，沈陽(yáng)市玻璃計(jì)器廠）；紫外可見分光光度計(jì)（UV-1800型，上海美譜達(dá)儀器有限公司）；手持糖度儀（WY-055型，長(zhǎng)春市第四光學(xué)儀器廠）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 高溫瞬時(shí)滅菌的方法

將試驗(yàn)所用米酒經(jīng)離心泵送至高溫瞬時(shí)滅菌機(jī)裝置內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，經(jīng)高溫桶（120～135 ℃）進(jìn)行加工，米酒迅速加熱，達(dá)到殺菌溫度，時(shí)間保持分別是2，5和8 s。高溫瞬時(shí)滅菌技術(shù)使這些微生物及酶類很快被殺滅。試驗(yàn)過(guò)程中使用一種新型高效節(jié)能裝置——熱虹吸循環(huán)冷卻設(shè)備。試驗(yàn)是將大米在常溫下用粉碎機(jī)粉碎成顆粒并放入高溫桶內(nèi)。當(dāng)物料離開高溫桶時(shí)，與冷料換熱，獲得冷卻，一般溫度低于65 ℃[4]。

1.2.2 現(xiàn)代朝鮮族米酒制作工藝流程

試驗(yàn)所用米酒生產(chǎn)方法：以大米為原料并在水中浸泡5～6 h，蒸煮后冷卻，以朝鮮族傳統(tǒng)的米曲為發(fā)酵劑，按1∶1.5體積比加水，米酒是在9～11 ℃的低溫條件下，經(jīng)20～25 d發(fā)酵精制而成。工藝流程如圖1所示。

圖1 現(xiàn)代朝鮮族米酒制作工藝流程

圖2 DNS葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線

1.2.3 pH測(cè)定

對(duì)酸度計(jì)進(jìn)行調(diào)試校正，取30 mL試驗(yàn)樣杯中米酒，放在磁力攪拌器上面，洗凈玻璃電極，置于樣品米酒內(nèi)，不接觸燒杯的邊緣及底部，直到數(shù)值平穩(wěn)1 min，平行記錄3次并取均值。

1.2.4 總酸測(cè)定

取50 mL試驗(yàn)樣品，放入250 mL燒杯中，加入50 mL無(wú)CO2的水，將其攪拌均勻然后加入幾滴1%酚酞指示劑，用0.1 mol/L NaOH滴定至微紅色保持30 s不褪色，測(cè)量消耗NaOH的體積，重復(fù)3次進(jìn)行平行測(cè)定[5]。

1.2.5 酒精度測(cè)定

用比重法先抽取100 mL酒樣，蒸餾按慣例進(jìn)行，餾出液不少于量筒中的40 mL，用蒸餾水100 mL補(bǔ)滿，用水銀溫度計(jì)測(cè)溫度，用0.5%的3支組特型酒精計(jì)放入量筒中，酒精計(jì)穩(wěn)定時(shí)讀數(shù)，根據(jù)酒精度及溫度換算表?yè)Q算成酒精度20 ℃，參考GB/T 13662—2008《黃酒酒精計(jì)濃度與溫度》，換算表保留小數(shù)點(diǎn)后1位。

1.2.6 總糖測(cè)定

米酒中總糖是由酒中還未還原雙糖、多糖與酶水解所組成，參照Kang等[6]總糖含量用還原糖（葡萄糖）的含量表示，其原理是：還原糖經(jīng)堿性條件加熱氧化為糖酸，而DNS（3,5-二硝基水楊酸）經(jīng)糖還原后從黃色轉(zhuǎn)變?yōu)楹稚?，還原糖含量的多少與棕紅色材料顏色深淺呈正比，在波長(zhǎng)540 nm處有一定的吸光度。

取出50 mL試樣，用1 mol/L的NaOH溶液調(diào)至中性，水浴20 min，降溫到室溫，邊搖邊加5 mL乙酸鋅溶液，5 mL亞鐵氰化鉀，定容至100 mL，靜置30 min，過(guò)濾，得樣液，取不同梯度的樣液和DNS反應(yīng)，測(cè)其吸光度。得知樣液內(nèi)葡萄糖含量，求出總糖含量?？偺呛浚╣/100 mL）按式（1）計(jì)算。

式中：m為標(biāo)準(zhǔn)曲線得到的葡萄糖質(zhì)量，mg；V1為樣液總體積，mL；V2為測(cè)定用體積，mL；V為樣品體積，mL。

1.3 感官評(píng)價(jià)

米酒感官評(píng)價(jià)見表1。

表1 米酒感官評(píng)價(jià)表

1.4 微生物指標(biāo)

1.4.1 菌落總數(shù)

采用平板傾注法，以10倍稀釋比例對(duì)殺菌酒樣品進(jìn)行混勻，取1 mL不同稀釋倍數(shù)的稀釋液放入平皿中，降溫至45 ℃，并將其倒入營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中，平皿保持水平位置，涂布使樣液與培養(yǎng)基充分接觸，放置在37 ℃條件下培養(yǎng)72 h，同時(shí)取出1 mL空白稀釋液傾注于無(wú)菌平皿，作為空白對(duì)照，統(tǒng)計(jì)平板上菌落的數(shù)量。

1.4.2 酵母菌測(cè)量

將經(jīng)過(guò)殺菌處理的酒液以10倍稀釋法稀釋至不同濃度，每次稀釋用2～3個(gè)平皿，取1 mL樣本液投入培養(yǎng)皿，加入15 mL 45 ℃ YM培養(yǎng)基，于25 ℃厭氧培養(yǎng)72 h，并同時(shí)取1 mL空白稀釋液倒入無(wú)菌平皿，用作空白對(duì)照，記錄平皿上菌落數(shù)量。

1.4.3 乳酸菌測(cè)量

取25 mL滅菌樣酒，加入225 mL無(wú)菌生理鹽水，以10倍稀釋的方式取出0.1 mL濃度均一的液體，添加到MRS培養(yǎng)基中，用于涂布，放置在36 ℃的厭氧條件下培養(yǎng)48 h，同時(shí)將1 mL空白稀釋液放入無(wú)菌平皿中作為對(duì)照，對(duì)培養(yǎng)基上的菌落數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果均采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（x±SD）形式表示，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2016軟件進(jìn)行作圖和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，用SPSS 25.0軟件進(jìn)行差異分析，所有試驗(yàn)均重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線

以葡萄糖濃度為標(biāo)準(zhǔn)繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線，方程為y=0.068 8x-0.001 0（R2=0.994 4）。

2.2 高溫瞬時(shí)滅菌后米酒理化指標(biāo)的變化

120～135 ℃高溫殺菌時(shí)間分別是2，5和8 s的米酒在貯存20周的pH變化情況如圖3所示。由試驗(yàn)結(jié)果可知，溫度升高可導(dǎo)致米酒中微生物增多，卻又能降低米酒氧化程度，延長(zhǎng)米酒的保質(zhì)期。此外，在低溫下貯存的米酒其酸度和色度均有一定上升。經(jīng)高溫瞬時(shí)殺菌處理米酒，其pH同未滅菌的米酒相比變化平緩，未滅菌米酒的pH不斷降低[7-9]。

圖3 高溫瞬時(shí)滅菌不同時(shí)間米酒pH變化

如圖4可以得出，米酒在120～135 ℃的高溫滅菌設(shè)備中進(jìn)行處理，高溫瞬時(shí)2，5和8 s時(shí)儲(chǔ)存20周后總酸含量變化情況。相對(duì)于未經(jīng)殺菌的米酒，高溫滅菌不同時(shí)，總酸含量變化較為平緩。

如圖5所示，120～135 ℃髙溫殺菌設(shè)備對(duì)米酒2，5和8 s進(jìn)行處理，其總糖含量與未滅菌的米酒相比，貯存20周，高溫滅菌后不同時(shí)期的變化比較穩(wěn)定。

如圖6所示，米酒經(jīng)125 ℃高溫殺菌設(shè)備2，5和8 s處理后，儲(chǔ)存20周后酒精度發(fā)生變化，相對(duì)于未經(jīng)殺菌的米酒，高溫滅菌不同時(shí)酒精度的變化較為平緩[10]。

圖6 高溫瞬時(shí)滅菌不同時(shí)間米酒中乙醇發(fā)生改變

2.3 高溫瞬時(shí)滅菌后米酒的色度變化

從圖7～圖9可以看出，高溫瞬時(shí)滅菌后米酒，殺菌后亮度提高，在儲(chǔ)存期間，其亮度沒有明顯的改變，保持了原有亮度。經(jīng)過(guò)高溫短時(shí)滅菌處理的米酒在常溫下可長(zhǎng)時(shí)間保持較高亮度，但隨著存放時(shí)間延長(zhǎng)，亮度逐漸降低，且隨溫度升高，亮度下降幅度增大。高溫處理的米酒儲(chǔ)藏期間亮度提高顯著，儲(chǔ)藏后期呈現(xiàn)亮暗，但在常溫下加工后米酒亮度變化不大。a*和b*升高說(shuō)明高溫對(duì)米酒的紅色度和黃色度有一定影響，同時(shí)提高米酒的亮度。

圖7 高溫瞬時(shí)滅菌不同時(shí)間米酒L*值發(fā)生改變

圖8 高溫瞬時(shí)滅菌不同時(shí)間米酒a*值發(fā)生改變

圖9 高溫瞬時(shí)滅菌不同時(shí)間米酒b*值發(fā)生改變

2.4 高溫瞬時(shí)滅菌對(duì)米酒中微生物指標(biāo)影響的研究

從表2～表4可以看出，高溫瞬時(shí)滅菌會(huì)對(duì)酒體菌落總數(shù)產(chǎn)生較大影響，實(shí)現(xiàn)超高溫瞬間滅菌，且貯存過(guò)程中，活菌數(shù)不增加[11]。

表2 高溫瞬時(shí)滅菌不同時(shí)長(zhǎng)朝鮮族米酒菌落總數(shù)的變化 單位：CFU/mL

表3 高溫瞬時(shí)滅菌不同時(shí)長(zhǎng)朝鮮族米酒酵母菌總數(shù)的變化 單位：CFU/mL

2.5 高溫瞬時(shí)滅菌的米酒感官評(píng)定

由表5可知，經(jīng)未殺菌及殺菌2 s處理的米酒隨儲(chǔ)存時(shí)間變長(zhǎng)存在顯著性差異（P＜0.05），其色澤評(píng)價(jià)分降低程度大于經(jīng)5 s和8 s處理的米酒，5 s的米酒在儲(chǔ)存4周后無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。

表5 高溫瞬時(shí)滅菌不同時(shí)長(zhǎng)后米酒色澤評(píng)分 單位：分

由表6可知，在米酒風(fēng)味方面，未殺菌、殺菌2 s、殺菌8 s這3種處理方式在隨著儲(chǔ)存時(shí)間延長(zhǎng)后風(fēng)味衰減較為嚴(yán)重，而5 s試驗(yàn)組并無(wú)顯著性差異（P＞0.05），證明米酒在殺菌5 s后其風(fēng)味可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存并基本不發(fā)生變化。

表6 高溫瞬時(shí)滅菌不同時(shí)長(zhǎng)后米酒風(fēng)味評(píng)分 單位：分

由表7可知，5 s試驗(yàn)組中米酒感官綜合評(píng)價(jià)隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)并未存在顯著性差異（P＞0.05），而未殺菌、殺菌2 s和8 s在儲(chǔ)存時(shí)間延長(zhǎng)后存在顯著性差異（P＜0.05）。綜合而言，殺菌5 s處理后米酒的綜合水平最高。

表7 高溫瞬時(shí)滅菌不同時(shí)長(zhǎng)后米酒綜合評(píng)分 單位：分

3 結(jié)論

高溫瞬時(shí)滅菌（UHT）處理使用連續(xù)流熱處理進(jìn)行滅菌過(guò)程。UHT在120～135 ℃下短時(shí)間運(yùn)行，以滅活微生物。因此，UHT的優(yōu)點(diǎn)是使用較短的加工時(shí)間，以保留食品的自然感官和營(yíng)養(yǎng)特性，減少質(zhì)量損失。

盡管米酒可以使用多種滅菌方法，但每種方法都有特定的機(jī)會(huì)和缺點(diǎn)。應(yīng)根據(jù)滅菌目的和食品選擇最合適的方法。熱處理在世界范圍內(nèi)被廣泛用于保存米酒。然而，一些研究仍表明，由于對(duì)米酒最終感官質(zhì)量的特定不利影響，在這些熱處理過(guò)程中應(yīng)限制米酒質(zhì)量的劣化。盡管熱處理已闡明其在保護(hù)產(chǎn)品微生物安全方面的有益作用，但商業(yè)米酒生產(chǎn)商仍在尋找最有效的選擇，以獲得營(yíng)養(yǎng)和感官上可接受的米酒[12-14]。因此，米酒行業(yè)的首要關(guān)注點(diǎn)是找到一種有效工藝，以確保米酒的微生物安全，最大限度減少質(zhì)量缺陷。就殺菌效果而言，UHT可以殺死一些巴氏殺菌無(wú)法殺死的細(xì)菌，但其對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味的影響也難以解決。

米酒在120～135 ℃的高溫設(shè)備中，經(jīng)過(guò)2，5和8 s的高溫進(jìn)行瞬時(shí)滅菌，不同高溫瞬時(shí)滅菌的米酒，就理化指標(biāo)而言，其變化平緩；在微生物方面，高溫瞬時(shí)滅菌可達(dá)到米酒內(nèi)部無(wú)菌的要求；由色度和感官評(píng)價(jià)的結(jié)果可知，不同的高溫瞬時(shí)滅菌，對(duì)米酒的色度和香氣有明顯影響，從綜合風(fēng)味、綜合評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行剖析，得出5 s瞬時(shí)滅菌對(duì)米酒品質(zhì)影響最小。試驗(yàn)表明，不同殺菌方法對(duì)米酒儲(chǔ)藏期間理化指標(biāo)、感官評(píng)價(jià)的影響，對(duì)微生物指標(biāo)進(jìn)行分析，高溫瞬時(shí)滅菌的最適條件是滅菌溫度125 ℃、滅菌時(shí)長(zhǎng)5 s。