孫科

（徐州生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物工程系，江蘇徐州221006）

保健型牛蒡鮮啤酒生產(chǎn)研究

孫科*

（徐州生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物工程系，江蘇徐州221006）

研究了保健型牛蒡鮮啤酒的工藝流程。在啤酒發(fā)酵過程中添加牛蒡原汁，通過正交試驗和感官評定確定最佳工藝：牛蒡原汁在原料糖化時添加、添加量為4%，啤酒發(fā)酵時間為13 d。試驗結(jié)果表明，通過此工藝釀出的成品啤酒具有牛蒡特殊的香氣，口味純正爽口。

牛蒡；鮮啤酒；保健

牛蒡，又名東洋參、牛鞭菜等，屬菊科兩年生草本植物。牛蒡根含有豐富的菊糖、牛蒡酸、淀粉、蛋白質(zhì)等化合物，同時含有Mn、Ca、Fe、Mg、Zn等人體必需的宏量元素和微量元素。牛蒡還具有消腫毒、祛風(fēng)熱、消渴、治頭暈咽痛等作用，所以牛蒡既是一種營養(yǎng)價值豐富又是藥用價值極高的保健蔬菜，為我國古老的藥食兩用食物。明朝李時珍稱其“剪苗淘為蔬，取根煮，曝為脯，云其益人”，《本草綱目》中詳載其“通十二經(jīng)脈，除五臟惡氣”；《名醫(yī)別錄》稱其“久服輕身耐老”。隨著人民生活水平的提高，人們對啤酒的要求除了美妙感官享受，越來越追求其附加的保健功能。牛蒡是徐州的特產(chǎn)，因此，本試驗利用牛蒡原汁發(fā)酵鮮啤酒，對保健型牛蒡鮮啤酒發(fā)酵生產(chǎn)進(jìn)行了初步的研究。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

新鮮的牛蒡，徐州豐縣；大麥芽、酒花、啤酒酵母、糖化酶、液化酶，均購自青島啤酒（徐州）有限公司；環(huán)狀糊精，市售；護色劑，包括檸檬酸、抗壞血酸、NaCl、白醋，均為食用級；其他化學(xué)試劑，實驗室自備。

1.2 儀器與設(shè)備

JB/T5374-1991型電子天平，靈敏度為0.01%，梅特勒托利多儀器有限公司；PB-10型酸度計，Sartoriua Germany生產(chǎn)；MASTER-10T手持式折射儀，廣州戈迪電子科技有限公司；SHP6-60高壓均質(zhì)機，上海科學(xué)技術(shù)大學(xué)機電廠；XSP-2CA型顯微鏡，上海上光新光學(xué)科技有限公司；冰箱，青島海爾股份有限公司；GMF-FP-500打漿機、GMF-FC-500果蔬破碎機，上海果豐機械設(shè)備有限公司；JM-125Q型膠體磨，廊坊市惠友機械有限公司；小型啤酒生產(chǎn)線，生物工程系發(fā)酵實訓(xùn)中心。

1.3 分析測定方法

pH值，用PH計測定；成品啤酒酒精度，用蒸餾法；酵母數(shù)，采用血球記數(shù)法；還原糖，采用3，5-二硝基水楊酸法；總糖，采用苯酚硫酸法。

感官評定標(biāo)準(zhǔn):選擇青島啤酒（徐州）有限公司15位具有豐富感官評定經(jīng)驗的評定員對產(chǎn)品進(jìn)行打分，打分標(biāo)準(zhǔn)為色澤10分、香氣30分、口味40分、透明度10分、風(fēng)格10分進(jìn)行綜合評分，滿分100分，取平均值。

2 工藝流程

3 工藝操作要點

3.1 牛蒡原汁的制備

新鮮牛蒡→挑選→去皮→護色→破碎→預(yù)煮→打漿→膠體磨細(xì)磨→浸提→過濾→4.5倍稀釋→牛蒡原汁

3.2 牛蒡原汁制備要點

3.2.1 牛蒡的選擇

選擇無霉?fàn)€，表面淡棕褐色或黑褐色，有不整齊的縱皺紋或縱溝的牛蒡。質(zhì)地稍硬，易折斷，斷面略平坦，皮部棕褐色，木質(zhì)部黃白色，有放射狀紋理及裂隙，形成層環(huán)棕色明顯的牛蒡較好。

3.2.2 護色

牛蒡中含有大量兒茶酚和酪氨酸等酚類化合物，這些化合物與空氣中的氧氣發(fā)生酶促反應(yīng)，或與某些金屬離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而使牛蒡變色。因此，去完皮后的牛蒡需要進(jìn)行護色處理。本試驗采用質(zhì)量濃度1%檸檬酸和質(zhì)量濃度2%食鹽的水溶液護色，護色效果良好，產(chǎn)品質(zhì)量較好。

3.2.3 預(yù)煮

把切破碎的牛蒡放入沸水中，按1 g∶4 mL的料水比煮沸15 min，迅速冷卻。預(yù)煮的目的是把牛蒡中的水溶性的糖等溶出。

3.2.4 浸提

浸提的固液比為1 g∶8 mL，提取溫度為70℃，提取時間為90 min，浸提2次。

3.2.5 過濾

在原汁中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.01%的甲殼素，能使果膠等大分子物質(zhì)迅速絮凝，經(jīng)過過濾即可得到澄清的原汁。

3.3 麥芽汁的制備

3.3.1 原料配比

大麥芽和大米質(zhì)量比為80∶20；糊化料水比1 g∶4 mL～1 g∶5 mL；糖化料水比1 g∶3 mL～1 g∶4 mL；酒花質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.08%～0.10%；牛蒡原汁質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%～4%。

3.3.2 原料粉碎

大麥芽的粉碎：要求麥皮破而不碎，胚乳的粗、細(xì)粉應(yīng)有一定的比例。粉碎前，提前5 min～10 min加適量水濕潤大麥表面，達(dá)到麥芽粉“破而不碎”的要求。粉碎過程中，隨時取樣檢查麥芽粉碎情況，根據(jù)麥芽粉的粗細(xì)，適當(dāng)調(diào)整手輪和進(jìn)料量，粗細(xì)粉質(zhì)量比為1∶2.5。

大米粉碎：一般越細(xì)越好。過80目篩以上的米粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%，80目篩以下的米粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%以下。

3.3.3 糖化、糊化、過濾

麥芽粉碎后，37℃條件下按1 g∶4 mL的料水比例加入糖化鍋，同時加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%的牛蒡原汁，待攪拌均勻后升溫至50℃，保溫40 min，待蛋白質(zhì)分解后升溫至68℃再保溫，直到用碘液檢驗糖化液不再顯示藍(lán)色。大米粉碎后按1 g∶5 mL的料水比例，37℃條件下加入糊化鍋，50℃保溫溶解后保溫30 min，升溫至70℃，保溫50 min后升溫至100℃再保溫10 min。麥芽醪和糊化醪糖化完全后，升溫過濾。

3.3.4 麥汁煮沸

麥汁煮沸時間約為90 min，酒花分3次加入，初沸騰5 min～10 min時添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的苦型酒花；煮沸40 min左右時，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%～60%苦型酒花；香型酒花在煮沸結(jié)束前5 min～10 min加入，質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%～30%。煮沸時用乳酸調(diào)整pH值到5.2～5.4，煮沸強度≥8.5%，然后旋沉、薄板換熱冷卻到7℃～8℃。

3.3.5 發(fā)酵

冷卻后的麥汁泵入發(fā)酵罐，同時添加啤酒酵母，接種量為0.5%左右。滿罐后每隔一天排放1次冷凝固物，共放3次。初始發(fā)酵溫度為7℃± 0.5℃，主酵溫度為9℃±0.5℃，當(dāng)殘?zhí)琴|(zhì)量分?jǐn)?shù)降為3.8%～4.2%左右時保壓進(jìn)入后酵，罐壓維持在0.12 MPa，貯酒時間≥9 d。

3.3.6 過濾

下酒時，應(yīng)避免吸氧過多，為此先將貯酒罐充滿無菌水，再用CO2將無菌水頂出。當(dāng)CO2充滿貯酒罐時，用硅藻土過濾機過濾和膜濾精濾后充入清酒罐貯存。過濾后要求清酒的濁度≤0.5 EBC。

4 牛蒡啤酒的研制試驗

4.1 牛蒡原汁添加量的確定

對牛蒡原汁不同添加量進(jìn)行感官評定，評定結(jié)果見表1。從表1可以看出牛蒡原汁的添加量為4%時較為適宜。

表1 牛蒡原汁添加量對啤酒質(zhì)量的影響

4.2 牛蒡原汁添加方式的確定

牛蒡原汁的添加有3種方式：①在原料糖化時添加；②在麥汁煮沸時添加；③在啤酒后酵時添加。根據(jù)試驗，發(fā)現(xiàn)在麥汁煮沸和啤酒后酵時添加，發(fā)酵出來的鮮啤酒都有一定程度的沉淀，取出沉淀物分析發(fā)現(xiàn)沉淀物大多為沒分解的淀粉和高分子蛋白質(zhì)等，而在原料糖化時加入牛蒡原汁沒有沉淀產(chǎn)生。對該現(xiàn)象進(jìn)行原因分析，主要是因為牛蒡原汁中含有大分子的淀粉和蛋白質(zhì)。當(dāng)在麥汁煮沸和啤酒后酵時加入牛蒡原汁時，不能把淀粉和蛋白質(zhì)充分降解為可溶性小分子，仍以不溶性大分子顆粒的形式存在，最終導(dǎo)致鮮啤酒中有不溶性沉淀析出。而在原料糖化時加入，牛蒡原汁中大分子的淀粉及蛋白質(zhì)經(jīng)相關(guān)酶的作用可降解為可溶性小分子物質(zhì)，因而在成品鮮啤酒中不會有沉淀析出的現(xiàn)象。

4.3 牛蒡啤酒生產(chǎn)最佳工藝參數(shù)的確定

通過對牛蒡啤酒生產(chǎn)中的單因素試驗結(jié)果分析可知，對產(chǎn)品口感和理化指標(biāo)影響較大的是牛蒡原汁添加量、牛蒡原汁添加方式和發(fā)酵時間。因此，采用L9（33）正交試驗來確定牛蒡啤酒的最佳生產(chǎn)工藝參數(shù)，正交因素水平表見表2。

表2 優(yōu)化牛蒡啤酒生產(chǎn)工藝條件正交試驗因素與水平

正交試驗結(jié)果及分析見表3。由表3可知，影響牛蒡啤酒感官評分因素主次順序為A＞B＞C，即牛蒡原汁添加量＞牛蒡原汁添加方式＞發(fā)酵時間。在原料糖化時添加牛蒡原汁，綜合評分隨著添加量的增加先升后降，綜合評分最高出現(xiàn)在4%添加量時。在糖化時添加牛蒡原汁，綜合評分隨著發(fā)酵時間的延長先升后降，綜合評分最高出現(xiàn)在發(fā)酵第13 d時。所以最優(yōu)組合為A2B2C3，即牛蒡原汁的添加量為4%、在原料糖化時添加、發(fā)酵時間為13 d。對最優(yōu)組合進(jìn)行驗證，連續(xù)進(jìn)行3次平行試驗，最終啤酒綜合評分平均為94.7分。

表3 L9（33）正交試驗設(shè)計及結(jié)果

5 牛蒡保健型鮮啤酒的質(zhì)量指標(biāo)

5.1 牛蒡保健型鮮啤酒的感官質(zhì)量

外觀：淡黃色，清亮透明；泡沫：潔白細(xì)膩，持久掛杯；泡持性（s）≥190；香氣和口味：具有協(xié)調(diào)的酒花香氣和牛蒡特有香氣，口味純正，柔和清爽，殺口力好，無異香、無異味。

5.2 牛蒡保健型鮮啤酒的理化指標(biāo)

牛蒡保健型啤酒的理化指標(biāo)檢測結(jié)果見表4。

Health burdock fresh beer production research

SUNKe*
（Biological engineeringdepartment，Xuzhou institute oftechnologyofprofession ofbiological engineering，Jiangsu Xuzhou221006，China）

Burdock juiceadded in thebrewingprocessis studied in the process.Concluded bythe method oforthogonal test and sensoryevaluation ofoptimumprocess is:adding4%ofburdock juice duringsaccharification,and fermentingfor 13days.Thetestresultsshowthatthefinishedbeerofthebeerburdockisofspecialaroma,tastespureandrefreshing.

burdock；fresh beer；health care

TS262.5

A

1673-6044（2014）01-0024-03

10.3969/j.issn.1673-6044.2014.01.008

*孫科，男，1977年出生，2001年畢業(yè)于江蘇徐州師范大學(xué)生物學(xué)專業(yè)，講師。

2013-11-14

修回日期：2013-11-28