宋藝君,郭 濤,王昌利*
(1.陜西中醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)院,陜西 咸陽(yáng) 712046;2.解放軍第四五一醫(yī)院,陜西 西安 710054)
山茱萸(Cornus officinatis)是山茱萸科山茱萸屬植物山茱萸的干燥成熟果肉[1],主產(chǎn)于我國(guó)陜西、浙江、河南等省,具有補(bǔ)肝腎、澀精氣、固虛脫的功效。山茱萸含有24種礦物元素,16種氨基酸,其中人體所需要的8種必需氨基酸全部具備,還含有VA、VC、VE等對(duì)人體有益的成分[2],具有降血糖、抗炎、抗癌、抗氧化、抗衰老等作用,可以治療冠心病、糖尿病、高血壓等疾病。
采用干果發(fā)酵保健果酒,發(fā)酵時(shí)間比較靈活,解決了原料的季節(jié)性問(wèn)題;一般果酒都是采用新鮮的果實(shí)進(jìn)行破碎、打漿或榨汁進(jìn)行釀造,如楊梅果酒、獼猴桃果酒等,干果發(fā)酵避免了打漿的過(guò)程,對(duì)干果溫浸后發(fā)酵即可;而且干果不容易霉變,使原料的儲(chǔ)存更容易。但是干果發(fā)酵,潛在酒精度低,需要時(shí)間長(zhǎng),需添加白砂糖,才能達(dá)到預(yù)定的酒精度。
果酒是在酵母菌等微生物的作用下釀成的,據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[3-4],山萸肉中含有一些生物活性物質(zhì)如熊果酸、山茱萸苷、馬錢苷、鞣質(zhì)等,研究表明[4-5],這些活性物質(zhì)對(duì)細(xì)菌和真菌有抑制作用。因此山茱萸果肉發(fā)酵緩慢,周期長(zhǎng)可能是這些物質(zhì)對(duì)酵母產(chǎn)生了抑制作用。
根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[6-8],山茱萸的研究主要集中在化學(xué)成分和藥理藥效方面,近些年來(lái),隨著營(yíng)養(yǎng)、保健食品的興起,山茱萸開始應(yīng)用于食品工業(yè)(如山茱萸酒[9-10]),本試驗(yàn)采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),以酒精度、感官評(píng)分作為評(píng)介指標(biāo),確定最佳主發(fā)酵工藝條件,以期為山茱萸果酒的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
山茱萸干果肉:采自陜西佛坪縣,鮮果置沸水中略燙后,及時(shí)除去果核,干燥;白砂糖、檸檬酸(食品級(jí)):廣州一德路批發(fā)市場(chǎng);D254干酵母:加拿大Lallemand公司;蒸餾水:自制重蒸水;帝伯仕果膠酶:煙臺(tái)帝伯仕商貿(mào)有限公司;硫酸銅、酒石酸鉀鈉、偏重亞硫酸鉀、鹽酸、氫氧化鈉、乙醇:廣州化學(xué)試劑廠。
1.3.1 山茱萸果酒加工工藝流程[11-12]
山茱萸干果肉+10倍質(zhì)量水→溫浸→藥液和藥渣混合物→酵母活化→成分調(diào)整→接種發(fā)酵→倒瓶→后發(fā)酵→澄清→灌裝→殺菌→陳釀→成品
1.3.2 果酒的感官評(píng)價(jià)
感官評(píng)價(jià):果酒呈紅棕色,具有和諧的酒香和果香味,清香純正,無(wú)異味,澄清,符合國(guó)標(biāo)GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》的要求。由7名感官評(píng)分人員對(duì)混合果酒進(jìn)行感官評(píng)分(滿分100分),感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。
表1 果酒感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standards of fruit wine
1.3.3 主發(fā)酵工藝單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)
酵母活化[13-14]:在干酵母中加入10倍量38~42 ℃溫水,于40 ℃恒溫水浴活化30 min,每隔10 min攪拌一次。
發(fā)酵溫度對(duì)主發(fā)酵的影響:固定料液比1∶10(g∶mL),60 ℃溫浸3 h,干酵母0.5 g/L,SO260 mg/L,發(fā)酵糖度136 g/L,果膠酶60 mg/L,原料液pH值3.5,分別于19 ℃、21 ℃、23 ℃、25 ℃、27 ℃、29 ℃發(fā)酵14 d,評(píng)價(jià)指標(biāo)為酒精度和感官評(píng)分。
綠化荒山、改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境是蘭州石化的“綠色約定”。經(jīng)過(guò)幾十年的努力,蘭州石化將蘭州市南山東起馬耳山溝底、西到大元峁一帶的2500畝荒山建成了省級(jí)森林公園。如今,這里春有花、夏有蔭、秋有果、冬有青,成為市民休閑健身的理想場(chǎng)所。
發(fā)酵時(shí)間對(duì)主發(fā)酵的影響:固定料液比1∶10(g∶mL),60 ℃溫浸3 h,干酵母0.5 g/L,SO260 mg/L,發(fā)酵糖度136 g/L,果膠酶60 mg/L,原料液pH值3.5,于25 ℃分別發(fā)酵7 d、14 d、21 d、28 d、35 d,評(píng)價(jià)指標(biāo)為酒精度和感官評(píng)分。
酵母接種量對(duì)主發(fā)酵的影響:固定料液比1∶10(g∶mL),60 ℃溫浸3h,SO260 mg/L,發(fā)酵糖度136 g/L,果膠酶60 mg/L,原料液pH值3.5,酵母接種量分別為0.05 g/L、0.1 g/L、0.3 g/L、0.5 g/L、0.7 g/L,于25 ℃發(fā)酵28 d,評(píng)價(jià)指標(biāo)為酒精度和感官評(píng)分。
1.3.4 主發(fā)酵工藝正交優(yōu)化試驗(yàn)
稱取山茱萸50 g,選用干酵母接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間為考察因素,在其他工藝條件都不變的情況下,進(jìn)行3因素3水平的正交試驗(yàn)L9(33),評(píng)價(jià)指標(biāo)為酒精度和感官評(píng)分,因素與水平見表2。
表2 主發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experiment for main fermentation condition optimization
1.3.5 測(cè)定指標(biāo)分析方法[15]
酒精度的測(cè)定:密度瓶法;總酸的測(cè)定:酸堿滴定法;總糖的測(cè)定:滴定法。
不同發(fā)酵溫度對(duì)主發(fā)酵的影響結(jié)果見圖1。由圖1可知,隨著發(fā)酵溫度的升高,酒精度和感官評(píng)分均呈先增大后下降的趨勢(shì)。溫度是影響酵母生長(zhǎng)、繁殖、發(fā)酵的主要因素。隨著溫度的升高,發(fā)酵速度逐漸加快,在25 ℃時(shí)發(fā)酵最快。隨著溫度的升高,酵母衰老速度加快,繁殖受阻,雜菌容易生長(zhǎng),影響果酒品質(zhì)[16]。發(fā)酵溫度為25 ℃時(shí),酒精度和感官評(píng)分最高,因此選擇發(fā)酵溫度為25 ℃。
圖1 發(fā)酵溫度對(duì)主發(fā)酵的影響Fig.1 Effect of fermentation temperature on main fermentation
圖2 發(fā)酵時(shí)間對(duì)主發(fā)酵的影響Fig.2 Effect of fermentation time on main fermentation
不同的發(fā)酵時(shí)間對(duì)主發(fā)酵的影響結(jié)果見圖2。由圖可知,隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng),酒精度和感官評(píng)分均呈現(xiàn)先快速增加后緩慢變化的趨勢(shì),酒精度在28 d后保持穩(wěn)定,可認(rèn)為主發(fā)酵在28 d左右基本結(jié)束,感官評(píng)分也在28 d達(dá)到最高值。綜合考慮,發(fā)酵時(shí)間為28 d。
不同酵母接種量對(duì)主發(fā)酵的影響結(jié)果見圖3。由圖可知,隨著酵母接種量的增加,酒精度逐漸升高,感官評(píng)分先升高后下降。當(dāng)酵母接種量為0.5 g/L和0.7 g/L時(shí),酒精度相差較小,感官評(píng)分相差較大,同時(shí)考慮到果酒感官評(píng)分指標(biāo)的重要性,故選擇酵母接種量為0.5 g/L。
圖3 酵母接種量對(duì)主發(fā)酵的影響Fig.3 Effect of yeast inoculum on main fermentation
正交試驗(yàn)結(jié)果與分析見表3,方差分析結(jié)果分別見表4和表5。
表3 發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments for fermentation condition optimization
表4 以酒精度為指標(biāo)的方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiments for alcohol content optimization
表5 以感官評(píng)分為指標(biāo)的方差分析Table 5 Variance analysis of orthogonal experiments for sensory evaluation score optimization
由表3可知,各因素對(duì)感官評(píng)分影響的主次順序?yàn)镃>A>B,即發(fā)酵時(shí)間影響最大,其次是干酵母接種量,最后是發(fā)酵溫度。最佳組合為A3B2C3或A3B1C3;各因素對(duì)酒精度影響的主次順序?yàn)锽>A>C,即發(fā)酵溫度影響最大,其次是干酵母接種量,最后是發(fā)酵時(shí)間,最佳組合為A3B2C3。綜合考慮,選擇A3B2C3,即干酵母接種量0.7 g/L,發(fā)酵溫度25 ℃,發(fā)酵時(shí)間35 d。
方差分析結(jié)果(見表4、表5)顯示,干酵母接種量和發(fā)酵時(shí)間對(duì)酒精度影響顯著(P<0.05),發(fā)酵溫度對(duì)酒精度影響極顯著(P<0.01);發(fā)酵時(shí)間對(duì)感官評(píng)分影響顯著(P<0.05),干酵母接種量和發(fā)酵溫度對(duì)感官評(píng)分影響不顯著(P>0.05)。
對(duì)最優(yōu)組合的樣品進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn),結(jié)果見表6。
表6 3次平行試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Results of three paralleled experiments
從表6可以看出,在最佳發(fā)酵條件下,產(chǎn)品酒精度為(7.8±0.2)%vol,感官評(píng)分為(85±4.6)分。
2.5.1 理化指標(biāo)
酒精度8%vol;總酸(以酒石酸計(jì))4.5 g/L;總糖(以葡萄糖計(jì)):22.7 g/L,半甜型。
2.5.2 微生物指標(biāo)
細(xì)菌菌落總數(shù)≤50個(gè)/mL,大腸菌群數(shù)≤3 MPN/100 mL,致病菌:不得檢出。
在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,以酒液中酒精度、感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo),確定山茱萸酒的最佳發(fā)酵工藝條件為干酵母接種量0.7 g/L,發(fā)酵溫度25 ℃,發(fā)酵時(shí)間35 d。在該條件下得到的山茱萸果酒酒精度為(7.8±0.2)%vol,感官評(píng)分為(85±4.6)分。
[1]楊劍芳,王春霞,路福平,等.HPLC 法測(cè)定山茱萸及其保健酒中馬錢苷的含量[J].中國(guó)釀造,2008,27(5):75-77.
[2]壽企才.山茱萸保健食品的開發(fā)依據(jù)及效果評(píng)價(jià)[J].中國(guó)食品衛(wèi)生雜志,1994(特刊):48-49.
[3]梁晉如.山茱萸的化學(xué)成分及其生物活性研究[D].西安:西北大學(xué)博士論文,2014.
[4]袁菊麗,姜紅波.山茱萸的主要化學(xué)成分及藥理作用[J].化學(xué)與生物工程,2011,28(5):7-9.
[5]劉 洪,許惠琴.山茱萸及其主要成分的藥理學(xué)研究進(jìn)展[J].南京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2003,19(4):254-256.
[6]馬艷霞,王明艷,姜澤群,等.山茱萸活性成分對(duì)D-半乳糖致衰星形膠質(zhì)細(xì)胞影響的試驗(yàn)研究[J].中國(guó)藥理學(xué)通報(bào),2014,30(12):1688-1692.
[7]潘偉華,喻衛(wèi)武,劉穎坤,等.不同產(chǎn)區(qū)山茱萸多糖含量的比較[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,39(8):4543-4545.
[8]蔡小軍,邵南齊,宋惠珠,等.山茱萸主要有效成分的腦保護(hù)作用及其分子機(jī)制研究進(jìn)展[J].中國(guó)生化藥物雜志,2015,35(1):181-184.
[9]劉麗麗,杜先鋒.山茱萸酒發(fā)酵工藝研究[J].食品研究與開發(fā),2009,30(6):85-89.
[10]閆雅嵐.山萸肉發(fā)酵酒加工工藝的研究[D].西安:陜西師范大學(xué)碩士論文,2000.
[11]劉春芬,慕金超,張 鋒.山楂保健果酒的研制[J].中國(guó)釀造,2013,32(9):155-157.
[12]邵 京,盧美娟,許 超.烏飯果酒發(fā)酵工藝的研究[J].中國(guó)釀造,2014,33(5):165-168.
[13]劉曉娜.沙棘果酒發(fā)酵工藝研究[D].哈爾濱:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士論文,2012.
[14]鄧詩(shī)詩(shī),鄒 君,吳學(xué)鳳,等.液態(tài)發(fā)酵制備碭山梨酒工藝研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,42(18):5974-5976,5979.
[15]中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T 15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.
[16]安冬梅,張艷萍.果酒加工工藝的研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2007,36(19):6860-6869,6911.