李 麗,何 娟,2,周榮菊,吳永康,李剛鳳*

(1.銅仁學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院,貴州 銅仁 554300；2.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 輕工食品學(xué)院,廣東 廣州 510225)

卷丹百合(Lilium lancifoliumthunb)屬百合科,其鱗莖營養(yǎng)豐富,且具有很多生物活性成分,如酚類物質(zhì)、皂苷、生物堿、多糖等,可提高人體免疫力[1-2]。茶葉中的化學(xué)成分多達(dá)300多種,富含人體所需的礦質(zhì)元素,其中最重要的成分為茶多酚和多糖類物質(zhì),可起到緩解衰老,防輻射防癌等作用[3-4]。

目前對(duì)茶酒(如茉莉花茶酒、番石榴茶酒等[5-6])發(fā)酵工藝的研究已有了一定進(jìn)展。而有學(xué)者對(duì)影響茶酒品質(zhì)的發(fā)酵因素,以及對(duì)茶酒的澄清工藝及香氣成分進(jìn)行了初步的研究[7-9]。茶酒是指以茶葉為主料釀制或配制而成的各種飲用酒的統(tǒng)稱[10-11],卷丹百合茶酒是綠茶水和卷丹百合汁按一定比例混合后經(jīng)液態(tài)發(fā)酵而生產(chǎn)的酒類。梵凈山位于貴州東北部,茶葉資源豐富[12],對(duì)于高質(zhì)量的茶葉,銷量和經(jīng)濟(jì)利益自然可觀,但對(duì)于低端茶葉的銷售,價(jià)格并不理想。梵凈山地區(qū)有大面積的卷丹百合種植基地,目前主要的銷售途徑是直接以蔬菜銷售,也有百合干和百合粉等初級(jí)加工產(chǎn)品,但本地區(qū)百合的深加工產(chǎn)品還較少。本研究通過對(duì)卷丹百合茶酒發(fā)酵工藝的優(yōu)化,得到適宜的發(fā)酵條件,研發(fā)出一種新的保健型茶酒類飲品,以期為銅仁地區(qū)低品質(zhì)綠茶及卷丹百合的開發(fā)提供了新思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

釀酒高活性干酵母:安琪酵母股份有限公司；糖化酶(酶活力:50 000 U/g)、檸檬酸、α-高溫淀粉酶(酶活力:10 000 U/g):湖南鴻福祥生物工程股份有限公司；梵凈山卷丹百合干、梵凈山綠茶、白砂糖:市售；檸檬酸、氫氧化鈉(均為分析純):河南佑康化工產(chǎn)品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

PC-100型數(shù)顯式電熱恒溫水浴鍋:上海躍進(jìn)醫(yī)療機(jī)械廠；GZ-250-S生化培養(yǎng)箱:韶關(guān)市廣智科技設(shè)備有限公司；PHS-3C數(shù)字pH計(jì):上海雷磁儀器廠；JC503分析天平:上海精密科學(xué)儀器有限公司；RH-600A高速萬能粉碎機(jī):浙江榮浩工貿(mào)有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 卷丹百合茶酒的工藝流程及操作要點(diǎn)[13-14]

操作要點(diǎn):

將茶葉與水按照1∶10(g∶mL)比例混合,靜置10min后濾去冷水,保留茶葉,從而去除雜質(zhì)和異味[10]。將除雜后的茶葉加入熱水,置于85℃恒溫水浴鍋浸提1 h,趁熱過濾,得到茶湯。百合干打粉后加水溶解,使其質(zhì)量濃度為50 mg/mL,加入α-高溫淀粉酶(質(zhì)量濃度為0.4 mg/mL),于90℃水浴鍋中水解1 h,冷卻后調(diào)節(jié)pH值為4.5～5.0,加入質(zhì)量濃度為0.3 mg/mL的糖化酶,于65℃水浴鍋中糖化1 h,再加入茶水并冷卻至室溫,以白砂糖調(diào)節(jié)糖度,檸檬酸調(diào)節(jié)pH,接種適量的活化酵母(于5%的蔗糖溶液中35℃活化30 min[15]),于適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下發(fā)酵14 d,過濾后即為成品。

1.3.2 卷丹百合茶酒發(fā)酵條件優(yōu)化單因素試驗(yàn)

根據(jù)1.3.1發(fā)酵工藝條件,考察發(fā)酵溫度(22℃、25℃、28 ℃、31 ℃、34 ℃)、初始pH(2.5、3.5、4.5、5.5、6.5、7.5)、初始糖度(16 °Bx、18 °Bx、20 °Bx、22 °Bx、24 °Bx)和接種量(0.01%、0.03%、0.05%、0.07%、0.09%、0.11%)對(duì)卷丹百合茶酒酒精度的影響。

1.3.3 正交試驗(yàn)優(yōu)化發(fā)酵條件

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,以發(fā)酵溫度(A)、初始pH(B)、接種量(C)、初始糖度(D)作為考察因素,每因素取3個(gè)水平,以酒精度作為考察指標(biāo),對(duì)卷丹百合茶酒發(fā)酵工藝條件進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),正交試驗(yàn)因素與水平見表1。

表1 卷丹百合茶酒發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments forL.lancifolium tea wine fermentation conditions optimization

1.3.4 檢測(cè)方法

酒精度的測(cè)定:采用酒精計(jì)法；還原糖、總糖的測(cè)定:采用直接滴定法[16]?？偹岬臏y(cè)定:采用酸堿滴定法[17]。茶多酚的測(cè)定:采用分光光度法[18]。

微生物的測(cè)定:按照GB/T 4789.25—2003《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)酒類檢驗(yàn)》。其中菌落總數(shù)的測(cè)定:按照GB/T 4789.2—2010《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》；大腸菌群的測(cè)定:按照GB/T 4789.3—2016《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群測(cè)定》；沙門氏菌的測(cè)定:按照GB/T 4789.4—2016《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)沙門氏菌檢驗(yàn)》；金黃色葡萄球菌的測(cè)定:按照GB/T 4789.10—2016《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)金黃色葡萄球菌檢驗(yàn)》。

感官評(píng)分:由8人組成感官評(píng)價(jià)小組,對(duì)卷丹百合茶酒進(jìn)行感官評(píng)價(jià),評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)參考鄒聰麗等[19]的茶酒感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),滿分為30分,感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 卷丹百合茶酒感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards ofL.lancifoliumtea wine

1.3.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS19軟件進(jìn)行方差分析,水平間的多重比較采用Duncan's新復(fù)極差法,以P＜0.05為顯著差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 初始pH對(duì)發(fā)酵酒精度的影響

圖1 初始pH對(duì)發(fā)酵液酒精度的影響Fig.1 Effect of initial pH on alcohol content of fermentation broth

由圖1可知,隨著發(fā)酵液初始pH的增大,卷丹百合茶酒的酒精度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)初始pH值為4.5時(shí),酒精度達(dá)到最大值,為9.03%vol,相比初始pH值為3.0時(shí),酒精度顯著增高(P＜0.05)；繼續(xù)增大發(fā)酵液初始pH,酒精度開始下降。在酵母菌發(fā)酵產(chǎn)酒的過程中,酵母菌產(chǎn)酒能力受生長(zhǎng)環(huán)境的影響,過酸或過堿都有可能導(dǎo)致酵母細(xì)胞失活死亡,且酵母產(chǎn)酒適合在弱酸的條件下進(jìn)行[20],其產(chǎn)酒效果最佳。因此,選擇初始pH 4.5為宜。

2.2 初始糖度對(duì)發(fā)酵酒精度的影響

圖2 初始糖度對(duì)發(fā)酵液酒精度的影響Fig.2 Effect of initial sugar content on alcohol content of fermentation broth

由圖2可得,隨著初始糖度的升高,卷丹百合茶酒的酒精度呈先增大后減小的趨勢(shì),當(dāng)初始糖度為18°Bx時(shí),酒精度達(dá)到最大值,為9.01%vol,相比初始糖度為16°Bx時(shí)酒精度顯著提高(P＜0.05)；繼續(xù)增大初始糖度值,酒精度開始下降。在用酵母發(fā)酵產(chǎn)酒的過程中,適宜的滲透壓是酵母細(xì)胞得以正常生長(zhǎng)繁殖的必要條件,因此糖度不能過高,否則會(huì)導(dǎo)致酵母細(xì)胞脫水死亡,但若糖度過低將導(dǎo)致酵母所需的營養(yǎng)物質(zhì)不夠而使最終的酒精度不足[21]。因此選擇初始糖度為18°Bx為宜。

2.3 酵母接種量對(duì)發(fā)酵酒精度的影響

圖3 接種量對(duì)發(fā)酵液酒精度的影響Fig.3 Effect of inoculum on alcohol content of fermentation broth

由圖3可得,隨著酵母接種量的增大,卷丹百合茶酒酒精度呈先增大后不變的趨勢(shì),當(dāng)初接種量為0.07%時(shí),酒精度達(dá)到最大值,為8.8%vol,相比接種量為0.05%時(shí)有了顯著提高(P＜0.05),繼續(xù)增大接種量,酒精度沒有顯著改變。在酵母發(fā)酵產(chǎn)酒的過程中,酵母之間容易形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,接種量過大,發(fā)酵液中的營養(yǎng)物質(zhì)不足以使所有酵母細(xì)胞存活,有限的營養(yǎng)物質(zhì)很難留到發(fā)酵產(chǎn)酒便已消耗殆盡,且死亡的酵母細(xì)胞和副產(chǎn)物將影響最終酒的品質(zhì)；而接種量過少,酵母不足會(huì)導(dǎo)致最終產(chǎn)酒量不足[22]。因此選擇接種量為0.07%為宜。

2.4 發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵酒精度的影響

圖4 發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵液酒精度的影響Fig.4 Effect of fermentation temperature on alcohol content of fermentation broth

由圖4可得,隨著發(fā)酵溫度的升高,卷丹百合茶酒的酒精度呈先增大后下降的趨勢(shì),當(dāng)發(fā)酵溫度為28℃時(shí),酒精度達(dá)到最大值,為7.7%vol,與發(fā)酵溫度為22℃時(shí)相比,酒精度顯著提高(P＜0.05)；發(fā)酵溫度繼續(xù)升高,酒精度開始下降。在用酵母發(fā)酵產(chǎn)酒的過程中,適合的發(fā)酵溫度有利于酵母的生長(zhǎng)繁殖和產(chǎn)酒質(zhì)量。因此選擇發(fā)酵溫度28℃為宜。

2.5 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,選擇發(fā)酵溫度(A)、初始pH(B)、接種量(C)、初始糖度(D)作為考察因素,以酒精度作為評(píng)價(jià)指標(biāo),采用正交試驗(yàn)優(yōu)化卷丹百合茶酒發(fā)酵工藝條件,正交試驗(yàn)結(jié)果與分析見表3,方差分析見表4。

表3 卷丹百合茶酒發(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 conditions optimization ofL.lancifolium tea wine

由表3極差分析結(jié)果可知,各因素對(duì)發(fā)酵酒精度影響的主次順序?yàn)?D＞A＞B＞C,即初始糖度＞發(fā)酵溫度＞初始pH＞接種量。而最佳試驗(yàn)組合為A2B3C2D2,所得出的試驗(yàn)結(jié)果為平均酒精度9.23%vol,酒精度高于其他試驗(yàn)組合。因此,最優(yōu)工藝確定為A2B3C2D2,即發(fā)酵溫度28℃,初始pH5.0、接種量0.07%、初始糖度18°Bx時(shí)發(fā)酵效果最佳,此工藝得出的百合茶酒酒精度為9.23%vol。

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiments results

由表4可知,初始糖度和發(fā)酵溫度對(duì)卷丹百合發(fā)酵酒精度的影響最大。初始糖度直接影響酵母所處環(huán)境的滲透壓,糖度過高,酵母因高滲透壓而無法正常進(jìn)行生命活動(dòng),甚至脫水死亡,糖度過低,酵母生長(zhǎng)繁殖所需的營養(yǎng)物質(zhì)不夠,無法正常產(chǎn)酒。而發(fā)酵溫度影響酵母的生長(zhǎng)繁殖能力,發(fā)酵溫度過高,酵母無法正常進(jìn)行生命活動(dòng),甚至失活死亡；發(fā)酵溫度過低,酵母暫停生命活動(dòng),這些因素都將導(dǎo)致酒精度不足,酒質(zhì)變劣。

2.6 卷丹百合茶酒品質(zhì)評(píng)價(jià)

在最佳發(fā)酵工藝條件下,獲得獲得的卷丹百合茶酒,并對(duì)其進(jìn)行指標(biāo)檢測(cè)和感官評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,所得卷丹百合茶酒外觀透明,有原茶湯色,有輕微沉淀；酒香較細(xì)膩,微醇香,無不良?xì)馕?；口感良?具有典型的茶酒酒香,總體感官評(píng)分為21分。還原糖含量為0.30 g/L,總糖含量為8.34 g/L,總酸含量為7.33 g/L,茶多酚含量為0.68 g/L。微生物指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)[23]。

3 結(jié)論

本研究采用正交試驗(yàn)對(duì)卷丹百合茶酒的發(fā)酵工藝進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明,卷丹百合茶酒最佳發(fā)酵工藝條件為發(fā)酵溫度28℃,初始pH5.0、接種量0.07%、初始糖度18°Bx。在此最佳發(fā)酵工藝條件下,所得卷丹百合茶酒品質(zhì)較好,色澤亮黃,既有茶香又有酒意,口感獨(dú)特,感官評(píng)分為21分,酒精度為9.23%vol,還原糖含量為0.30 g/L,總糖含量為8.34 g/L,總酸含量為7.33 g/L,茶多酚含量為0.68 g/L。為卷丹百合及低端綠茶的深加工提供了技術(shù)支持。貴州省梵凈山的卷丹百合及綠茶資源非常豐富,種植面積廣泛,具備規(guī)?；a(chǎn)卷丹百合茶酒的原料供給條件。因此,卷丹百合茶酒具有良好的開發(fā)前景。

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