丁 斌，陳 熙，2

（1.亳州學院生物與食品工程系，安徽亳州 236800；2.安徽大學生命科學學院，安徽合肥 230601）

從19 世紀末開始，我國開始引入啤酒及啤酒制造業(yè)[2]。啤酒行業(yè)作為我國釀酒工業(yè)中最年輕、規(guī)模最大、發(fā)展最快的行業(yè)。自2002 年，中國超過美國成為世界第一大啤酒產銷國以來，產量至今已連續(xù)15 年位居世界首位。2017 年行業(yè)統(tǒng)計全國啤酒產量為4.401×107kL，人均年消費量35.77 L。

我國啤酒產品大都是淡爽型啤酒，風味、品種比較單一，僅在包裝和原麥汁度數(shù)上有所差異，主要原料大都是大麥麥芽，添加了部分大米為輔料，缺乏特征顯著的新型啤酒[2]，因此，改善產品的趨同性成了中國啤酒業(yè)的關注熱點。開發(fā)新型啤酒，既能滿足廣大消費者對于新產品的追求，豐富啤酒的種類，也能給企業(yè)帶來較好的經濟效益[3]。

白首烏的分布較為廣泛，3 種植物的產區(qū)有所不同，耳葉牛皮消多產于江蘇、浙江、山東、河南等省，以江蘇鹽城地區(qū)濱海縣為主產區(qū)；隔山牛皮消多產于吉林、遼寧、山東等省，多野生；戟葉牛皮消多產于山東、陜西、河北、河南等省，以山東泰安和濟南歷城為主產區(qū)，僅有少量栽培。濱海白首烏為蘿藦科鵝絨藤屬植物耳葉牛皮消（Cynanchum auriculatumRoyle ex Wight）的干燥塊根，是我國特有的傳統(tǒng)藥食同源產品之一，具有滋補肝腎、益精血、壯筋骨、烏須發(fā)、止心痛和延年益壽之功效，具有較高的食用和藥用價值[4-7]。

本文將白首烏塊根粉碎后與麥芽混合，經過糖化、發(fā)酵工藝釀制一種具有較高功能價值的營養(yǎng)型工坊啤酒，并通過對釀造過程中的工藝參數(shù)進行優(yōu)化，將制得的啤酒按照GB 4927—2008《啤酒》標準進行質量評價[1]，并對其功能性成分的含量進行測定，對其抗氧化能力進行初步研究。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

原料及耗材：濱海白首烏（市售）；大麥芽（購自江蘇農墾麥芽有限公司）；酒花（購自北京理博兆禾酒花有限公司）；純凈水。

菌種：啤酒酵母（購自德國fermentis公司）。

儀器設備：小型中藥材粉碎機，江陰瑞麗和機械制造有限公司；BL-410F 電子天平，上海卓爵儀器設備有限公司；超凈工作臺，蘇州佳寶凈化工程設備有限公司。5 L錐形瓶、發(fā)酵栓，南京科環(huán)分析儀器有限公司；BCD-610W 冰箱，廈門興潤星貿易有限公司；電熱恒溫水浴鍋，上海博迅實業(yè)有限公司；紫外-可見分光光度計，上海天美科學儀器有限公司；恒溫恒濕培養(yǎng)箱，上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；數(shù)控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 麥汁制備[8]

稱取一定量經EBC 粉碎機粉碎的大麥芽，按照料水比為1∶4 的比例加入48 ℃的釀造水，維持40 min 后升溫至63 ℃(1 ℃/min)，保溫30 min；接著升溫至72 ℃(1 ℃/min)后維持20 min 后進行碘試；碘試正常后升溫至78 ℃(1 ℃/min)保溫10 min，過濾。過濾后的麥汁進行煮沸，煮沸時間為80 min，添加粉碎后的一定量濱海白首烏和酒花。濱海白首烏煮沸前加入，酒花分3 次添加，煮沸開始時添加1/2，煮沸30 min 后添加1/4，煮沸結束前10 min添加1/4。煮沸結束后過濾沉淀物，冷卻麥汁后調整麥汁濃度為11°P備用。

1.2.2 啤酒發(fā)酵實驗[8]

斜面酵母菌株1 環(huán)，接種到10 mL 麥汁的試管中，并放置于28 ℃培養(yǎng)36 h，經振蕩均勻后取1 mL菌液裝入含9 mL 麥汁的試管中，并放于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)36 h，之后取出混勻，倒入裝有70 mL麥汁的250 mL 的三角瓶中，于23 ℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)48 h 后，取出放入4 ℃恒溫培養(yǎng)箱12 h 沉降酵母泥，倒掉上清液將酵母泥轉接入250 mL 麥汁培養(yǎng)基(500 mL 錐形瓶)，搖勻后裝上發(fā)酵栓并用水密封，于12 ℃下發(fā)酵7 d。

1.2.3 濱海白首烏添加比例的確定

將濱海白首烏與大麥芽的比例分別為1∶30、1∶25、1∶20、1∶15、1∶10，進行稱量并粉碎，并按照麥汁制備方法制備得到11°P 的麥汁濃度。按照啤酒發(fā)酵實驗，在12 ℃下發(fā)酵7 d 后得到不同濱海白首烏添加比例的啤酒，并在4 ℃下后酵7 d備用。

1.2.4 酒花添加量的確定

由于濱海白首烏味苦甘澀，在添加時對啤酒的風味造成一定的影響。因此需要對酒花的添加量進行確定。根據(jù)正交優(yōu)化實驗設置，酒花添加量分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%。

1.2.5 主酵溫度的確定

發(fā)酵溫度對啤酒質量具有非常重要的作用，且發(fā)酵溫度越高，啤酒成熟時間越短，口感和風味也會有相應的影響。因此通過將主酵溫度分別設置為10 ℃、12 ℃、14 ℃和16 ℃，研究主酵溫度的變化對啤酒的影響。

1.2.6 白首烏保健啤酒最佳生產工藝確定

通過選擇的白首烏添加量、酒花添加量、發(fā)酵溫度參數(shù)進行正交優(yōu)化實驗，以感官品評得分為評價標準，確定白首烏保健啤酒的最佳工藝參數(shù)。

1.2.7 感官品評

將發(fā)酵完成的啤酒放置于品評杯中，按照感官品評要求，由感官品評小組成員進行打分，并以此作為評價保健啤酒質量的一個指標。

1.2.8 保健啤酒質量分析[9]

使用阿貝折光儀對啤酒發(fā)酵過程中糖度進行檢測；使用血球計數(shù)法對發(fā)酵過程中酵母數(shù)進行計數(shù)；使用苯酚硫酸法進行總糖測定；使用3,5-二硝基水楊酸法對啤酒還原糖含量測定。

2 結果與討論

2.1 濱海白首烏添加量的測定

將濱海白首烏與大麥芽的比例分別為1∶30、1∶25、1∶20、1∶15、1∶10，進行稱量并粉碎。并按照麥汁制備方法制備得到11 °P 的麥汁濃度，并發(fā)酵成成品啤酒。雖然添加了少量的濱海白首烏，但成品啤酒的麥芽風味、酒花風味等指標并沒有太大變化，因此對感官品評標準進行相應的調整，詳見表1。

實驗表明，3 號啤酒樣品的濱海白首烏與大麥芽的比例為1∶20 時，成品啤酒酒體飽滿，具有白首烏特有的風味，口感和泡沫比較好，最終的感官品評分數(shù)最高，因此選擇1∶20 的濱海白首烏與大麥芽作為原料，進行啤酒釀造試驗。

濱海白首烏中富含多種活性成分，如甾體皂苷、白首烏多糖、維生素等，具有抗腫瘤、抗氧化等作用，有益人體健康。而添加適量的濱海白首烏作為原材料，使得啤酒在保持其原有特性的基礎上，又具有一定的保健作用。

2.2 酒花添加量的確定

酒花的添加不僅能夠賦予啤酒獨特的酒花香味、苦味，同時也能夠起到一定的防腐作用。而少量的啤酒花則會使得成品啤酒口感寡淡，且容易產生雜味，而過量的酒花則會導致啤酒苦味值過高，影響啤酒口感，且濱海白首烏微苦，在糖化過程中加入適量的濱海白首烏，一方面會使得成品啤酒中含有濱海白首烏特有的風味，另一方面也影響啤酒整體的風味，因此需要確定最優(yōu)啤酒花添加量，保證啤酒正常的風味穩(wěn)定性和質量（表2）。

表1 感官品評標準及得分

分別按照0.1 %、0.15 %、0.2 %、0.25 %、0.3 %的添加比例稱取酒花，并將糖化液得到的麥汁進行煮沸，并進行發(fā)酵實驗。研究酒花添加量的不同對啤酒質量影響的單因素試驗。

當酒花添加比例小于0.2 %時，濱海白首烏的味道比較突出，無法體現(xiàn)出啤酒特有的酒花香和苦味；而當酒花添加比例大于0.2%時，濱海白首烏特有的微苦味和酒花、麥芽的苦味進行疊加，導致成品啤酒苦味明顯增加，消費者難以接受。當酒花添加比例為0.2%時，苦味比較合適，既有啤酒特有的風味，同時也能顯現(xiàn)出濱海白首烏的特征風味，口味比較純正，酒體協(xié)調均勻透亮。

2.3 最佳發(fā)酵條件的確定

通過正交實驗確定最佳發(fā)酵條件，根據(jù)單因素實驗結果得知濱海白首烏添加量、酒花添加量對啤酒質量具有重要影響，此外發(fā)酵溫度也會對啤酒風味和口感產生一定影響。而由于本研究中濱海白首烏在糖化開始前與大麥芽進行混合，因此酵母接種量和發(fā)酵時間與正常啤酒發(fā)酵條件無太大變化，選取濱海白首烏添加比例、酒花添加比例和發(fā)酵溫度進行三因素、四水平的正交優(yōu)化實驗，以啤酒感官品評得分作為評價指標，結果如表3所示。

表2 酒花添加比例對啤酒風味的影響

表3 L16（43）正交試驗結果

根據(jù)表3 正交實驗結果可知，最佳工藝配比為A3B3C1。即濱海白首烏添加比例為1∶20、酒花添加量0.3 %、發(fā)酵溫度為10 ℃。而通過極差結果分析，影響白首烏保健啤酒質量的因素大小次序為濱海白首烏比例＞酒花添加量＞發(fā)酵溫度。

3 結論

根據(jù)單因素選擇和正交實驗結果可以得出，影響濱海白首烏保健啤酒質量的因素中濱海白首烏添加比例對其影響最大，且濱海白首烏添加比例＞＞酒花添加量＞發(fā)酵溫度，糖化過程中濱海白首烏與大麥芽比例為1:20。

濱海白首烏性微苦，且其有效成分具有抗氧化等功效，能夠賦予白首烏保健啤酒獨特的風味和功效。酒花的添加一方面保證酒體風味穩(wěn)定性，另一方面給予啤酒獨特的酒花香和苦味。酒花添加量0.2%為宜，此時啤酒苦味適合，且能夠體現(xiàn)出白首烏獨特的風味特征，酒體協(xié)調、無異味。濱海白首烏與大麥芽比例為1∶20、酒花添加量0.2%、酵母添加量0.5%、發(fā)酵溫度為10 ℃下發(fā)酵7 d，釀造而成的白首烏保健啤酒，既具有典型啤酒風味，又兼具白首烏特征風味，酒體醇厚協(xié)調。