王小明，沈圓圓，陳 碧，王文婷

（廣西科技師范學(xué)院 食品與生化工程學(xué)院，廣西 來賓 546199）

黑糖營養(yǎng)價值高，可以益氣、溫經(jīng)散寒、緩解疼痛、補(bǔ)充鈣質(zhì)和鐵質(zhì)，尤其是黑糖中含有的多糖具有較強(qiáng)的抗氧化和抗衰老功效[1]。紅茶中含有類黃酮、茶多酚和脂多糖等多種活性成分，具有降低血脂、抑制動脈硬化、抗腫瘤、預(yù)防癌癥和防治神經(jīng)性疾病等功能[2]。紅茶品性溫和、湯色紅艷、養(yǎng)胃護(hù)胃，非常適合女性飲用；紅茶文化及紅茶保健功能越來越受到人們關(guān)注，但我國女性飲茶比例遠(yuǎn)低于男性，開發(fā)含紅茶又適合女性食用的飲品極有意義。羅惠波等[3]以紅茶和小曲酒為主要原料，研制出具有紅茶和小曲酒典型香氣且色澤艷麗、口感綿柔的紅茶酒。糯米甜酒營養(yǎng)物質(zhì)豐富，含有多種氨基酸、有機(jī)酸、維生素、鈣、磷、鐵等。甜米酒因其酒精度較低，糖度較高，口感醇厚，營養(yǎng)成分更易于人體吸收，對孕產(chǎn)婦和身體虛弱的婦女具有補(bǔ)氣養(yǎng)血，滋陰補(bǔ)腎的功效，是一種非常適合女性飲用營養(yǎng)保健型飲料酒[4-8]。魯永強(qiáng)等[9]以糯米為原料，經(jīng)糖化和發(fā)酵等工序，制成醇甜爽口、酸度適宜、風(fēng)味和營養(yǎng)兼具的糯米甜酒釀。林巧[10]以苦蕎米、糯米和安琪甜酒曲為原料，采用傳統(tǒng)工藝釀制苦蕎糯米甜酒，感官評分為92.67分。隨著生活水平日益提高，人們對酒的品質(zhì)追求越來越高，尤其是女性和老年消費(fèi)者更傾向于飲用健康保健酒，所以具有較高營養(yǎng)價值和保健功效的酒越來越受歡迎。

本研究以糯米、黑糖和紅茶為主要原輔料，以甜酒曲和釀酒曲為發(fā)酵劑，通過單因素和正交試驗(yàn)以及響應(yīng)面分析法，研究復(fù)合發(fā)酵型黑糖紅茶甜米酒的最佳發(fā)酵工藝，確定黑糖紅茶湯制備、發(fā)酵劑添加量、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時間等發(fā)酵工藝參數(shù)。研制甜米酒、黑糖和紅茶三者優(yōu)點(diǎn)兼具的新產(chǎn)品—復(fù)合發(fā)酵型黑糖紅茶甜米酒，針對女性受眾，填補(bǔ)市場空白，具有廣闊市場前景。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

優(yōu)質(zhì)糯米、云南黑糖、紅茶葉、安琪甜酒曲、安琪釀酒曲：廣西來賓市沃爾瑪超市；酒石酸鉀鈉、硫酸銅、葡萄糖、亞鐵氰化鉀（均為分析純）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

FA2004B電子分析天平：上海越平科學(xué)儀器有限公司；CFXB130-A蒸飯鍋：廣東龍力電器有限公司；DHP-9082電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；HH-S6數(shù)顯恒溫水浴鍋：金壇市醫(yī)療儀器廠；C21-ST2125電磁爐：廣東美的生活電器制造有限公司；H3-20KR臺式高速冷凍離心機(jī)：湖南可成儀器設(shè)備有限公司；雷磁PHS-3E pH計：上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；LH-J80酒精度測定儀：杭州陸恒生物科技有限公司；HSU-32手持糖度計：上海精密儀器儀表有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 復(fù)合發(fā)酵型黑糖紅茶甜米酒工藝流程及操作要點(diǎn)

操作要點(diǎn)：

黑糖紅茶湯制備：先將紅茶葉粉碎，可提高浸提效率，為防止浸提液渾濁，可將粉碎后的紅茶葉裝入濾袋。加入適量比例經(jīng)滅菌后的飲用水，用超聲波輔助浸提適當(dāng)時間后過濾得紅茶湯，過濾的茶渣還可二次浸提。將適量比例的黑糖溶解于紅茶湯中，即制備得黑糖紅茶湯。

糯米淘洗浸泡：糯米經(jīng)過篩后除去石子等雜質(zhì)和半粒米，用飲用水將糯米淘洗2～3次，然后把淘洗干凈的糯米在室溫條件下用水浸泡5 h左右，使之浸泡后完整而酥[11]，壓攆后可成粉狀。

蒸飯：將浸泡好的糯米瀝干水，在蒸屜中鋪上紗布，將糯米均勻鋪在紗布上，厚度要適度，用蒸柜蒸煮30 min左右，確保糯米熟透且米粒軟硬適度。

淋飯：將滅菌后冷卻的黑糖紅茶湯淋在蒸好的糯米飯上，有助于快速冷卻，米飯在降溫的同時也增加其含水量，有利于進(jìn)行拌曲。

接種（拌曲）：糯米飯晾涼至35 ℃以下時，將甜酒曲和活化后的釀酒酵母均勻撒在米飯上，將米飯反復(fù)多次翻拌，但注意保持米粒形態(tài)完好，使甜酒曲和釀酒酵母均勻分布在米飯中，達(dá)到拌曲均勻。

搭窩糖化：酒曲拌勻后，將米飯轉(zhuǎn)移到發(fā)酵罐中，邊放邊用手掌輕輕將米飯壓實(shí)，做成平頂?shù)膱A錐型，并用手掌或工具將米飯表面抹一抹，使表面光滑，然后在米飯上部中間掏挖一個凹陷窩（又稱搭窩），其目的是為了增加米飯和空氣的接觸面積，有利于好氣性糖化菌生長繁殖，又便于觀察，用紗布進(jìn)行封口，于30 ℃恒溫箱中糖化2 d左右[12]。

密封發(fā)酵：糖化后按生米質(zhì)量約1∶1加入滅菌后的飲用水，密封恒溫發(fā)酵。主發(fā)酵后再經(jīng)緩慢后發(fā)酵，殘留的淀粉和糖分繼續(xù)糖化發(fā)酵，然后轉(zhuǎn)化為酒精，酒精度逐漸增加，伴隨著各類酯類物質(zhì)的生成，發(fā)酵成熟后，酒的香氣物質(zhì)不斷增加，使酒體更趨于醇厚豐滿，且香氣濃郁。

過濾：依次采用3 mm、2 mm、1 mm、0.5 mm、0.25 mm五級篩網(wǎng)進(jìn)行過濾。

離心澄清：采用轉(zhuǎn)速3 000 r/min以上，離心5 min左右，取上清液灌裝。

罐裝滅菌：用金屬蓋的玻璃瓶灌裝，采用高溫滅菌。

陳釀：糖化和發(fā)酵過程中形成的各種酯類香氣物質(zhì)、乙醇和糖類物質(zhì)等相互融合，使甜米酒進(jìn)一步成熟，使酒鹵芳香、甜醇粘郁。

成品：制成罐裝黑糖紅茶甜米酒成品，在低溫條件貯藏。

1.3.2 感官評定方法

由10名經(jīng)過培訓(xùn)的人員組成感官品評小組，參考NY/T 1885—2017《綠色食品米酒》感官要求[13]，根據(jù)黑糖紅茶湯和復(fù)合發(fā)酵型黑糖紅茶甜米酒的形態(tài)、色澤、氣味、滋味、雜質(zhì)等進(jìn)行評分。感官評分滿分為12分，分別參照表1、表2請10位評價員對樣品按評分檢驗(yàn)法進(jìn)行感官評分[14]，10人對每個樣品評分的平均值記為該樣品最終得分，以平均得分為評判標(biāo)準(zhǔn)。

表1 黑糖紅茶湯感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standards of brown sugar and black tea soup

表2 復(fù)合發(fā)酵型黑糖紅茶甜米酒品質(zhì)感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of compound fermented brown sugar and black tea sweet rice wine quality

1.3.3 主要理化與衛(wèi)生指標(biāo)檢測方法

酒精度采用蒸餾比重法進(jìn)行測定[4]；還原糖、總酸、大腸菌群、致病菌參照NY/T 1885—2017《綠色食品米酒》中推薦的方法檢測。

1.3.4 黑糖紅茶湯制備工藝優(yōu)化

（1）單因素試驗(yàn)

分別選取黑糖添加量為8%、10%、12%、14%、16%，紅茶添加量為6.0%、6.5%、7.0%、7.5%、8.0%，超聲波功率為120 W、150 W、180 W、210 W、240 W，浸提溫度為80 ℃、85 ℃、90 ℃、95 ℃、100 ℃，浸提時間為3 min、6 min、9 min、12 min、15 min，設(shè)計單因素試驗(yàn)。

（2）正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以感官評分為考察指標(biāo)，選取黑糖添加量（A）、紅茶添加量（B）、超聲波功率（C）、浸提溫度（D）、浸提時間（E）5個因素的3個水平，采用L18（35）設(shè)計正交試驗(yàn)。正交試驗(yàn)因素與水平見表3。

表3 黑糖紅茶湯制備工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 3 Factors and levels of orthogonal tests for preparation technology optimization of brown sugar and black tea soup

1.3.5 復(fù)合發(fā)酵型黑糖紅茶甜米酒的發(fā)酵工藝優(yōu)化

（1）單因素試驗(yàn)

糯米與黑糖紅茶湯料液比為1∶1（g∶mL），以感官評分為評判標(biāo)準(zhǔn)，分別研究各單因素對復(fù)合發(fā)酵型黑糖紅茶甜米酒的影響。初始條件分別?。禾鹁魄砑恿?.4%、釀酒曲添加量0.25%、發(fā)酵溫度30 ℃、發(fā)酵時間3 d。選取各因素變量分別為甜酒曲添加量（0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%）、釀酒曲添加量（0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%）、發(fā)酵溫度（28 ℃、29 ℃、30 ℃、31 ℃、32 ℃）、發(fā)酵時間（1 d、2 d、3 d、4 d、5 d），進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

（2）響應(yīng)面法優(yōu)化試驗(yàn)[15-16]

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選擇以甜酒曲添加量（X1）、釀酒曲添加量（X2）、發(fā)酵溫度（X3）和發(fā)酵時間（X4）為自變量，復(fù)合發(fā)酵型黑糖紅茶甜米酒感官評分（Y）為響應(yīng)值，采用Design-Expert V8.0.6進(jìn)行Box-Behnken設(shè)計，Box-Behnken試驗(yàn)因素與水平編碼見表4。

表4 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計因素與水平Table 4 Factors and levels of Box-Behnken tests design

2 結(jié)果與分析

2.1 黑糖紅茶湯制備工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選取黑糖添加量（A）、紅茶添加量（B）、超聲波功率（C）、浸提溫度（D）、浸提時間（E）5個因素，以感官評分為考察指標(biāo)，采用L18（35）設(shè)計正交試驗(yàn)。正交試驗(yàn)結(jié)果與分析見表5。

表5 黑糖紅茶湯制備工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 5 Results and analysis of orthogonal tests for preparation technology optimization of brown sugar and black tea soup

續(xù)表

由表5可知，各因素對黑糖紅茶湯質(zhì)量影響的主次順序?yàn)锽＞A＞C＞E＞D，紅茶添加量和黑糖添加量是主要影響因素，其次是超聲波功率和浸提時間，浸提溫度影響最小。正交試驗(yàn)所得黑糖紅茶湯制備最優(yōu)工藝條件為A2B2C2D2E2，即黑糖添加量為14%，紅茶添加量6.5%，超聲波功率180 W，浸提溫度85 ℃，浸提時間12 min，在此最佳制作工藝條件下進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，黑糖紅茶湯感官評分為11.3分。

2.2 黑糖紅茶甜米酒發(fā)酵工藝優(yōu)化

2.2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

圖1 各單因素對黑糖紅茶甜米酒感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of each single factor on the sensory quality of brown sugar and black tea sweet rice wine

由圖1可知，在甜酒曲添加量為0.2%～0.6%范圍時，黑糖紅茶甜米酒感官評分隨著甜酒曲添加量的增加先增大后減少，當(dāng)甜酒曲添加量為0.4%時，黑糖紅茶甜米酒的感官評分最高，為11.0分，其后隨著甜酒曲添加量的增加，黑糖紅茶甜米酒的評分呈現(xiàn)緩慢下降，因此確定最佳甜酒曲添加量為0.4%。在釀酒曲添加量為0.15%～0.35%范圍時，隨著釀酒曲添加量的增加，黑糖紅茶甜米酒感官評分呈先增加后降低的趨勢，當(dāng)釀酒曲添加量為0.25%時，黑糖紅茶甜米酒的感官評分最高，為9.9分；釀酒曲中含有大量酵母，酵母生長繁殖會產(chǎn)生淀粉酶、糖化酶等，可降解淀粉成葡萄糖，并分解蛋白質(zhì)成氨基酸；當(dāng)釀酒曲添加量過少時，糖化速度較慢，發(fā)酵周期延長，易導(dǎo)致雜菌污染；當(dāng)釀酒曲添加量過多時，發(fā)酵反應(yīng)過快，酒精度快速升高，從而過早抑制發(fā)酵菌活性；因此確定最佳釀酒曲添加量為0.25%。在發(fā)酵溫度為28～32 ℃范圍時，黑糖紅茶甜米酒感官評分隨著發(fā)酵溫度的上升先增高后降低，在發(fā)酵溫度30 ℃時，感官評分最高，為10.2分，發(fā)酵溫度＞30 ℃后感官評分下降，主要原因是溫度過高不利于酵母生長繁殖，造成發(fā)酵后期發(fā)酵力下降，糖分殘留過多，酒精度偏低[17]，也不利于風(fēng)味物質(zhì)的形成和積累，導(dǎo)致酒的口感滋味不佳，因此確定最佳發(fā)酵溫度為30 ℃。在發(fā)酵時間為1～5 d范圍時，發(fā)酵時間＜3 d時，感官評分隨發(fā)酵時間延長而明顯增高，在發(fā)酵時間為3 d時，感官評分最高，為10.9分，隨著發(fā)酵時間繼續(xù)延長，感官評分呈現(xiàn)緩慢下降，原因可能為過度發(fā)酵導(dǎo)致菌體自溶，細(xì)菌將部分酒精轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸，酸度增加導(dǎo)致酒口感滋味下降，因此確定最佳發(fā)酵時間為3 d。

2.2.2 響應(yīng)面法試驗(yàn)結(jié)果與分析

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選擇以甜酒曲添加量（X1）、釀酒曲添加量（X2）、發(fā)酵溫度（X3）和發(fā)酵時間（X4）為自變量，復(fù)合發(fā)酵型黑糖紅茶甜米酒感官評分（Y）為響應(yīng)值，采用Design-Expert V8.0.6進(jìn)行Box-Behnken設(shè)計，Box-Behnken試驗(yàn)結(jié)果見表6，方差分析結(jié)果見表7。

表6 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計及結(jié)果Table 6 Design and results of Box-Behnken tests

表7 回歸方程方差分析Table 7 Variance analysis of regression equation

采用Design-Expert 8.0.6軟件對表6的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多項(xiàng)式回歸擬合，得到甜酒曲添加量、釀酒曲添加量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間的二次多項(xiàng)式回歸方程為[18]：

由表7可知，試驗(yàn)?zāi)Ｐ虵值為46.07，P＜0.000 1，說明模型高度顯著。根據(jù)F值大小判斷各因素對試驗(yàn)結(jié)果影響的主次順序依次為：X4＞X3＞X2＞X1，即發(fā)酵時間＞發(fā)酵溫度＞釀酒曲添加量＞甜酒曲添加量。一次項(xiàng)X1、X2對黑糖紅茶甜米酒感官評分影響不顯著（P＞0.05），X3、X4對黑糖紅茶甜米酒感官評分影響分別為極顯著（P＜0.01）和高度顯著（P＜0.000 1）；交互項(xiàng)X3X4和二次項(xiàng)X12、X22、X32、X42對黑糖紅茶甜米酒感官評分的影響分別為顯著（P＜0.05）和高度顯著、極顯著性、極顯著性、高度顯著，其他單因素和兩兩因素交互作用對響應(yīng)值（感官評分）影響均不顯著。表明4個試驗(yàn)因素對響應(yīng)值的影響并非僅呈現(xiàn)出一次函數(shù)線性關(guān)系，還表現(xiàn)出二次函數(shù)關(guān)系[19-21]。

此模型相關(guān)系數(shù)R2=0.978 8，而且失擬項(xiàng)P值=0.071 9＞0.05，表明回歸方程擬合程度好，預(yù)測值與真實(shí)值之間具有高度相關(guān)性，該模型可以應(yīng)用于理論預(yù)測。經(jīng)軟件分析預(yù)測，甜酒曲添加量0.4%、釀酒曲添加量0.25%、發(fā)酵溫度29.7 ℃、發(fā)酵時間3.15 d，此發(fā)酵工藝條件下感官評分預(yù)測值為11.18分。在此工藝條件下進(jìn)行3次驗(yàn)證試驗(yàn)，制得的黑糖紅茶甜米酒感官評分實(shí)際值為11.10分，與預(yù)測值相差不大，表明經(jīng)響應(yīng)面法分析建立的回歸方程模型可行。結(jié)合表6試驗(yàn)結(jié)果并方便實(shí)際操作，將最佳發(fā)酵工藝條件確定為甜酒曲添加量0.4%、釀酒曲添加量0.25%、發(fā)酵溫度30 ℃、發(fā)酵時間3 d。

圖2 各因素交互作用對黑糖紅茶甜米酒感官評分影響的響應(yīng)面及等高線Fig.2 Response surface plots and contour lines of effects of interaction between each factors on sensory score of brown sugar and black tea sweet rice wine

2.3 黑糖紅茶甜米酒品質(zhì)分析

黑糖紅茶甜米酒感官評分為11.1分；酒精度10.7%vol；還原糖（以葡萄糖計）8.1 g/100 g；總酸（以乳酸計）0.5 g/100 g。大腸菌群：未檢出；致病菌：未檢出。

3 結(jié)論

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)正交試驗(yàn)優(yōu)化及驗(yàn)證，黑糖紅茶湯制備最優(yōu)工藝條件為：黑糖添加量為14%，紅茶添加量6.5%，超聲波功率180 W，浸提溫度85 ℃，浸提時間12 min。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)響應(yīng)面法優(yōu)化及驗(yàn)證，黑糖紅茶甜米酒最佳發(fā)酵工藝條件為：甜酒曲添加量0.4%、釀酒曲添加量0.25%、發(fā)酵溫度30 ℃、發(fā)酵時間3.0 d。該產(chǎn)品生產(chǎn)工藝簡單，酒精度較傳統(tǒng)糯米甜酒高，黑糖和紅茶風(fēng)味與香氣較突出，具有一定特色和創(chuàng)新性。