陸雨芳，張華敏，吳慧琳，陳雪英，馮紹彪，李剛鳳

銅仁學院（銅仁 554300）

紅薯又名甘薯、地瓜。紅薯富含維生素、蛋白質、淀粉、膳食纖維、胡蘿卜素，以及鉀、鐵、鈣等10余種微量元素，有“長壽食品”之稱，具有抗癌、保護心臟、預防肺氣腫和糖尿病、減肥等功效[1-3]。紅薯中豐富的膳食纖維可刺激腸道蠕動，具有通便排毒的作用[4]，同時紅薯中脫氫表雄酮具有抑制乳腺癌和結腸癌的發(fā)生和發(fā)展的功效[5]。我國紅薯資源豐富，但紅薯加工產品單一，開發(fā)利用水平較低[6]。紅薯的主要產品有紅薯干、紅薯蛋白質粉、紅薯黃酒等[7-8]。紅薯可被用作飲料和食物原料，制作粉條、休閑零食、紅薯饅頭等，還可開發(fā)紅薯葡萄酒和紅薯啤酒等[9]。

紅薯酒是經(jīng)蒸料、拌曲發(fā)酵、拌糠、過濾、蒸餾、殺菌而成，其口味醇香，鮮甜爽口，含豐富的維生素、低聚糖、氨基酸、礦物質微量元素等營養(yǎng)成分，同時酒度較低，兼顧營養(yǎng)及一定的功能性，這為紅薯酒在市場的發(fā)展提供良好的前景。

試驗以新鮮紅薯為原料，在液化糖化的基礎上，利用酵母的活性發(fā)酵沉淀，再經(jīng)過濾除雜后靜置，獲得發(fā)酵成熟的紅薯酒。在單因素試驗的基礎上，利用正交試驗優(yōu)化發(fā)酵過程中發(fā)酵時間、初始糖度、發(fā)酵溫度及酵母添加量對紅薯酒酒精度及感官品質的影響，以期為紅薯酒的工業(yè)化生產提供工藝參數(shù)和理論依據(jù)。優(yōu)化條件下制得的紅薯酒，既有紅薯的清甜又具發(fā)酵的醇香，加工過程對原料的損失少，更好地保留了紅薯的營養(yǎng)價值及風味物質，豐富紅薯類產品，為紅薯產業(yè)的發(fā)展提供理論保障。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅薯、白砂糖（市售）；檸檬酸（濰坊英軒實業(yè)有限公司）；糖化酶、α-淀粉酶（湖南新鴻鷹生物有限公司）；安琪專用高活性酵母（安琪酵母股份有限公司）。

CP1502C電子天平：奧豪斯儀器（上海）有限公司；DFD-700電熱恒溫水浴鍋（常州智博瑞儀器制造有限公司）；GNP-9160隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱（常州普天儀器制造有限公司）；0-32%糖度計（上海淋譽貿易有限公司）；0-50度酒精計（武強縣億達儀表廠）；COSUA/超帥高速打漿機（常州智博瑞儀器制造有限公司）；WK2102T電磁爐（美的集團股份有限公司）。

1.2 工藝流程

紅薯→去皮切條→蒸煮→打漿→酸度調節(jié)→液化糖化→調糖度→接種→發(fā)酵7 d→過濾→殺菌→冷處理→紅薯酒

1.3 操作要點

紅薯漿：將紅薯切2～3 cm長條，蒸汽滅酶30 min，冷卻，以料水比1∶3（g/mL）打漿，得紅薯漿，備用。

酵母活化：稱取5 g白砂糖溶于85 mL的沸水，冷卻至38～40 ℃，加入10 g活性干酵母，密封，搖勻。

主發(fā)酵：量取250 mL紅薯漿，檸檬酸調pH至5.5，加0.27%α-淀粉酶、0.5%糖化酶，于60 ℃恒溫水浴180 min，攪拌均勻，用保鮮膜密封，白砂糖調糖度22°、pH 4.5，加3.2%活化酵母，搖勻，于26 ℃恒溫發(fā)酵7 d[10-11]。

滅菌及后發(fā)酵：發(fā)酵液于85 ℃滅菌30 min，冷卻，置于6 ℃冰箱發(fā)酵4 d，制得紅薯酒。

1.4 單因素試驗

1.4.1 主發(fā)酵時間的確定

紅薯以料水比1∶3（g/mL）混合，加0.27%α-淀粉酶及0.5%糖化酶，于60 ℃恒溫水浴180 min，搖勻，調節(jié)糖添加量22%，調節(jié)pH 4.5，加3.2%酵母，于26 ℃分別發(fā)酵5，6，7，8和9 d，滅菌，后發(fā)酵。

1.4.2 糖添加量的確定

紅薯以料水比1∶3（g/mL）混合，加0.27%α-淀粉酶及0.5%糖化酶，于60 ℃恒溫水浴180 min，搖勻，冷卻，分別調節(jié)糖添加量18%，20%，22%，24%和26%，調節(jié)pH 4.5，加3.2%酵母，于26 ℃發(fā)酵7 d，滅菌，后發(fā)酵。

1.4.3 主發(fā)酵溫度的確定

紅薯以料水比1∶3（g/mL）混合，加0.27%α-淀粉酶及0.5%糖化酶，于60 ℃恒溫水浴180 min搖勻，冷卻調節(jié)糖添加量22%，調節(jié)pH 4.5，加3.2%酵母，分別于24，26，28，30和32 ℃發(fā)酵7 d，滅菌，后發(fā)酵。

1.4.4 酵母添加量的確定

紅薯以料水比1∶3（g/mL）混合，加0.27%α-淀粉酶及0.5%糖化酶，于60 ℃恒溫水浴180 min，搖勻，冷卻，調節(jié)糖添加量22%，調節(jié)pH 4.5，分別添加2.4%，3.2%，4%，4.8%和5.5%酵母，于26 ℃發(fā)酵7 d，滅菌，后發(fā)酵。

1.4.5 正交試驗的設計

在單因素的基礎上，對發(fā)酵時間（A）、初始糖度（B）、主發(fā)酵溫度（C）、酵母接種量（D）進行正交優(yōu)化，以酒精度為主要評價指標，感官評價為次要評價指標，設計L9(34)正交表進行試驗，確定正交優(yōu)化條件下紅薯酒發(fā)酵的優(yōu)化工藝條件，因素水平如表1所示。

表1 紅薯酒正交優(yōu)化試驗因素水平表

1.5 酒精度的測定[12]

將紅薯酒倒入100 mL量筒中，酒精計緩慢放入液體中，使酒精計懸浮，穩(wěn)定1～3 min；酒精計讀數(shù)即為酒精度含量。

1.6 感官評價

挑選5名男生和5名女生（食品科學與工程專業(yè)）組成評價小組，對紅薯酒就色澤、滋味、香氣、透明度、沉淀物、懸浮物進行感官綜合評分，采用100分制，感官評分標準如表2所示[13-14]。

表2 紅薯酒感官評價標準表

1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel 2010及SPSS 16.0對數(shù)據(jù)進行分析處理，并用Origin 8.5進行作圖分析。

2 結果與分析

2.1 發(fā)酵時間的確定

發(fā)酵時間對紅薯酒的影響見圖1。當發(fā)酵時間為5 d時，酒精度達到為8%vol，但沉淀過多，上清液渾濁，影響酒的品質，感官評分較低。發(fā)酵至8～9 d時，由于發(fā)酵時間越長，糖度逐漸下降，營養(yǎng)物質消耗過多，酵母生長達到衰亡期，酵母活性受抑制，酒精度減小。發(fā)酵7 d時，酒精度達到最高（9%vol），紅薯酒無渾濁，透明，香味醇正。潘年龍等[15]、楊雅利等[16]優(yōu)化紫薯酒發(fā)酵工藝，其發(fā)酵時間均為7 d。綜合分析，選擇紅薯酒發(fā)酵時間6，7和8 d作為正交試驗設計水平。

圖1 發(fā)酵時間對紅薯酒的酒精度及感官品質的影響

2.2 糖添加量的確定

糖添加量對紅薯酒的影響見圖2。當糖添加量為18%時，紅薯漿產生酒精。當糖添加量為24%和26%時，濃度差增大，部分酵母無法生存，導致酵母死亡，無法產生酒精。當糖添加量為22%時，酒精度達到最高，通過感官評價可知，此時紅薯酒無酸味，大部分糖被利用，殘?zhí)锹屎艿汀９蔬x擇糖添加量18%，20%和22%作為正交試驗設計水平。

圖2 糖添加量對紅薯酒的酒精度及感官品質的影響

2.3 發(fā)酵溫度的確定

發(fā)酵溫度對紅薯酒的影響見圖3。發(fā)酵溫度過低或過高均不適合紅薯制備液的發(fā)酵，當發(fā)酵溫度過低時，酵母存活率下降，酵母的發(fā)酵速度慢；當發(fā)酵溫度過高時，酵母的發(fā)酵速度過快，酵母存活率下降，容易產生酸菌繁殖，導致產品的品質下降。當溫度為26 ℃時，酒精度最高，為9.5%vol。綜合分析，選擇發(fā)酵溫度26，28和30 ℃作為正交試驗設計水平。

圖3 發(fā)酵溫度對紅薯酒酒精度及感官品質的影響

2.4 酵母添加量對紅薯酒品質的影響

酵母添加量對紅薯酒的影響見圖4。當酵母添加量小于3.2%時，紅薯漿中糖分不能被完全轉化為酒精，酒精度較低；隨著酵母量的增多，酒精度逐漸升高，當酵母添加量為4%時，酒精度達到最高，為8%vol；當酵母添加量大于4%時，糖濃度過高，過多的營養(yǎng)物質在菌體的生長繁殖起主要作用，被用于酒精的生成上較少，酵母增多吸收更多的糖，導致糖度逐漸降低，只夠酵母存活，無法產生酒精，從而導致酒精度下降[17]。酵母添加量在3.2%～4.8%之間存在頂點值。綜合分析，選擇酵母添加量3.2%，4.0%和4.8%作為正交試驗設計水平。

圖4 酵母添加量對紅薯酒酒精度及感官品質的影響

2.5 正交優(yōu)化紅薯酒工藝條件結果與分析

正交試驗結果分析見表3。發(fā)酵時間、糖度、發(fā)酵溫度、酵母添加量對紅薯酒的發(fā)酵具有不同的影響，影響程度為D＞B＞A＞C，即酵母添加量影響最大，其次是糖的添加量和發(fā)酵時間，影響最小的是發(fā)酵溫度；最佳工藝配方為A3B3C1D1，即酵母添加量為3.2%，糖添加量為22%，發(fā)酵時間為8 d，發(fā)酵溫度為26 ℃。

表3 正交優(yōu)化結果分析

2.6 驗證性試驗

為驗證紅薯發(fā)酵酒感官品質的穩(wěn)定性，按最佳加工工藝條件A3B3C1D1，即酵母接種量為3.2%，糖添加量為22%，于26 ℃發(fā)酵8 d，制得紅薯酒，并對紅薯酒進行感官評價，測試酒精度，試驗重復6次。由表4可知，在該工藝條件下，紅薯酒的酒精度為7.02%vol，其感官綜合評分68分，在此條件下紅薯酒的穩(wěn)定性好，具有較好的可操作性。

表4 紅薯酒的工藝優(yōu)化穩(wěn)定性試驗結果

3 結論與討論

在單因素試驗基礎上，經(jīng)正交優(yōu)化試驗得到紅薯酒最佳工藝參數(shù)：料水比（紅薯-水）1∶3（g/mL），糖添加量22%，酵母接種量3.2%，發(fā)酵溫度26 ℃，發(fā)酵時間8 d。在此工藝條件下，制得的紅薯酒酒精度為7.02%vol，感官綜合評分為68分，紅薯酒口味醇正，色澤均勻呈微黃，紅薯香味，甜度適中，口感細膩。不僅保留了米酒獨特的風味，而且增加了紅薯的香甜，適合多類人群食用，具有廣闊的市場前景。

紅薯“長壽食品”的美名，說明其不僅營養(yǎng)豐富，還具有多種食療保健作用，現(xiàn)階段我國紅薯的開發(fā)利用主要集中于其高淀粉的利用，其深加工產品的開發(fā)較單一，因此，對紅薯類產品的開發(fā)應用具有廣闊的生產前景。紅薯酒發(fā)酵工藝的優(yōu)化可為后期提高紅薯酒綜合品質提供重要參考，對開發(fā)復合型紅薯酒及復合型紅薯產品具有重要意義。該試驗可為紅薯酒在營養(yǎng)保健功能方面的研究奠定基礎，也可為紅薯酒開發(fā)應用提供一定的指導。