王虹玲,丁昊,安東平,岳宏東
(沈陽工學(xué)院生命工程學(xué)院,遼寧 撫順 113122)
玫瑰(Rosa rugosa Thunb)是薔薇科薔薇屬的落葉灌木,以其獨特的芳香與艷麗的色澤在全世界范圍內(nèi)廣泛種植并受到廣大消費者的喜愛,其中可食用玫瑰主要包括重瓣玫瑰、紫枝玫瑰、保加利亞大馬士革玫瑰、法國千葉玫瑰和平陰一號玫瑰。玫瑰是一種藥食同源的植物,因其含有較高的多酚、黃酮、植物多糖、花色素和氨基酸被認(rèn)為具有一定的保健功能。玫瑰花在遼寧省沈陽市遼中區(qū)有廣泛的種植,并于2012年被國家質(zhì)檢總局授予“國家地理標(biāo)志產(chǎn)品”稱號[1-3]。南果梨廣泛栽種于遼寧鞍山、遼陽等地,是遼寧的特產(chǎn)水果,南果梨不僅營養(yǎng)豐富,而且富含大量的超氧化物歧化酶,具有較強(qiáng)的生物活性和保健功能[4-5]。米酒是一種我國傳統(tǒng)的發(fā)酵米制品,其風(fēng)味怡人、口感獨特,同時具有較高的營養(yǎng)價值[6-11]。本試驗利用五常糯米、遼寧特產(chǎn)南果梨和可食用玫瑰為原料,開發(fā)出一款兼具遼寧地方特色和獨特風(fēng)味的米酒類產(chǎn)品,對推進(jìn)遼寧省特色農(nóng)產(chǎn)品資源和特色食品開發(fā)具有重要意義。
南果梨:產(chǎn)自遼寧省鞍山市;糯米:產(chǎn)自黑龍江省五常市;可食用玫瑰:產(chǎn)自遼寧省沈陽市遼中區(qū);甜酒曲:安琪酵母股份有限公司;白砂糖:成都太古糖業(yè)有限公司;復(fù)合果膠酶(100 000 U/g):河南萬邦實業(yè)有限公司;檸檬酸(分析純):濰坊英軒實業(yè)有限公司;D-異抗壞血酸鈉(分析純):鄭州拓洋實業(yè)有限公司。
微孔濾膜過濾機(jī)(JH-CMPI型):泰興市佳浩凈化設(shè)備有限公司;手持糖度儀(ZD-TDJ型):上海卓的儀器有限公司;電熱恒溫培養(yǎng)箱(DHP901型):上海一恒科學(xué)儀器有限公司;榨汁機(jī)(MJ-WJE2802D型):美的集團(tuán)有限公司;高速離心機(jī)(TD4型):上海精宏實驗設(shè)備有限公司;恒溫水浴鍋(HH-1-3L型):江蘇科析儀器有限公司。
1.3.1 南果梨和可食用玫瑰的原料預(yù)處理
挑選大小相近的成熟南果梨,去柄,切成5 cm3小塊后加入0.1%D-異抗壞血酸鈉溶液并以料液比1∶1(g/mL)混合打漿。再加入一定量的復(fù)合果膠酶置于恒溫水浴鍋中50℃保溫1 h。選取無腐爛、萎蔫、病蟲害的玫瑰花,清洗后摘取花瓣,將花瓣與等質(zhì)量的白糖適度揉搓至完全混合,放入發(fā)酵罐陳化90 d得到玫瑰糖。
1.3.2 南果梨玫瑰復(fù)合汁的加工工藝
經(jīng)酶解后的南果梨果漿用200目篩網(wǎng)過濾,80℃滅酶5 min。向玫瑰糖中加入10倍質(zhì)量的無菌水于50℃萃取30 min,過濾得到玫瑰汁。將南果梨汁與玫瑰汁以體積比2∶1混合,6 000 r/min離心10 min,得到澄清透明的南果梨玫瑰復(fù)合汁。
1.3.3 糯米的浸泡蒸煮
選取無雜質(zhì)、無雜粒且完整飽滿的優(yōu)質(zhì)東北糯米,要求水分含量小于15%,淀粉含量大于69%,經(jīng)淘洗后加入2.5倍體積的水,在30℃培養(yǎng)箱中浸泡24 h,要求浸泡至米粒手碾即碎,無白心。將浸泡好的糯米瀝干水分,放入蒸鍋內(nèi)蒸煮45min,打散后攤涼至25℃,也可用少量無菌水淋飯促進(jìn)降溫。
1.3.4 南果梨玫瑰米酒的發(fā)酵
降溫后的米飯中加入適量的南果梨玫瑰復(fù)合汁,加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%的白砂糖并接種適量甜酒曲,發(fā)酵前在米飯中間構(gòu)建“倒錐形”的圓窩,以便更好的觀察米酒發(fā)酵狀況。在培養(yǎng)箱中適當(dāng)溫度發(fā)酵一定時間,可觀察到米飯表面產(chǎn)生白色菌絲且有大量酒液形成。將發(fā)酵物用200目紗網(wǎng)過濾后得到粗米酒,再經(jīng)6 000 r/min離心10 min,得到澄清透明的南果梨玫瑰米酒。
1.3.5 均質(zhì)與脫氣
向南果梨玫瑰米酒中加入0.10%的檸檬酸,并以25 MPa的壓力進(jìn)行均質(zhì),使米酒達(dá)到成分均一穩(wěn)定,再用真空脫氣機(jī)以40℃、真空度50.8 kPa進(jìn)行脫氣[12]。
1.3.6 超高溫瞬時滅菌和灌裝
滅菌溫度125℃,時間8 s,冷卻至40℃后灌裝至聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)瓶中。
1.4.1 理化指標(biāo)檢測方法
對南果梨玫瑰米酒進(jìn)行酸度、可溶性固形物及酒精度等理化指標(biāo)檢測。其中酸度采用GB 5009.239—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品酸度的測定》進(jìn)行測定[13];酒精度采用GB 5009.225—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)酒中乙醇濃度的測定》進(jìn)行測定[14];可溶性固形物采用折光儀測定[15]。
微生物指標(biāo)主要有大腸菌值、霉菌、酵母菌和菌落總數(shù)[16]。大腸菌值采用GB 4789.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗大腸菌群計數(shù)》進(jìn)行測定;霉菌和酵母菌計數(shù)采用GB 4789.15—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗霉菌和酵母菌計數(shù)》進(jìn)行測定;菌落總數(shù)采用GB 4789.2—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》進(jìn)行測定。
1.4.3 感官指標(biāo)檢測方法
由食品科學(xué)與工程專業(yè)和食品質(zhì)量與安全專業(yè)的師生共計15人組成的感官評價小組從形態(tài)色澤、香氣滋味、口感風(fēng)味3個方面進(jìn)行評分,總分100分,取平均值即為產(chǎn)品的感官評分[17],具體指標(biāo)見表1。
表1 南果梨玫瑰米酒的感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria of Nanguo pear-rose rice wine
選取發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度、南果梨玫瑰復(fù)合汁添加量和甜酒曲添加量4個因素進(jìn)行單因素優(yōu)化試驗。
1.5.1 發(fā)酵時間對南果梨玫瑰米酒品質(zhì)的影響
發(fā)酵時間分別為 24、36、48、60、72、84、96 h,南果梨玫瑰復(fù)合汁添加量為35%,甜酒曲添加量為0.7%,在32℃下進(jìn)行發(fā)酵,考察發(fā)酵時間對產(chǎn)品品質(zhì)的影響。
逆城市化作為一種趨勢并沒有嚴(yán)格意義上的好壞之分,與之相隨的既有機(jī)遇也有挑戰(zhàn)。逆城市化是城市化進(jìn)程的必然結(jié)果,任何區(qū)域都需要一個人口閾值來規(guī)劃區(qū)域發(fā)展。只要沒有大幅超過或者低于這個閾值,人口的微小變化不會對區(qū)域發(fā)展規(guī)劃和空間結(jié)構(gòu)產(chǎn)生太大影響,但是一旦出現(xiàn)大規(guī)?;蛲蝗坏淖兓赡軙蛉司謸?dān)的市政設(shè)施和公共服務(wù)成本太高或者市政設(shè)施和公共服務(wù)規(guī)模無法滿足現(xiàn)有需要而導(dǎo)致城市崩潰。
1.5.2 發(fā)酵溫度對南果梨玫瑰米酒品質(zhì)的影響
發(fā)酵溫度分別為 24、28、32、36、40、44、48 ℃,發(fā)酵時間為48 h,南果梨玫瑰復(fù)合汁添加量為35%,甜酒曲添加量為0.7%,考察發(fā)酵溫度對產(chǎn)品品質(zhì)的影響。
1.5.3 南果梨玫瑰復(fù)合汁添加量對南果梨玫瑰米酒品質(zhì)的影響
南果梨玫瑰復(fù)合汁添加量分別為20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%,發(fā)酵時間為 48 h,發(fā)酵溫度為32℃,甜酒曲添加量為0.7%,考察南果梨玫瑰復(fù)合汁添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響。
1.5.4 甜酒曲添加量對南果梨玫瑰米酒品質(zhì)的影響
甜酒曲添加量分別為0.3%、0.5%、0.7%、0.9%、1.1%、1.3%、1.5%,發(fā)酵時間為48 h,南果梨玫瑰復(fù)合汁添加量為35%,在32℃下進(jìn)行發(fā)酵,考察甜酒曲添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響。
在單因素試驗的基礎(chǔ)上,以發(fā)酵時間(A)、發(fā)酵溫度(B)、南果梨玫瑰復(fù)合汁添加量(C)和甜酒曲添加量(D)為自變量,以感官評分(Y)為響應(yīng)值,每組進(jìn)行3次平行試驗,響應(yīng)面因素水平見表2。
表2 響應(yīng)面因素水平Table 2 Response surface factor level
每個樣品進(jìn)行3次重復(fù),用Origin8.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析及作圖,采用One-way ANOVA對變量進(jìn)行差異顯著性分析(P<0.05)。
2.1.1 米酒發(fā)酵時間對南果梨玫瑰米酒品質(zhì)的影響發(fā)酵時間對南果梨玫瑰米酒品質(zhì)的影響見圖1。
圖1 發(fā)酵時間對南果梨玫瑰米酒品質(zhì)的影響Fig.1 The effect of fermentation time on the quality of Nanguo pear-rose rice wine
隨著米酒發(fā)酵時間的增加,產(chǎn)品酒精度呈逐步升高的趨勢,這可能是由于糖化酶不斷的將淀粉轉(zhuǎn)化為還原糖增加了酵母菌和根霉的反應(yīng)底物,酒精度不斷升高。而隨著還原糖的逐漸消耗,發(fā)酵體系內(nèi)的還原糖含量逐漸降低,可溶性固形物含量下降。
由圖1可知,發(fā)酵時間為48 h的南果梨玫瑰米酒評分最高,為(89.03±2.93)分,且酸度適中,口感清爽,48 h之后的米酒可能由于酵母菌和霉菌的次級代謝產(chǎn)物堆積導(dǎo)致米酒酸度升高、口感不佳。因此選擇發(fā)酵時間48 h進(jìn)行后續(xù)試驗。
2.1.2 米酒發(fā)酵溫度對南果梨玫瑰米酒品質(zhì)的影響
發(fā)酵溫度對南果梨玫瑰米酒品質(zhì)的影響見圖2。
圖2 發(fā)酵溫度對南果梨玫瑰米酒品質(zhì)的影響Fig.2 The effect of fermentation temperature on the quality of Nanguo pear-rose rice wine
由圖2可知,發(fā)酵溫度為32℃時,南果梨玫瑰米酒感官評分最高,達(dá)到(91.16±1.17)分。當(dāng)發(fā)酵溫度低于32℃時,發(fā)酵溫度較低時會延長發(fā)酵進(jìn)程,給發(fā)酵帶來不利影響。發(fā)酵溫度較高時,發(fā)酵速度較快,生成較多的副產(chǎn)物,產(chǎn)品整體口味較差,因此選擇發(fā)酵溫度32℃進(jìn)行后續(xù)試驗。
2.1.3 南果梨玫瑰復(fù)合汁添加量對南果梨玫瑰米酒品質(zhì)的影響
復(fù)合汁添加量對南果梨玫瑰米酒品質(zhì)的影響見圖3。
圖3 復(fù)合汁添加量對南果梨玫瑰米酒品質(zhì)的影響Fig.3 The effect of the added amount of compound juice on the quality of Nanguo pear-rose rice wine
由圖3可知,南果梨玫瑰復(fù)合汁添加量為35%時風(fēng)味最佳,當(dāng)添加量超過35%后,酒香變得不再明顯且酒香與果香不協(xié)調(diào),色澤也更加趨向于玫紅色。因此,選擇復(fù)合汁添加量35%進(jìn)行后續(xù)試驗。
2.1.4 甜酒曲添加量對南果梨玫瑰米酒品質(zhì)的影響
甜酒曲添加量對南果梨玫瑰米酒品質(zhì)的影響見圖4。
圖4 甜酒曲添加量對南果梨玫瑰米酒品質(zhì)的影響Fig.4 The influence of the amount of sweet koji added on the quality of Nanguo pear-rose rice wine
由圖4可知,隨著甜酒曲添加量的增加,南果梨玫瑰米酒的感官評分先上升后下降,當(dāng)添加量為0.7%時感官評分最高,為(92.15±1.86)分。當(dāng)添加量為0.5%以下時,發(fā)酵體系中酒曲含量較少,米酒口感寡淡、酒香不明顯。當(dāng)添加量超過0.9%后,米酒風(fēng)味苦澀,口感粗糙,且由于添加量的提高,發(fā)酵體系中的糖化酶含量增加,能夠更大程度地分解淀粉產(chǎn)生更多的還原糖,可溶性固形物含量增高,酒精度也就越高。因此,選擇添加量0.7%進(jìn)行后續(xù)試驗。
2.2.1 回歸模型的建立及方差分析
Box-Behnken設(shè)計方案及感官評分結(jié)果見表3,響應(yīng)面試驗結(jié)果及方差分析見表4。
表3 Box-Behnken設(shè)計方案及感官評分結(jié)果Table 3 Box-Behnken design scheme and sensory evaluation results
表4 響應(yīng)面試驗結(jié)果及方差分析Table 4 Response surface test results and analysis of variance
對表3中的響應(yīng)值進(jìn)行多元回歸擬合分析,確立如下回歸方程:Y=93.27+0.85A+0.46B+2.50C-0.94D+1.66AB+1.09AC+1.36AD-0.18BC-2.01BD+0.08CD-1.42A2-0.31B2-3.71C2-2.1D2。
由表4可知,模型極顯著,失擬項不顯著,相關(guān)系數(shù) R2=0.945 3,調(diào)整系數(shù) R2adj=0.881 6,變異系數(shù)(CV)=1.15%。以上數(shù)據(jù)表明該模型擬合性較好,重現(xiàn)性穩(wěn)定。顯著性檢驗表明,在所取的各因素范圍內(nèi),影響南果梨玫瑰米酒感官評分的因素主次順序分別為C(復(fù)合汁添加量)>D(甜酒曲添加量)>A(發(fā)酵時間)>B(發(fā)酵溫度)。其中一次項C和D、交互項BD和二次項A2、C2和D2對南果梨玫瑰米酒的感官影響均為極顯著(P<0.01);一次項A、交互項AB和AD對南果梨玫瑰米酒的感官影響顯著(P<0.05)。
2.2.2 響應(yīng)面分析
各因素交互作用對南果梨玫瑰米酒的響應(yīng)面圖見圖5。
圖5 各因素交互效應(yīng)對南果梨玫瑰米酒的影響響應(yīng)面分析圖Fig.5 Response surface analysis of the influence of the interaction of various factors on Nanguo pear-rose rice wine
曲面越陡峭則說明該因素對響應(yīng)值的結(jié)果影響越大,由圖5可知,發(fā)酵溫度和發(fā)酵時間、發(fā)酵時間和甜酒曲添加量、發(fā)酵溫度和甜酒曲添加量交互作用對南國梨玫瑰米酒感官評分影響顯著。
根據(jù)Design-Expert8.0.6數(shù)學(xué)建模的優(yōu)化分析,得出南果梨玫瑰米酒的優(yōu)化條件為發(fā)酵時間60 h、發(fā)酵溫度35.44℃、南果梨玫瑰復(fù)合汁添加量37.85%、甜酒曲添加量0.684%,感官評分為95.13分。結(jié)合實際情況和為了方便操作,將工藝參數(shù)調(diào)整為發(fā)酵時間60 h、發(fā)酵溫度36℃、南果梨玫瑰復(fù)合汁添加量38%、甜酒曲添加量0.7%,進(jìn)行3次重復(fù)試驗,測得平均感官評分為(95.49±2.06)分,與預(yù)測值接近,表明該模型在實踐中可行。
2.2.3 理化指標(biāo)與微生物指標(biāo)
對優(yōu)化方案加工的南果梨玫瑰米酒進(jìn)行理化檢測與微生物檢測。在理化指標(biāo)方面,酒精度(6.8%vol)、還原糖含量(24.3 g/100 g)以及總酸量(3.34 g/L,以乳酸計)均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。微生物菌落總數(shù)13 CFU/mL;大腸桿菌及其它致病菌均未檢出。
本試驗以五常糯米、遼中玫瑰和鞍山南果梨這3種東北地區(qū)的特色農(nóng)產(chǎn)品為原料制備南果梨玫瑰米酒,通過響應(yīng)面試驗得出該米酒的最佳釀造工藝條件為發(fā)酵時間60 h、發(fā)酵溫度36℃、南果梨玫瑰復(fù)合汁添加量38%、甜酒曲添加量0.7%,在此工藝條件下釀造的米酒色澤呈玫紅色,酒體澄清透明,兼具玫瑰花香、南果梨果香與糯米的清香,酸甜適口,滋味獨特;口感細(xì)膩爽滑,酒體飽滿協(xié)調(diào),感官評分為(95.49±2.06)分,且理化指標(biāo)與微生物指標(biāo)均符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。南果梨玫瑰米酒的釀造對發(fā)酵酒飲料的深度開發(fā)提供了重要的理論依據(jù),具有廣闊的應(yīng)用前景。