◎ 汪思源，何 湘

（蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 蘇州 215008）

傳統(tǒng)啤酒釀造以麥芽、酒花和酵母為原料，需要在大麥出芽后進(jìn)行烘干、粉碎等一系列復(fù)雜步驟才能制得麥汁[1]，周期長、原料損耗大，并破壞了原料本身的營養(yǎng)價值[2]。因此，在生產(chǎn)中逐漸用麥芽糖漿替代需要繁復(fù)工藝的大麥[3]。為滿足消費(fèi)者各方面需求，非麥“啤酒糖漿”橫空出世，替代部分麥芽糖漿，釀造出的啤酒呈現(xiàn)獨(dú)特的風(fēng)味[4]。

目前我國啤酒產(chǎn)量和馬鈴薯產(chǎn)量均穩(wěn)居世界第一。馬鈴薯富含蛋白質(zhì)、氨基酸及多種維生素、礦物質(zhì)，其維生素種類及含量尤其豐富[5]。馬鈴薯抗性淀粉含量高，能一定程度上緩解長期飲啤酒造成的肥胖和亞健康[6-7]，同時含有足量營養(yǎng)物質(zhì)為酵母生長提供條件[8]。

淡啤酒相對常規(guī)啤酒，含啤酒花較少，熱量較低，酒精和非發(fā)酵性糖較少，更適合現(xiàn)代人群健康需求。本研究探索以馬鈴薯為部分原料制造“啤酒糖漿”并將其應(yīng)用到淡啤酒加工中，以期能以低成本釀造適合大眾口味、營養(yǎng)、低熱量等需求的健康淡啤酒。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

黃心土豆（購于蘇州市長江路農(nóng)副產(chǎn)品批發(fā)市場）；α-淀粉酶（邢臺萬達(dá)生物有限公司）；β-淀粉酶（邢臺萬達(dá)生物有限公司）；食品級活性炭（承德赫達(dá)活性炭制造公司）；啤酒花（上海華寶孔雀香精公司）；大麥芽（粵海永順泰麥芽有限公司）；拉格酵母（安琪酵母股份有限公司）；純凈水（杭州娃哈哈集團(tuán)有限公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

FA1002 電子天平（天津天馬橫基儀器有限公司）；JDF50L-N 型發(fā)酵罐（南陽市賽得啤酒科技有限公司）；糖化煮沸鍋（山東湯宸機(jī)械設(shè)備有限公司）；FF-A60粉碎機(jī)（上海先鋒機(jī)電有限公司）；60 目篩（上虞市金鼎標(biāo)準(zhǔn)篩具廠）；PHB-4 型pH 計(jì)（青島聚創(chuàng)環(huán)保集團(tuán)有限公司）；YL288 型酒精計(jì)（北京中西華大科技有限公司）；分光光度計(jì)（南北儀器科技有限公司）。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 馬鈴薯淡啤酒加工工藝流程

根據(jù)楊川[9]對馬鈴薯啤酒制作中馬鈴薯糖漿工藝的研究，結(jié)合常規(guī)淡啤酒制作工藝，經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)摸索確定以馬鈴薯為原料釀造淡啤酒的加工工藝，具體流程如圖1 所示。制得的馬鈴薯糖漿經(jīng)檢測后符合啤酒用糖漿A 型（QB/T 2687—2005）品質(zhì)。

圖1 馬鈴薯釀造淡啤酒加工工藝流程圖

1.3.2 馬鈴薯糖漿的制備

（1）挑選馬鈴薯。制作馬鈴薯糖漿對其淀粉含量要求高，因此挑選黃心馬鈴薯[10]。

（2）制粉。馬鈴薯去皮洗凈，為防止褐變，馬鈴薯去皮后即浸入0.2%硫酸氫鈉溶液。預(yù)處理后置于恒溫干燥箱中以35 ℃干燥至表面無明顯水分，后將其置入粉碎機(jī)過60 目篩，為制得更細(xì)膩薯粉，本步驟重復(fù)兩次。

（3）液化。將制得薯粉置于糖化鍋中，60 ℃溫水充分溶解后攪拌呈質(zhì)地均勻懸濁液，并將液體pH 值調(diào)節(jié)至6.8。根據(jù)薯粉質(zhì)量加入0.25% α-淀粉酶和0.15%氯化鈉再次攪拌均勻，同時開啟煮沸功能并設(shè)置為92 ℃、60 min，期間每隔20 min 進(jìn)行一次攪拌混勻。

（4）糖化。將液化后的薯液滅酶處理并過濾冷卻至50 ～60 ℃，濾液調(diào)節(jié)pH 值至5.7 ～6.3。而后混入0.15% β-淀粉酶，混勻后調(diào)節(jié)溫度至55 ℃。

（5）脫色。糖化后的馬鈴薯液加入1.5%食品級活性炭，混勻后調(diào)節(jié)溫度至80 ℃靜置30 min。

（6）濃縮。為使成品制作效率更高、風(fēng)味更明顯，將脫色后的糖液過濾及蒸發(fā)濃縮。

1.3.3 馬鈴薯淡啤酒加工工藝

（1）稱量。稱取適量大麥芽。

（2）粉碎。將麥芽均勻攤開于濕度50%以上的室內(nèi)，并不停翻攪碾碎，10 min 后置于粉碎機(jī)中攪碎成細(xì)粉并過60 目篩。

（3）糖化。將粉碎后的麥芽置于糖化鍋中，先將設(shè)備溫度調(diào)至50 ℃并在攪勻后保持溫度30 min，然后將溫度升至62 ℃后進(jìn)行40 min 保溫處理，接著再分別升溫至68 ℃和72 ℃，各保持30 min。

（4）過濾。篩板和麥糟構(gòu)成過濾介質(zhì)，將麥芽醪液用濾槽靜壓法過濾。

（5）混合、煮沸并分次加入啤酒花。過濾得到的麥芽液加入一定量的馬鈴薯糖漿，煮沸并保持60 min，在沸騰的10 min、30 min、55 min 時分別加入啤酒花總量的20%、36%以及剩余全部。加入全部啤酒花后再保持沸騰5 min，轉(zhuǎn)入旋沉槽處理40 min。

（6）冷卻。旋沉后的液體通過換熱裝置冷卻至常溫（20 ℃）。

（7）充氧。冷卻后混入一定量酵母，并將發(fā)酵罐調(diào)節(jié)至一定的發(fā)酵溫度，而后用氣罐向發(fā)酵罐中充入適量氧氣讓罐內(nèi)氣壓保持在（0.18±0.10）Mpa。

（8）發(fā)酵。啤酒液發(fā)酵10 d 左右至適宜狀態(tài)（3.5% vol）后將發(fā)酵罐溫度降至5 ℃保持24 h 后0 ℃保持20 h。

（9）排渣。發(fā)酵后每隔24 h 進(jìn)行一次排渣，此步驟重復(fù)3 次。

（10）過濾。將3次排渣后的啤酒液過濾灌裝保存，得成品淡啤酒。

1.4 樣品淡啤酒感官品評

根據(jù)《啤酒》（GB/T 4927—2008）和《啤酒分析方法》（GB/T 4928—2008），對樣品淡啤酒的外觀、風(fēng)味、口感進(jìn)行感官品評，共計(jì)10 分。每次品評成員選擇不同種類、性別、年齡段進(jìn)行評價，品評小組分兩組，分別是專業(yè)品酒師5 人和非專業(yè)5 人，根據(jù)專業(yè)組平均分占80%、非專業(yè)組平均分占20%的比例求得樣品感官評分[11]。感官評分標(biāo)準(zhǔn)如表1 所示。

表1 感官評分標(biāo)準(zhǔn)表

1.5 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

（1）馬鈴薯糖漿添加量。經(jīng)預(yù)實(shí)驗(yàn)分析，馬鈴薯糖漿添加量對產(chǎn)品品質(zhì)有顯著影響。馬鈴薯糖漿超過50%時，混合糖漿中所含碳源過多，發(fā)酵過程中會促使酵母大量繁殖，而大量酵母衰亡后啤酒澄清度會顯著下降，同時影響啤酒品質(zhì)。為找到最適馬鈴薯糖漿添加量，于糖漿混合時分別加入30%、35%、40%、45%和50%馬鈴薯糖漿，煮沸時混入總量0.9 g·L-1的酒花，冷卻后接種3%酵母，控制發(fā)酵溫度為16 ℃，進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，對樣品進(jìn)行感官品評。

（2）酵母接種量。經(jīng)預(yù)實(shí)驗(yàn)分析，酵母接種量不足時，酒液發(fā)酵程度差，馬鈴薯糖漿和麥汁中糖類物質(zhì)無法充分利用。當(dāng)酵母接種量上升至4.5%時，原料發(fā)酵過度又會造成酒液渾濁、酒精味過重等問題。為找到最適酵母接種量，生產(chǎn)時用30%的馬鈴薯糖漿與麥汁混合，煮沸時混入總量0.9 g·L-1的酒花，冷卻后分別接種2.0%、2.5%、3.0%、3.5%和4.0%的酵母，控制發(fā)酵溫度為16 ℃，進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，對樣品進(jìn)行感官品評。

（3）酒花添加量。經(jīng)預(yù)實(shí)驗(yàn)分析，酒花添加量不足時啤酒中芳香物質(zhì)少且原料中蛋白絡(luò)合析出程度低，酒花添加量過高時苦味顯著，影響風(fēng)味品質(zhì)。為找到最適酒花添加量，生產(chǎn)時用30%的馬鈴薯糖漿與麥汁混合，煮沸時分別混入總量為0.5 g·L-1、0.7 g·L-1、0.9 g·L-1、1.1 g·L-1和1.3 g·L-1的酒花，冷卻后分別接種3%酵母，控制發(fā)酵溫度為16 ℃，進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，對樣品進(jìn)行感官品評。

（4）發(fā)酵溫度。經(jīng)預(yù)實(shí)驗(yàn)分析，發(fā)酵溫度較低時，酵母活性較差，相同發(fā)酵周期內(nèi)，原料發(fā)酵程度不足，而過高時又會造成酵母老化速度過快，生成的醇類物質(zhì)會降低淡啤酒柔和度，影響風(fēng)味品質(zhì)。為找到最適發(fā)酵溫度，生產(chǎn)時用30%馬鈴薯糖漿與麥汁混合，煮沸時混入總量0.9 g·L-1的酒花，冷卻后接種3%酵母，分別控制發(fā)酵溫度為8 ℃、12 ℃、16 ℃、20 ℃和24 ℃，進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，對樣品進(jìn)行感官品評。

1.6 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

單因素實(shí)驗(yàn)感官品評確定馬鈴薯糖漿添加量、酵母接種量、酒花添加量、發(fā)酵溫度合適范圍后，通過L9(43)正交實(shí)驗(yàn)感官品評確定4 因素交叉后最適量 。正交實(shí)驗(yàn)水平因素設(shè)計(jì)如表2 所示。

表2 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)表

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3 所示。馬鈴薯糖漿添加量為45%時，品評分?jǐn)?shù)最高，樣品品質(zhì)良好。酵母接種量為3.0%時，品評分?jǐn)?shù)最高，發(fā)酵程度合適，香氣宜人，泡沫豐富，樣品品質(zhì)良好。當(dāng)酒花的添加量為0.9 g·L-1時，品評分?jǐn)?shù)最高，澄清度良好，呈淡稻草色。當(dāng)發(fā)酵溫度為16 ℃時，品評分?jǐn)?shù)最高，原料發(fā)酵程度合適，口感柔和無異味，樣品品質(zhì)良好。

表3 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

2.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4 所示。極差分析的主次因素順序?yàn)锳＞D＞C＞B，馬鈴薯糖漿添加量對成品影響最為顯著，發(fā)酵溫度次之。直觀分析和計(jì)算分析均得較優(yōu)組合為A2B3C1D2，即以45%馬鈴薯糖漿與麥汁混合煮沸，期間分次加入0.9 g·L-1酒花，待酒液冷卻后加入總量為3.5%的酵母，并以16 ℃溫度進(jìn)行10 d發(fā)酵。此條件下釀成的淡啤酒色澤良好，分光光度計(jì)測定EBC 為4，呈淡稻草色，酒質(zhì)清亮，泡沫潔白細(xì)膩持久掛杯，泡持性良好，酒香四溢無異香，口感純正爽口，符合淡色啤酒優(yōu)級標(biāo)準(zhǔn)。相比常規(guī)淡啤酒苦味較少，更為醇和，且成本更為低廉，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

表4 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

3 結(jié)論

以常規(guī)淡啤酒制作工藝為基礎(chǔ)，以馬鈴薯為原料制作馬鈴薯糖漿，替代部分麥芽糖漿進(jìn)行淡啤酒釀造。對工藝中馬鈴薯糖漿添加量、酒花添加量、酵母接種量、發(fā)酵溫度4 個成品質(zhì)量關(guān)鍵因素進(jìn)行單因素和正交實(shí)驗(yàn)分析。確定適宜的馬鈴薯糖漿添加量為45%，酒花添加量為0.9 g·L-1，酵母接種量為3.5%，發(fā)酵溫度為16 ℃。此時成品EBC 為4，品質(zhì)及風(fēng)味最佳，符合淡色啤酒優(yōu)級標(biāo)準(zhǔn)，相較于小麥淡啤酒苦味少更醇和，成本低廉。