黑莓米酒发酵工艺优化

黄和升，王海平*

（江苏食品药品职业技术学院，江苏 淮安 223003）

黑莓是蔷薇科悬钩子属多年生植物，其果实风味独特。众多资料显示，黑莓除富含糖类、有机酸、维生素、多种氨基酸和矿物质等多种营养成分[1-2]外，从黑莓中提取的多酚、花色苷等功能成分具有很强的清除自由基和抗氧化功能，可提高人体的免疫力、改善记忆力、预防心脑血管疾病和延缓衰老等功效[3-16]。

目前研究所得黑莓产品主要有黑莓清汁、黑莓果酒、速冻黑莓、黑莓浓缩汁等[1，10，17-18]，本试验以黑莓和糯米为主要原料，通过全发酵试验研制黑莓米酒，利用响应面优化黑莓米酒的发酵工艺，以此迎合消费者对发酵米酒的口味及营养要求的需求，同时也为黑莓资源开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

黑莓、糯米和酒药：淮安农贸市场；普通米酒：江苏食品药品职业技术学院；95%vol乙醇、盐酸、福林酚、甲醇、氢氧化钠、无水葡糖糖、硫酸铜、酒石酸钾钠（分析纯）：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

糯米酒生产线：由江苏食品药品职业技术学院黄酒生产实训车间提供；XC-JP200 型离心式榨汁机：江苏南通荣慧机械有限公司；UV.1600P型紫外可见分光光度计：上海美谱达仪器有限公司；PHS-3C精密pH计：上海雷磁仪器厂；FA1004N分析天平（0.000 1 g）：上海精密科学仪器有限公司；101-A-1B电热鼓风干燥箱：上海实验仪器厂有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 单因素试验

黑莓米酒主发酵的基础条件设为酒药量0.6 g/100 g、发酵时间6 d、发酵温度24 ℃、黑莓汁添加量10 g/100 g，将米酒的感官评分作为评价指标，分别考察酒药添加量（0.3 g/100 g、0.4 g/100 g、0.5 g/100 g、0.6 g/100 g、0.7 g/100 g、0.8 g/100 g），发酵温度（20 ℃、22 ℃、24 ℃、26 ℃、28 ℃、30 ℃），发酵时间（5 d、6 d、7 d、8 d、9 d、10 d），黑莓添加量（0、5 g/100 g、10 g/100 g、15 g/100 g、20 g/100 g、25 g/100 g）对米酒感官评分的影响。

1.3.3 响应面试验

在单因素试验的基础上，根据Box-Behnken的设计原理，选择黑莓添加量（A）、发酵时间（B）、发酵温度（C）和酒药添加量（D）为考察变量，以-1、0、1分别代表变量的水平，以产品的感官评分（Y）为响应值。Box-Behnken 设计试验因素和水平见表1，采用Design Expert 软件对试验数据进行回归分析。

表1 Box-Behnken设计试验因素与水平Table 1 Factors and levels of Box-Behnken tests

1.3.4 测定方法

总糖、总酸、酒精度、非糖固形物测定参照GB/T 13662—2008《黄酒》；微生物指标测定参照GB 2758—2012《发酵酒及其配制酒》。感官评价由5位酿酒专家品评小组进行感官评分，满分100分，评分标准见表2；总酚测定采用Folin-Ciocalteu 比色法进行测定[19]；花色苷测定采用消光系数法[20]。

表2 黑莓米酒感官评分标准Table 2 Sensory score standard of blackberry glutinous rice-wine

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 酒药添加量对米酒感官评分的影响

图1 酒药添加量对米酒感官评分和酒精度的影响Fig.1 Effect of yeast inoculum on sensory evaluation and alcohol content of rice wine

图1表明，在基础试验条件控制下，酒药添加量为0.3～0.6 g/100 g时，黑莓米酒的感官评分随酒药量的增加逐步增大，当酒药添加量超过0.6 g/100 g时，感官品评酒的苦味明显增大，因此适合的酒药添加量为0.6 g/100 g。

2.1.2 发酵温度对米酒感官评分的影响

图2 发酵温度对米酒感官评分和酒精度的影响Fig.2 Effect of fermentation temperature on sensory evaluation and alcohol content of rice wine

图2表明，在基础试验条件控制下，温度在20～26 ℃，黑莓米酒感官评分值逐渐增加，到26 ℃之后继续升高温度，酒的感官评分降低，主要由于温度过高，微生物酶活升高，代谢加快，长时间的高温引起酵母的快速死亡，造成发后期发酵力下降，糖分残留，酒精度降低，米酒风味物质的形成和积累也受到了一定的影响，最终酒的口感下降，因此选择26 ℃左右的发酵温度为宜。

2.1.3 发酵时间的影响

图3 发酵时间对米酒感官评分和酒精度的影响Fig.3 Effect of fermentation time on sensory evaluation and alcohol content of rice wine

图3表明，在基础试验条件控制下，发酵的前6 d，感官评分迅速增加，6～8 d时，感官评分增加缓慢，第8 d达到最大值，8 d后，酒的酸度稍有增加，感官评分略有下降，可能是发酵过度，菌体自溶，部分酒精被细菌转化为有机酸所致，因此选择8 d左右的发酵时间为宜。

2.1.4 黑莓添加量的影响

图4表明，添加少量黑莓会提高酒的感官品质，添加量超过15 g/100 g时，感官质量会下降，综合考虑，黑莓添加量为15 g/100 g为宜。

图4 黑莓添加量对米酒感官评分和酒精度的影响Fig.4 Effect of blackberry addition on sensory evaluation and alcohol content of rice wine

2.2 响应面优化试验结果与分析

为获得黑莓米酒的最佳发酵条件，在单因素试验的基础上进行利用Box-Behnken进行响应面试验，响应面试验方案及按试验方案制得的米酒酒精得率和感官评分见表3。

表3 Box-Behnken设计试验结果与分析Table 3 Results and analysis of Box-Behnken tests

利用Design Expert软件对表3中的响应值进行二元回归拟合分析，确立如下回归方程预测模型：

对模型进行方差分析得到的结果见表4。

由表4可知，模型极显著（P＜0.000 1），说明因变量与所考察自变量之间的线性关系显著（R2=0.958 2），模型调整相关系数为R2Adj=0.916 7，即该模型能解释91.67%的响应值变化，拟合较好，失拟项不显著（P＞0.05），说明所得二次回归方程预测模型能很好地预测响应值。从F值的大小可知所选因素对响应值影响强弱次序为：酒药添加量＞发酵温度＞黑莓添加量＞发酵时间，一次项A、C、D及二次项BC、BD、CD显著，说明黑莓添加量、酒药添加量、发酵温度对感官评分的影响显著，发酵时间与发酵温度、发酵时间与酒药添加量、发酵温度与酒药添加量的交互作用也显著。

根据建立的数学模型利用Design Expert软件对参数进行最优化分析，得到黑莓米酒最优发酵条件为：黑莓添加量20.03 g/100 g、发酵时间7.0 d、发酵温度27.5 ℃、酒药添加量0.49 g/100 g，此条件下黑莓米酒的感官评分为95.13。为检验试验结果的可靠性，考虑到实际操作的便利，将工艺参数修正为黑莓添加量20.0 g/100 g、发酵时间7 d、发酵温度27 ℃、酒药添加量0.50 g/100 g，经过3次平行试验，得到实际感官评分为94.65，试验结果与模型符合良好。因此采用响应面设计得到的黑莓米酒发酵工艺条件参数准确可靠，具有一定的应用价值。

2.3 产品质量指标

2.3.1 感观指标

产品呈紫红色，有光泽，清澈透明，瓶底略有聚积物；口感柔和、具有黑莓和米酒特有的香味。酒体协调，绵甜爽口，无怪杂味。

2.3.2 理化指标

酒精度：（14.6±0.18）%vol；总糖（以葡萄糖计）：（40.4±0.21）g/L；总酸（以乳酸计）：（6.5±0.09）g/L；非糖固形物：（28.6±0.14）g/L。

2.3.3 微生物指标

菌落总数＜50 CFU/100mL；大肠菌群＜3 MPN/100 mL；致病菌：不得检出。

2.4 黑莓米酒功能性成分的测定

花色苷和多酚是黑莓特有的保健功能成分[2，4]，对黑莓米酒和未加黑莓的米酒的花色苷和总酚进行测定，结果如表5所示。

表5显示，黑莓米酒花色苷和总酚含量都显著高于普通米酒的花色苷和总酚含量，说明黑莓米酒是一种具有保健功能的新型酒产品。

3 结论

黑莓米酒的最佳发酵工艺参数为黑莓添加量20.0 g/100 g、发酵时间7 d、发酵温度27 ℃、酒药添加量0.50 g/100 g，得到黑莓米酒感官评分为94.65分，质量较高，与普通米酒比较，黑莓米酒中花色苷和总酚含量较高，黑莓米酒是一种新型的具有保健功能的酒产品。

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