毛竹笋酒发酵工艺研究

李美群，艾文胜*，杨 明，孟 勇，涂 佳

（湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004）

毛竹（Phyllostachy pubescens）是优良的笋用竹种，笋期长、产量高、分布广、面积大、营养丰富、经济效益好[1]。在笋期进行生产加工时，大量纤维化的部位被废弃掉，造成资源的浪费。贾燕芳[2]测得毛竹笋头干基中粗纤维素19.94%、粗蛋白质14.16%、可溶性糖23.43%、粗脂肪2.82%、灰分5.73%。林丽静等[3]将毛竹笋笋头加工成超微粉，测定结果为水分含量5.73%，灰分含量2.98%，脂肪含量0.56%，总糖含量35.60%，蛋白质含量21.71%。SARANGTHEM K等[4-5]研究发现，竹笋含有丰富的植物甾醇，包括豆甾醇、β-谷甾醇和芸苔甾醇，含量为251.4～279.5 mg/100 g。吕国提等[6]用不同的方法从毛竹笋笋头中提取β-谷甾醇，得出微波辅助提取方法最理想，β-谷甾醇含量为2.88 mg/g。李安平等[7]比较了由酶法、发酵法和酸碱法制备成的毛竹春笋肉膳食纤维。但是用纤维化笋头酿酒的研究不多，本试验利用毛竹笋加工后剩余的笋头和毛竹鲜叶为原料，拟开发一种新型竹叶香型笋酒，丰富笋酒的口感，提升其保健作用和营养价值。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

毛竹笋：2014年3月下旬采挖于湖南省望城区原佳村乌山林场，以毛竹笋加工后剩余的笋头、毛竹鲜叶为原料。纤维素酶（40 000 U/g）、糖化酶（100 000 U/g）、果胶酶（100 000 U/g）：上海瑞丰生物科技有限公司；安琪酿酒高活性干酵母、安琪葡萄酒高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；雅大牌水果酒酒曲：永州市雅大科技实业有限公司；酿酒专用酵母：鹤壁市百惠生物科技有限公司；壳聚糖：国药集团化学试剂有限公司；白砂糖：市售。

1.2 仪器与设备

FA2004B电子天平：上海佑科仪器仪表有限公司；FW177中草药粉碎机：天津市泰斯特仪器有限公司；南凌冷柜SC/SD-338：佛山市南海百凌制冷设备厂；101-E型电热鼓风干燥箱：北京永光明医疗仪器厂；SPECORD 210 PLUS紫外可见分光光度计：德国耶拿分析仪器有限公司；SW-CJ-2FD型双人单面工作净化台：苏州净化设备有限公司；FE20型实验室pH计：梅特勒-托利多仪器有限公司；SHA-C水浴恒温振荡器：金坛市荣华仪器制造有限公司；MJ-160-II型霉菌培养箱：上海新苗医疗器械制造有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 毛竹笋酒发酵工艺流程及操作要点

工艺流程及操作要点如下[8-10]：

原料→清洗→杀青→粉碎→蒸煮→糖化→纤维素降解→接种酵母→前发酵→压榨过滤→后发酵→澄清→过滤→调配→杀菌→成品

将清洗的原料90～100 ℃杀青20～30 min，粉碎，取200 g加入2倍原料质量的水，添加原料与水总质量18%的白砂糖，100 ℃蒸煮30 min，降温至60 ℃，添加60 U/g原料的糖化酶并保温30 min；降温至50 ℃时，添加30 U/g原料的纤维素酶，保温40 min；降温至32 ℃，添加酵母菌0.3‰；用柠檬酸调节pH值为5.0，32 ℃保温发酵3 d后，压榨过滤，后发酵2 d，用果胶酶和壳聚糖澄清，得到毛竹笋酒。测定酒精度（%vol，20 ℃，以下相同），进行感官评分。

酵母的活化：称取总发酵液质量0.3‰的酵母，加入质量为干酵母20～50倍的发酵液，再加入发酵液质量4%的白砂糖，在35～40 ℃的培养箱里培养1～2 h。

1.3.2 笋酒酿造原料、酿酒酵母、温度的选择

分别选择毛竹笋头、毛竹笋头和毛竹鲜叶（9∶1）、干毛竹笋头为原料，其余处理方法同1.3.1。以最佳原料加入安琪酿酒高活性干酵母、雅大牌水果酒酒曲、安琪葡萄酒高活性干酵母和酿酒专用酵母，其余处理方法同1.3.1步骤。选择最佳原料、酵母，设置18 ℃、22 ℃、26 ℃、30 ℃、34 ℃进行发酵，其余处理方法同1.3.1步骤。

1.3.3 单因素试验

糖化酶对发酵笋酒的影响：选择最佳原料、酵母和温度，设置5个糖化酶梯度，添加40 U/g原料、60 U/g原料、80 U/g原料、100 U/g原料、120 U/g原料的糖化酶，其余处理方法同1.3.1步骤。

纤维素酶对发酵笋酒的影响：选择最佳原料、酵母、温度和糖化酶量，设置5个纤维素酶梯度，添加10 U/g原料、20 U/g原料、40 U/g原料、60 U/g原料、80 U/g原料的纤维素酶，其余处理方法同1.3.1步骤。

接种量对发酵笋酒的影响：选择最佳原料、酵母、温度、糖化酶和纤维素酶，设置接种量为0.1‰、0.2‰、0.3‰、0.4‰、0.5‰，其余处理方法同1.3.1步骤。

加糖量对发酵笋酒的影响：选择最佳原料、酵母、温度、糖化酶、纤维素酶和接种量，设置加糖量为16%、18%、20%、22%、24%进行发酵，其余处理方法同1.3.1步骤。

1.3.4 笋酒酿造正交试验

在单因素试验基础上，以糖化酶、纤维素酶、酵母接种量、加糖量为因素，以产品感官为评分指标，采用L9（34）表进行正交试验，试验因素水平表设计见表1。

参照文献[11-12]，由10位具有相关经验的专家组成品酒小组，从色泽（满分10分）、口感（满分20分）、香气、滋味（满分30分）、典型性（满分30分）、喜爱程度（满分10分）5个方面进行感官评定，感官评分标准见表2。

表1 笋酒发酵条件优化正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment for P.pubescens shoot wine fermentation conditions optimization

表2 毛竹笋酒感官评分标准Table 2 Sensory evaluation standard of P.pubescens shoots wine

1.3.5 测定方法

酒精度的测定：GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》。

2 结果与分析

2.1 笋酒酿造预试验

2.1.1 原料的选择

按1.3.2处理，得到酒精度和感官评分见表3。3种原料的酒精度和感官评分中，干毛竹笋头酒香、整体感觉最好；其次为毛竹笋头和毛竹鲜叶为原料的酒精度较高，酒有竹叶清香，整体口感较好；最后是毛竹笋头。考虑毛竹笋头干燥成本大，故选择质量比为9∶1的毛竹笋头和毛竹鲜叶为原料。

表3 不同原料对毛竹笋酒发酵的影响Table 3 Effect of different raw materials on P.pubescens shoots wine fermentation

2.1.2 酿酒酵母的选择

按1.3.2的处理，得到酒精度和感官评分如表4。安琪葡萄酒高活性干酵母的酒精度和感官评分最高；其次，酒精度从高到低依次是安琪酿酒高活性干酵母、雅大牌水果酒曲和酿酒专用酵母；感官评分得分从高到低依次是水果酒曲、安琪白酒高活性干酵母和酿酒专用酵母。故选择葡萄酒高活性干酵母作为发酵酵母。

表4 不同酵母对毛竹笋酒发酵的影响Table 4 Effect of different yeast on P.pubescens shoots wine fermentation

2.1.3 温度的选择

表5 温度对毛竹笋酒发酵的影响Table 5 Effect of different temperature on P.pubescens shoots wine fermentation

从表5可以看出，30 ℃时的酒精度和感官评分最高，然后依次是34 ℃、26 ℃、22 ℃和16 ℃。毛竹发笋时间从3月中、下旬开始，这时平均气温还较低，约为16～20 ℃，在室温条件下发酵，酵母菌生长缓慢，出酒慢，出酒率也低；但是调控至过高温度后，酵母菌发酵剧烈，出酒快，停止发酵早，香气成分容易散失，影响发酵原酒质量，酿制出来的酒也略有酸味。因此，春季酿酒需要一定的保温措施，可覆盖稻草、谷壳、棉布，也可放空调房或温室等恒温处，但温度不宜过高。因此，选择30 ℃左右的发酵温度比较好。

2.2 笋酒酿造单因素试验

2.2.1 糖化酶对发酵笋酒的影响

表6 糖化酶添加量对毛竹笋酒发酵的影响Table 6 Effect of different saccharifying enzyme addition on P.pubescens shoots wine fermentation

糖化酶属于外切酶，在发酵过程中水解发酵醪中的淀粉糊精、多糖和二糖为可发酵糖。从表6可以看出，添加80 U/g原料糖化酶的感官评分和酒精度最高。综合考虑酒精度、感官评分和糖化酶用量成本，选择添加60 U/g原料、80 U/g原料、100 U/g原料的糖化酶为正交试验的3个水平。

2.2.2 纤维素酶对发酵笋酒的影响

表7 纤维素酶添加量对毛竹笋酒发酵的影响Table 7 Effect of different cellulase addition on P.pubescens shoots wine fermentation

一般毛竹笋头占笋质量的20%～40%，笋头因纤维素含量大不可食用，大多直接被废弃，利用纤维素酶将纤维素转化为能被糖化酶、酵母利用的小分子糖类物质，进一步转化为酒精，这能充分利用竹林资源，变废为宝。从表7可以看出，添加40 U/g原料的纤维素酶酒精度最高，其次为20 U/g原料、80 U/g原料、60 U/g原料。综合考虑酒精度、感官评分和纤维素酶用量成本，选择添加20 U/g原料、40 U/g原料、60 U/g原料的纤维素酶为正交试验的3个水平。

2.2.3 接种量对发酵笋酒的影响接种量小，发酵酒精度低，发酵速度缓慢；接种量大，发酵速度较快，导致酵母早衰，同时会出现菌体自溶现象，产生苦味和酵母臭味，从而影响产品风味品质[13-15]。从表8可以看出，按原料与水总质量0.3‰的酵母接种量适宜且酒精度最高；0.4‰、0.5‰接种量的酒精度也较高，但是发酵好的酒有少量苦味。综合考虑，选择0.2‰、0.3‰、0.4‰的酵母接种量为正交试验的3个水平。

表8 接种量对毛竹笋酒发酵的影响Table 8 Effect of different inoculum on P.pubescens shoots wine fermentation

2.2.4 加糖量对发酵笋酒的影响

表9 加糖量对笋酒发酵的影响Table 9 Effect of different sugar addition on P.pubescens shoots wine fermentation

从表9可以看出，酒精度先上升后下降之后又上升。即加糖量为16%时，酒精度较低；加糖量为18%时，酒精度较高，感官评分最高；加糖量为20%，酒精度略有下降；加糖量为22%、24%时，酒精度进一步升高，感官评分较高。糖度低，酒精转化少；加糖量达到20%时，略有抑制酵母菌的生长；加糖量进一步增加时，酵母开始受到抑制，随着糖含量的慢慢降低，酵母继续分解糖并转化为酒精，酒精度增加。适宜的酒精度能使笋酒口感清爽，诸味适宜，故选择18%、20%、22%的加糖量为正交试验的3个水平。同时，为防止初始糖度偏高，酵母发酵受抑制，加糖时可选择分次加入，一般以2～3次较好，以免感染杂菌影响发酵。

2.3 发酵工艺优化正交试验

表10 笋酒发酵条件优化正交试验结果与分析Table 10 Results and analysis of orthogonal experiment for P.pubescens shoot wine fermentation conditions optimization

由表10正交试验结果和极差分析可知，对毛竹笋酒产品影响的主次因素顺序为D＞B＞C＞A，其影响程度依次是加糖量＞纤维素酶＞接种量＞糖化酶，得出最佳工艺参数为A2B3C2D3，即糖化酶80 U/g，纤维素酶60 U/g，接种量0.3‰，加糖量22%。加糖量对笋酒酒精度的影响力较大，可能是在较适宜的其他条件下，糖能转化为酒精，比其他因素起到的作用更大一些。纤维素酶添加量也能较好的影响酒精产量，证明纤维素的分解能提高酒精含量。

2.4 验证试验

根据最佳发酵条件A2B3C2D3进行发酵得出，毛竹成品笋酒的感官评分为95.2分、酒精度为13.5%vol、总糖24.68 g/L、总酸0.62 g/L，酒体浅黄色，笋味纯香，竹叶清香，诸味协调，清香纯正，绵甜悠长，无涩味和苦味，具有竹笋酒的特有发酵风味和醇香。

3 讨论

通过预试验得出毛竹笋酒的发酵原料、酿酒酵母及发酵温度；在单因素和正交试验的基础上得出，糖化酶量、纤维素酶量、接种量、加糖量是影响毛竹笋酒酒精度和感官评分的主要因素，其中加糖量的影响最为显著。综合得出最佳工艺参数为毛竹笋头和毛竹鲜叶（9∶1）、2倍质量水、22%加糖量、80 U/g糖化酶、60 U/g纤维素酶、0.3‰安琪葡萄酒高活性干酵母、30 ℃发酵3 d；得到酒精度为13.5%vol、残总糖24.68 g/L、总酸0.62 g/L的毛竹发酵笋酒。

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