红菇娘米酒的酿造工艺研究

蔡 勇，王 然，2*

（1.长春职业技术学院 食品与生物技术分院，吉林长春 130033；2.吉林大学 生物与农业工程学院，吉林 长春 130022）

吉林省是我国粮食及红菇娘（Physalis alkekengiL.）主产区，其水稻种植地理位置优越，具有世界“黄金水稻带”之称。吉林大米晶莹如玉、品质优良，蒸煮的米饭软糯可口，具有香、粘、滑、软的特点[1]。以吉林大米为主要原料酿造的米酒，酒汤清冽，酒香浓郁，是滋补佳品。红菇娘为茄科植物酸浆的果实，极具营养价值，有研究表明，红菇娘果实中含有蛋白质、脂肪、糖、纤维素、18种氨基酸、多种维生素和矿物质等成分，其中维生素C（vitaminC，VC）含量是番茄的5倍约为28mg/100g，VB13.17mg/100g，VB20.41mg/100g，VE 2.20 mg/100 g，β-胡萝卜素0.22 mg/100 g[2]；Ca含量是番茄的73倍约为0.119 mg/100 g[3]，Fe 0.627 mg/100 g，Zn 0.24 mg/100 g，K 190.5 mg/100 g，Mg 11.42 mg/100 g，P 45.58 mg/100 g[4]。红菇娘兼具药用价值和食用价值，其药用价值始载于《神农本草经》，中医临床研究发现，红菇娘具有清热解毒[5]、清咽利喉[6]、降血脂[7]、降血压[8]、调节血糖[9]、消炎抗菌[10]等功效。红菇娘含有黄酮类化合物、酸浆苦素[11]等成分对于抑菌消炎、抗氧化[12]、清除自由基[13]、增强免疫力、抑制肿瘤[14]等方面均有良好效果。在食品研究开发方面，红菇娘多应用于饮料加工工艺研究，一般配合玉米须[15]、枸杞[16]、蜂蜜[17]等原料，经加工制成风味各异的功能性饮料。

然而，在我国红菇娘主要作为初级农产品进行销售，由于产品单一，销售量十分有限。因此，本研究将吉林省本地红菇娘鲜果与大米进行综合开发，研制红菇娘米酒，并对其酿造工艺进行优化，有效地将红菇娘的营养价值和功能特性引入米酒的加工中，制成独具风味和营养价值的特色饮品。这对于推介吉林省优质农产品、增加产品附加值、规划农业种植等方面具有重要的意义，同时也为米酒生产企业开发红菇娘米酒等复合发酵酒饮品提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

大米：永吉县丰元米业有限公司；市售；甜酒曲：安琪酵母股份有限公司；水：农夫山泉股份有限公司；月桂基硫酸盐胰蛋白胨、煌绿乳糖胆盐、结晶紫中性红胆盐琼脂：广东环凯微生物科技有限公司。实验所用化学试剂均为分析纯或生化试剂。

1.2 仪器与设备

CRS300实验室乳化机：上海驰翔新能源设备科技有限公司；GNP9080恒温培养箱：常州菲普实验仪器厂；PHS-3C酸度计：上海精密仪器有限公司；SW-CJ-1D超净工作台：苏州净化设备有限公司；HH-W600电热恒温水浴箱：金坛市医疗仪器厂；ME-T分析天平：梅特勒-托利多国际有限公司；THZ-82水浴振荡器：金坛区西城永城仪器制造厂；XSP-2CA生物显微镜：上海光学仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 红菇娘米酒酿造工艺流程及操作要点[18-22]

红菇娘果浆的制备：精选红菇娘果，清洗后剪去橘红色宿萼，置于沸水浴中烫漂2 min，除去红菇娘果表皮，经高速剪切乳化机800r/min进行打浆处理5min，过滤去籽；再置于沸水浴中进行杀菌处理5 min，冷却后得到红菇娘果浆（可溶性固形物含量11%）。

浸米：选择优质免洗大米，在室温25℃的条件下，加入与大米相同体积的清水浸泡约40 min，直至所有米粒外观由透明变为白色，表明大米中淀粉充分吸水润胀，为下一步蒸煮做好准备。

蒸煮：将充分吸水的大米用蒸锅进行蒸煮约50 min，在蒸煮的过程中，润胀的淀粉发生糊化反应、大米中蛋白质发生变性反应等性质变化，使大米由生变熟。米饭的品质要到达到饭粒完整，口感爽滑，软硬适度，粘弹性适口。

淋米：将蒸煮好的米饭，用约20℃的凉开水喷淋，使米饭迅速吸水、降温；淋米用水体积与浸米用水体积相同。

拌曲：待米饭温度降至约30℃时，加入一定量的甜酒曲，搅拌均匀；加入一定量的红菇娘果浆，搅拌均匀；将米饭上表面刮平，并在中心位置挖一个深洞，以便于观察产酒情况。

培养：在30℃的条件下进行培养，在培养的过程中，大米中淀粉由酒曲分解为糊精再进一步分解为小分子链的糖，如葡萄糖、果糖、麦芽糖等，再经酵母菌发酵转化为乙醇。

杀菌：采用间歇式杀菌方式，将米酒用水浴锅加热至75℃，保温30 s后冷却，重复操作3次；冷却后即制得红菇娘米酒。

1.3.2 单因素试验

分别考察红菇娘果浆添加量（3%、8%、13%、18%、23%）、甜酒曲接种量（1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%）、培养时间（5 d、8 d、11 d、14 d、17 d）3个因素对米酒理化指标及感官评分的影响。

1.3.3 红菇娘米酒酿造工艺的响应面优化设计[23-25]

根据单因素试验结果，以红菇娘果浆添加量（A）、甜酒曲接种量（B）、培养时间（C）为考察因素，以感官评分（Y）为评价指标，利用Design Expert 8.0软件进行Box-Behnken中心组合试验设计，试验因素与水平如表1所示。

表1 红菇娘米酒酿造工艺条件优化响应面试验因素与水平Table 1 Factors and levels of response surface experiments for brewing technology optimization ofPhysalis alkekengirice wine

1.3.4 测定方法

（1）感官评定

选择18名食品质量与安全专业的学生，在专业教师的指导下，以市面上销售的各种品牌的米酒为样品，进行为期10 d的米酒感官评定培训，经过考核，选择成绩合格者（12人）组成的感官评定小组，参照农业行业标准NY/T 1885—2017《绿色食品米酒》对红菇娘米酒从形态（7分）、色泽（9分）、香气（30分）、滋味（30分）、典型风味（24分）5个方面进行评价，满分为100分，评定结果取12人评分的平均值，具体评价标准见表2[26-28]。

表2 红菇娘米酒感官评分标准Table 2 Sensory evaluation standards ofPhysalis alkekengirice wine

（2）红菇娘米酒理化指标检测

参照现行国家标准GB/T 5009.7—2016《食品中还原糖的测定》、GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》、GB/T 5009.225—2016《酒中乙醇浓度的测定》，分别对红菇娘米酒中还原糖、总酸和酒精度等理化指标进行检测。

（3）红菇娘米酒微生物指标检测

参照现行国家标准GB/T 4789.2—2016《食品微生物学检验菌落总数测定》、GB/T 4789.3—2016《食品微生物学检验大肠菌群计数》，分别对红菇娘米酒中菌落总数和大肠菌群指标进行检测。

1.3.5 试验数据统计分析

采用IBMSPSSStatistics20软件对试验数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验优化酿造工艺条件

2.1.1 红菇娘果浆添加量对米酒理化指标及感官评分的影响

参照上述红菇娘米酒制备工艺，设计红菇娘果浆添加量为3%～23%，甜酒曲接种量为2%，在30℃的条件下培养11 d，经间歇式杀菌后即制得红菇娘米酒样品，考察菇娘果浆添加量对红菇娘米酒品质的影响，结果见图1。

图1 红菇娘果浆添加量对米酒理化指标及感官评分的影响Fig.1 Effect ofPhysalis alkekengisyrup addition on physicochemical indexes and sensory evaluation of rice wine

由图1可知，随着红菇娘果浆添加量的增加，米酒的酒精度、还原糖和总酸含量均呈现上升的趋势，其中酒精度从2.19%vol增加至8.31%vol；还原糖从19.83 g/100 g增加至29.11g/100g；总酸从0.27g/100g增加至0.79g/100g；当红菇娘果浆添加量在3%～13%范围内时，红菇娘米酒感官评分随着红菇娘果浆添加量的增加而增加，评分最高可达92.7分，此时米酒的酒精度为5.78%vol，还原糖为23.3g/100g，总酸为0.49g/100g；当红菇娘果浆添加量在13%～23%范围内时，红菇娘米酒感官评分呈现降低的趋势；当红菇娘果浆添加量为23%时，红菇娘米酒感官评分降至65.9分。红菇娘果浆本身具有独特的酸甜滋味，稍有苦味，与大米一起发酵，能增进米酒的香气，但是红菇娘添加比例过大，容易使酒体呈现明显的苦味。因此，红菇娘果浆最适添加量为13%。

2.1.2 甜酒曲接种量对红菇娘米酒理化指标及感官评分的影响

红菇娘果浆添加量为13%，设计甜酒曲接种量为1.0%～3.0%，在30℃的条件下培养11 d，经间歇式杀菌后即制得红菇娘米酒样品，考察甜酒曲接种量对红菇娘米酒品质的影响，结果见图2。

图2 接种量对红菇娘米酒理化指标及感官评分的影响Fig.2 Effect of inoculum on physicochemical indexes and sensory evaluation ofPhysalis alkekengirice wine

由图2可知，随着甜酒曲接种量的增加，红菇娘米酒的酒精度、还原糖呈现明显的上升趋势，总酸含量基本呈现下降的趋势，但是总酸含量变化趋势不稳定，其中，酒精度从3.79%vol增加至7.38%vol；还原糖从15.80 g/100 g增加至25.31 g/100 g；红菇娘米酒中总酸含量变化范围为0.82g/100g～0.48g/100g。随着甜酒曲接种量的逐渐增加，红菇娘米酒的感官评分也逐渐增加；当甜酒曲接种量为2.5%时，红菇娘米酒感官评分最高（83.4分），此时米酒的酒精度为7.17%vol，还原糖为26.9g/100g，总酸为0.48g/100g；继续增加甜酒曲接种量至3%时，红菇娘米酒感官评分稍有降低（79.3分）；在甜酒曲接种量为2.5%和3.0%的条件下，得到的感官评分分值没有显著性差异（P＞0.05）。在混合了红菇娘果浆的大米底物中，甜酒曲接种量偏低容易导致原料发酵不充分，发酵液中乙醇的体积分数偏低，酒香不突出，酒体不醇厚等不利情况；在特定的发酵条件下，适当增加甜酒曲接种量会加快发酵速度。因此，选择甜酒曲最适接种量为2.5%。

2.1.3 培养时间对红菇娘米酒理化指标及感官评分的影响红菇娘果浆添加量为13%，甜酒曲接种量为2.5%，分别在30 ℃的条件下培养5 d、8 d、11 d、14 d、17 d，经间歇式杀菌后即制得红菇娘米酒样品，考察培养时间对红菇娘米酒品质的影响，结果见图3。由图3可知，随着培养时间的延长，红菇娘米酒的酒精度、总酸含量表现出上升趋势，还原糖则呈现明显的下降趋势，其中酒精度从2.77%vol增加至8.87%vol；总酸含量从0.31 g/100 g增加至0.79 g/100 g；还原糖从26.11g/100g降至15.30g/100g。随着培养时间的延长，红菇娘米酒感官评分持续提高，当培养时间延长至14 d，红菇娘米酒的感官评分最高（91.8分），此时米酒的酒精度为7.46%vol，还原糖为16.7 g/100 g，总酸为0.71 g/100 g；当培养时间延长至17 d，红菇娘米酒的感官评分降至88.2分；在培养时间为14d和17d的条件下，得到的感官评分分值没有显著性差异（P＞0.05）。

图3 培养时间对红菇娘米酒理化指标及感官评分的影响Fig.3 Effect of incubation time on physicochemical indexes and sensory evaluation ofPhysalis alkekengirice wine

2.2 响应面优化酿造工艺条件试验

根据单因素试验结果，选择红菇娘果浆添加量（A）、甜酒曲接种量（B）和培养时间（C）为试验考察的3个因素，以感官评分（Y）为响应值，进行响应面优化试验设计，共建立17个试验点，具体试验条件及结果见表3。

表3 红菇娘米酒酿造工艺条件优化响应面试验设计及结果Table 3 Design and results of response surface experiments for brewing technology conditions optimization ofPhysalis alkekengirice wine

利用Design Expert 8.0软件对响应面优化试验结果进行方差分析，结果如表4所示，得到响应值感官评分（Y）与红菇娘添加量（A）、甜酒曲接种量（B）和培养时间（C）3个因素的多元回归方程：

表4 响应面试验结果方差分析Table 4 Variance analysis of the response surface experiments results

由表4可知，红菇娘米酒感官评分的回归方程与响应面试验结果的关系模型显著（P＜0.05），并且失拟项不显著（P＞0.05），说明该模型基本能够拟合试验结果数据，对于确定红菇娘米酒最适宜酿造工艺具有一定的参考价值。

多元回归方程一次项A、B和C对红菇娘米酒感官评分没有表现出显著的影响（P＞0.05），但是交互项BC和二次项A2、B2和C2分别对红菇娘米酒感官评分具有显著性影响（P＜0.05），其中交互项BC和二次项A2、C2对红菇娘米酒感官评分影响为极显著（P＜0.01），这表明三个试验因素对响应值感官评分的影响不是单纯的线性关系，而是表现为二次关系。

各因素对红菇娘米酒感官品质的响应面及等高线结果见图4。由图4可知，甜酒曲接种量和培养时间之间的交互作用对感官评分影响显著（P＜0.05）。在米酒培养过程中，红菇娘果浆添加量对米酒的感官品质具有重要的影响，主要原因是红菇娘中富含糖分、蛋白质并含有18种氨基酸，在米酒培养过程中，这些成分与大米共同形成红菇娘米酒特殊的风味和口感。

图4 红菇娘果浆添加量、接种量及培养时间交互作用对红菇娘米酒感官评分影响的响应面及等高线Fig.4 Response surface plots and contour line of effects of interaction betweenPhysalis alkekengisyrup addition,inoculum and incubation time on the sensory evaluation ofP.alkekengirice wine

2.3 优化条件的确定和模型验证

通过响应面优化设计分析，确定红菇娘米酒的最适宜酿造工艺为红菇娘果浆添加量为16.39%、甜酒曲接种量为2.84%、培养时间为14.52 d，红菇娘米酒感官评分预测值为92.27分。为了便于试验操作，对优化后得出的试验条件进行适当调整，调整后红菇娘添加量为16.4%、甜酒曲接种量为2.8%、培养时间为15 d；采用此条件进行验证试验，得到红菇娘米酒感官评分为94.5分，实测值与预测值相对误差为2.3%，表明该预测结果与真实试验情况较符合，具有一定的参考价值。

2.4 响应面优化红菇娘米酒理化及微生物指标检测结果

红菇娘营养丰富，富含蛋白质、糖、氨基酸、维生素和矿物质等营养元素[29]，与大米进行复合发酵，在经过优化的酿造工艺条件下，制得的红菇娘米酒为具有米粒状糟米的固液混合体，色泽橙黄，香气混合了红菇娘鲜果独特的清香和米酒特有的香味，口感清冽、柔和，甜味明显、略有苦味，酒香清晰，无辣口感。参照现行国家标准，对经优化工艺制备的红菇娘米酒的理化指标进行检测，检测结果为还原糖31.3 g/100 g，总酸0.81 g/100 g，酒精度7.90%vol；理化指标符合农业行业标准NY/T 1885—2017《绿色食品米酒》。

红菇娘米酒微生物检测结果为菌落总数37 CFU/g；大肠菌群1.9 MPN/g，未检出其他致病菌；农业行业标准NY/T 1885—2017《绿色食品米酒》对米酒中微生物限量要求为菌落总数≤50 CFU/g，大肠菌群≤3.0 MPN/g；红菇娘米酒微生物检测结果符合中国农业行业标准NY/T 1885—2017《绿色食品米酒》对米酒中微生物的限量要求。

2.5 红菇娘米酒酿造工艺条件、理化指标与感官评分之间的相关性分析

红菇娘米酒酿造工艺条件、理化指标与感官评分之间的相关性分析结果如表5所示。

由表5可知，本试验得到的红菇娘添加量与米酒理化指标之间的相关性为极显著（P＜0.01），与感官评分之间相关性不显著（P＞0.05），这表明在米酒酿造过程中，红菇娘的成分融入米酒成分中导致米酒理化指标数值的变化，如果红菇娘添加量过大，会有明显的苦味掩盖米酒的风味，导致感官评分的下降。甜酒曲接种量与红菇娘米酒的酒精度含量呈显著性正相关（P＜0.05），与还原糖和总酸含量呈极显著性正相关（P＜0.01），与感官评分之间相关性不显著（P＞0.05），表明接种量的增加，会提高红菇娘米酒的发酵速度，完成多糖、单糖和乙醇等成分之间的物质转化，同时，注意控制红菇娘米酒中的含糖量，如果发酵速度过快，导致含糖量过低，会影响米酒香甜的风味，造成感官评分降低。培养时间与红菇娘米酒的理化指标之间均呈现极显著性正相关（P＜0.01），与感官评分之间呈现显著性正相关（P＜0.05），表明在合适的培养条件下，延长培养时间，会增加红菇娘米酒的风味。

表5 红菇娘米酒酿造工艺条件、理化指标与感官评分之间的相关性Table 5 Pearson correlation among the brewing technology conditions,physicochemical indexes and sensory evaluation ofPhysalis alkekengirice wine

3 结论

本研究在单因素试验的基础上，通过响应面试验设计对红菇娘米酒的酿造工艺进行优化，在培养温度为30℃条件下，得出最适宜酿造工艺为红菇娘果浆添加量16.4%，甜酒曲接种量2.8%，培养时间15 d；采用此酿造工艺制备的红菇娘米酒，感官评分为94.5分。经检测菌落总数37 CFU/g；大肠菌群1.9 MPN/g，未检出其他致病菌；红菇娘米酒色泽呈现光亮的橙黄色，酒汤质地均匀，酒香和谐，入口甜美，无不良风味。