林娟 ,刘晓玲 ,田双红 ,贺群 ,张志旭 ,沈程文 *
1. 国家植物功能成分利用工程技术研究中心(长沙 410128);2. 茶学教育部重点实验室/湖南农业大学园艺园林学院(长沙 410128);3. 国家中医药管理局亚健康管理技术实验室(长沙 410128)
绿茶是中国生产和消费的主要茶类,其含有茶多酚、儿茶素、叶绿素、咖啡碱、氨基酸、维生素等多种生化成分[1]。绿茶具有杀菌、降血糖、降血脂、抗氧化、抗疲劳、抗心脑血管疾病、提高免疫力等保健功效,其中茶多酚是绿茶中的主要功效成分,研究表明茶多酚能通过清除人体的活性氧自由基,从而达到抗衰老的功效,并且可能有助于预防癌症[2]。茶叶可通过研磨成粉末添加到食物中,既保持了茶叶原有的色泽和风味,还强化了食品的保健功效。茶酒是以茶叶为原料生产的酒类饮品,由于茶酒兼具酒和茶的风味,且茶叶中的多种成分溶于酒中,具有保健功效而深受消费者喜爱。自20世纪40年代王泽农教授首创发酵法制茶酒以来,现已开发的茶酒产品按加工方式主要分为三种:第一种是发酵型茶酒[3],发酵型茶酒又分为液态发酵法和固态发酵法,液态发酵法[3]主要是以提取的茶汤为基质,添加糖类物质并接种酵母菌发酵而得,而固态发酵法即直接以茶叶混于发酵物中,经蒸馏后得到的茶酒。第二种是配制型茶酒[4],通过茶汤与酒的拼配生产的茶酒;第三种是汽酒型茶酒[5],与香槟生产工艺相似,通过对提取的茶汤添加糖类、香精等添加剂并充入二氧化碳配制而成。茶酒产品按发酵中添加的茶叶区分,则主要有2种,一种为单一茶类的茶酒,如绿茶酒[6]、红茶酒[7]、铁观音茶酒[8]、普洱茶[9]、花茶酒[10]、苦丁茶酒[11]等;另一种为茶与其他植物的复合酒,如红茶红枣复合酒[12]、红薯叶茶酒[13]、番石榴汁茶酒[4]等。茶酒的产生在一定程度上拓展了茶叶产品的多样性,提高了茶叶的附加值。但现已开发的茶酒产品酒精度数一般都比较高,适合常饮酒人群,而忽视了低酒精保健饮品市场的需求,业界缺少对低酒精茶酒产品的研究与开发。试验以绿茶与糯米作为主要原料,探讨绿茶糯米酒的生产工艺。通过加曲量、发酵时间、发酵温度的正交试验确定绿茶糯米酒的最佳发酵条件,在此发酵条件下,对茶粉量、料水比及维生素C量3个因素进行单因素试验和正交试验优化,以感官评价为标准,确定生产绿茶糯米酒的主要参数最优组合,并进行验证试验,分析各个试验因素对绿茶糯米酒品质的影响,检测成品的各项理化指标,旨在开发一款兼具绿茶和糯米酒风味又具有保健功效的低酒精饮品。
优质糯米(市售);绿茶(一芽二叶湘妃翠原料);安琪甜酒曲(湖北安琪酵母股份有限公司);维生素C;明胶。
蒸锅、电磁炉、LDP-350型高速多功能粉碎机(浙江永康市红太阳机电有限公司);SPX-250 B-Z型生化培养箱(上海博迅实业有限公司医疗设备厂);筛网;CP 214型电子天平(奥豪斯上海仪器有限公司);立式压力蒸汽灭菌器(上海申安医疗器械厂);纱布;温度计等。
1.2.1 绿茶糯米酒制作基本工艺流程
糯米→浸泡→沥干→蒸饭→冲凉→加绿茶粉、酒曲拌匀→置于恒温培养箱发酵3~5 d→压榨→粗滤→加明矾沉淀→精滤→加维生素C→装瓶→杀菌
1.2.2 基本工艺步骤
绿茶提取液制备:称取适量绿茶粉,按绿茶粉与水质量比1:150置于100 ℃的水浴锅中水浴45 min,过滤后得到绿茶提取液,冷却至室温备用。
浸泡:洗净糯米,放入干净的盆中加2倍于糯米体积的清水在室温下浸泡6~8 h,将糯米泡至手碾即碎即可。
蒸饭:将浸泡好的糯米沥干,于蒸锅中加绿茶提取液隔水将糯米蒸熟至松软无白心,取出米饭置于洁净干燥的容器中,称取每份200 g糯米饭。
冲凉:根据安琪甜酒曲的最适活化温度,用冷开水将饭粒冲冷至32~36 ℃,同时让饭粒分散,并沥干。
拌曲:在冲至温热的饭粒中加入占米饭质量一定比例绿茶粉,和饭重0.4%~0.6%安琪酒曲粉,搅拌均匀。
发酵:将容器内拌匀的糯米饭中央搭成“倒喇叭”状的凹圆窝,加占米饭质量一定比例的冷开水,即料水比(糯米饭质量(g)与冷开水(mL)之比)。凹圆窝上面撒少量安琪酒曲粉,加盖置于25~31 ℃的恒温培养箱中发酵48~96 h,得到发酵物。
过滤:对发酵物进行压榨,用消过毒的3层纱布粗进行过滤,采用明胶、单宁澄清法[14],在得到的原液中加入占原液质量0.5%的明矾溶液和1%的单宁溶液,在8~12 ℃的条件下静置6~10 h,再用3层400目尼龙纱布抽滤得到精滤绿茶糯米酒。
罐装:于过滤后的绿茶糯米酒中加入占原液质量0.10%~0.20%的维生素C(拟增强绿茶糯米酒的抗氧化能力)[15],后置于80 ℃中30 min进行水浴杀菌处理[16],杀菌后速冷却,封盖。
1.2.3 绿茶糯米酒工艺优化试验设计
1.2.3.1 糯米酒最佳发酵条件的正交试验
在参考前人糯米酒发酵研究结果的基础上[17-20],确定加曲量(%)、发酵温度(℃)、发酵时间(d)的最佳范围,并进行正交试验,见表1。
表1 糯米酒发酵条件正交试验
1.2.3.2 绿茶糯米酒最佳风味条件的单因素试验
在糯米酒最佳发酵工艺参数条件下以茶粉量、料水比、维生素C量作为变量因素,参照其他酒类产品的试验设计[14-16],结合绿茶糯米酒的特色。设定以200 g糯米饭为发酵基质的单因素试验梯度为:茶粉量(2.0,3.0,4.0,5.0和6.0 g)、料水比(1:0.2,1:0.4,1:0.6,1:0.8和1:1.0 g/mL)、维生素C量(0.05%,0.10%,0.15%,0.20%和0.25%),以感官评分为标准,研究其对绿茶糯米酒品质的影响,并确定正交试验的最佳范围。
1.2.3.3 绿茶糯米酒最佳风味条件的正交试验
以风味条件单因素试验成品的感官评分为依据,确定200 g糯米饭中加入茶粉量、料水比和维生素C量的最佳范围,经L9(34)正交试验确定最优组合(如表2所示)。
表2 绿茶糯米酒风味条件正交试验
1.2.4 绿茶糯米酒指标测定方法
1.2.4.1 绿茶糯米酒理化指标
酒精度按照GB 5009.225—2016《食品安全国家标准酒中乙醇浓度的测定》。糖度按照GB 13662—2008《黄酒》测定。酸度按照GB 13662—2008《黄酒》测定。pH按GB/T 13662—2000中的方法检验。
1.2.4.2 绿茶糯米酒卫生评定指标
细菌个数按照GB 4789.2—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验》。大肠杆菌群落按照GB 4789.3—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验》。致病菌检测沙门氏菌、志贺氏菌和金黄色葡萄球菌3类。
1.2.4.3 绿茶糯米酒感官评定标准
请30名相关专业人员对绿茶糯米酒进行感官审评,满分为100分,参考其他茶酒的审评标准[7],结合绿茶糯米酒的特色,绿茶糯米酒的感官审评标准详见表3。
表3 绿茶糯米酒感官审评标准表
以感官评分作为标准,分析加曲量、发酵温度、发酵时间的正交试验所得结果,3个因素的影响主次为:发酵时间(C)>发酵温度(B)>加曲量(A)。其中影响较大的因素为发酵时间(C),综合最佳的发酵条件为A2B2C2,即加曲量0.5%、发酵温度28 ℃、发酵时间3 d,所制得的糯米酒颜色清透,口感纯正。
在糯米酒最佳发酵条件的基础上,即发酵条件统一为:加曲量0.5%、发酵温度28 ℃、发酵时间3 d。以茶粉量、料水比、维生素C量3个因素作为变量,设置单因素试验,分析这3个因素对绿茶糯米酒成品风味的影响。
由图1可知,绿茶糯米酒的感官评分先随着茶粉量的增加而上升,当200 g发酵物中含茶粉量4 g时感官评分最高,而后继续增加茶粉量,感官评分则呈下降趋势。主要原因是茶粉量添加少时,绿茶糯米酒中无法体现出绿茶的风味,在一定范围内增加茶粉量可使绿茶糯米酒的风味更协调。但茶粉量添加过量时,绿茶糯米酒中溶入的茶粉量加大,绿茶中的多酚物质体现出明显的苦涩味,在一定程度上影响了绿茶糯米酒的口感。且可能由于过量茶粉中含有浓度较高的抗菌物质对酵母菌的生长有抑制作用,导致成品酒中酒精减少,容易酸化,影响了绿茶糯米酒的品质。
表4 糯米酒发酵条件正交试验
图1 茶粉量对绿茶糯米酒品质的影响
由图2可知,在料水比1:0.6 g/mL之前感官评分随着料水比的增加而增加,料水比过低时,残糖含量高,酒精转化低,茶味不能很好地体现出来。而料水比加大时,酒精转化高,酒的风味盖过绿茶的滋味,两者风味不协调。
图2 料水比对绿茶糯米酒品质的影响
由图3可知,添加的维生素C量对绿茶糯米酒品质的影响并不是很明显,感官评分区别不大,但在维生素C量添加0.15%时感官评分最高。
图3 维生素C量对绿茶糯米酒品质的影响
在糯米酒最佳发酵条件的基础上,即发酵条件统一为:加曲量0.5%、发酵温度28 ℃、发酵时间3 d。以茶粉量、料水比和维生素C量3个因素作为变量做正交优化试验,分析3个因素对绿茶糯米酒成品风味的影响。通过影响程度的大小及最终感官审评的结果得出风味最佳的工艺参数。以感官评分作为标准,结果表明,在绿茶糯米酒发酵过程中,3个因素的影响主次为:料水比(E)>茶粉量(D)>维生素C量(F)。其中影响较大的因素为料水比和茶粉量。结果显示,最佳的绿茶糯米酒风味发酵参数为D2E2F2,即每200 g糯米饭加茶粉量4 g、料水比1:0.6 g/mL、维生素C添加量0.15%,所制成的绿茶糯米酒具有绿茶的浅绿色,清透有光泽,酒味和茶味协调,且有绿茶的清香,口感适宜,酸甜适中。
绿茶糯米酒样品理化检测结果见表6,经SPSS软件对理化结果的线性模型分析显示茶粉的添加量对糖度有显著影响,料水比对糖度有极显著影响,并对酒精度有显著影响,维C的添加量对糖度、pH、酒精度、酸度都没有显著影响。可能是因为茶粉中的抗菌物质对酵母菌的生长有抑制作用,致使糖类物质的转化率降低,成品酒中糖类含量较高,糖度高,导致茶粉的添加量对糖度有显著影响。而料水比影响酵母菌的分布,较大的料水比让酵母菌分布更均匀,糖类物质转化率高,乙醇含量增加,导致绿茶糯米酒中糖类含量较低,酒精度升高,且由于料水比的增加稀释了糖度,从而显示对糖度有极显著影响,对酒精度有显著影响。此外茶粉量、料水比和维生素C量三者之间及两两之间的交互作用都没有达到显著影响。
根据相关国标卫生指标检测结果显示,加曲量0.5%、发酵温度28 ℃、发酵时间3 d、茶粉量2%、料水比1:0.6 g/mL、维生素C添加量0.15%的配方所制得的绿茶糯米酒的卫生指标菌落总数≤20 CFU/mL,大肠菌群≤3 MPN/100 mL,致病菌未检出,产品指标符合发酵酒国家标准。
表5 绿茶糯米酒风味条件正交试验
表6 绿茶糯米酒理化分析
表7 主体间效应检验
中国茶叶资源丰富,种类繁多,绿茶糯米酒的开发可以充分发掘茶叶的利用价值,为低档茶类的利用提供新思路,作为一种低酒精保健功效的饮品具有良好的发展前景。试验通过在糯米酒发酵过程中添加茶粉进行混合发酵,对发酵过程中的试验因素进行正交优化试验,在确定加曲量0.5%、发酵温度28 ℃、发酵时间3 d的发酵条件下,绿茶糯米酒最佳工艺参数为:茶粉量2%、料水比1:0.6 g/mL、维生素C量0.15%。经测定该配方所制得的绿茶糯米酒的理化指标为:酒精度3.4%±0.26%vol,总糖度26.00±0.42 Brix,总酸度4.09±0.38 g/L(以乳酸计),pH 3.35±0.26,菌落总数≤20 CFU/mL,大肠菌群≤3 MPN/100 mL,致病菌未检出,产品卫生指标符合发酵酒国家标准。进行3次重复验证试验,感官审评的平均分为90分,与预测值差异较小,不显著,说明该参数为绿茶糯米酒制作的最佳工艺参数。在该参数条件下生产的绿茶糯米酒清亮透明有光泽,具有绿茶的浅绿色,质地均一,既有糯米酒的香醇浓郁,又有绿茶风味,酒味与茶味协调,口感柔和,酸甜适中,且具有绿茶特有的清香,冷藏后饮用更佳。为开发一款兼具绿茶和糯米酒风味及保健功效的低酒精饮品提供新途径。
目前市场上茶酒的生产多小而杂,产品的质量标准及生产规范有待进一步完善。且在生产过程中由于糯米酒与茶酒的特性,容易出现的问题有:1)茶酒在发酵过程中,绿茶的特征香气成分苯乙醇和癸酸乙酯的含量会逐渐减少,而组成酒香的物质含量增多,酒香浓重盖过茶香[21],影响绿茶糯米酒的风味;2)茶叶中的多酚类物质与糯米酒中的蛋白质产生复合物并吸附多糖类物质和氨基酸而形成沉淀[22];3)茶叶中的部分物质如多酚类并不稳定,随着时间增加而自我氧化[23];4)绿茶糯米酒的色泽因酶促反应和非酶促反应也会随时间而褐变[22],从而会影响绿茶糯米酒成品的品质和货期。针对此类问题,可考虑对品质改善进行系统研究,如选择高香绿茶原料,研究不同工艺参数下绿茶糯米酒的香气成分,进一步优化加工工艺;探究不同沉淀剂和澄清剂对绿茶糯米酒的影响,添加合适的沉淀剂和澄清剂;选择适合绿茶糯米酒生产的抗氧化剂来优化产品等。