高温瞬时灭菌对米酒品质的影响

张蕙铭，夏伟良，邢枫，王美琪，金铁岩

延边大学农学院 （延吉133002）

米酒是一种以大米或糯米为原料的甜米酒。然而，由于其蛋白质、糖类含量丰富，酒精度低等特点，米酒易发生霉变、变质，导致品质下降。

超高温瞬时灭菌技术（UHT），由于其成本低廉、安全可靠，被广泛应用于食品加工领域。加热温度一般为120～150 ℃，加热时间在1～30 s，制品可达到商业无菌的要求。国内许多企业在食品加工中已开始应用高温灭菌技术，并取得良好效果[1]。王嵩等[2]用高温换热设备杀菌啤酒的研究表明，相比隧道式巴氏杀菌，板式高温换热杀菌设备耗能低，相对于低温巴氏杀菌，其杀菌时间短，对酒的风味物质破坏程度小。

米酒发酵阶段，第一批细菌主要为硝酸盐还原菌，第二批为明串珠菌肠系膜、清酒乳杆菌等。巴氏杀菌等被广泛用作灭菌技术，然而加热会对其感官特性产生负面影响。

米酒常用杀菌方式为低温加热灭菌、紫外线杀菌、高温瞬时灭菌等。其中高温瞬时灭菌为米酒杀菌新技术，为使其更好地应用于实际生产，对米酒的灭菌进行研究[3]。试验以米酒为原料，用高温瞬时灭菌方法，采用正交试验设计，对米酒pH、总酸含量、总糖含量、乙醇含量和感官指标进行考察，对色度、微生物指标及保质期进行监测与分析，建立最适杀菌标准。该试验旨在为米酒的商业灭菌提供数据支持及理论依据，提高米酒品质。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

朝鲜族传统米曲；蒸馏水。

高温瞬时灭菌锅（RP6L10型，郑州东晨流体设备厂）；数字酸度计（PHS-3C型，上海鹏顺科学仪器有限公司）；水银温度计、酒精计（0.5%，3支组，沈阳市玻璃计器厂）；紫外可见分光光度计（UV-1800型，上海美谱达仪器有限公司）；手持糖度仪（WY-055型，长春市第四光学仪器厂）。

1.2 试验方法

1.2.1 高温瞬时灭菌的方法

将试验所用米酒经离心泵送至高温瞬时灭菌机装置内进行预热，经高温桶（120～135 ℃）进行加工，米酒迅速加热，达到杀菌温度，时间保持分别是2，5和8 s。高温瞬时灭菌技术使这些微生物及酶类很快被杀灭。试验过程中使用一种新型高效节能装置——热虹吸循环冷却设备。试验是将大米在常温下用粉碎机粉碎成颗粒并放入高温桶内。当物料离开高温桶时，与冷料换热，获得冷却，一般温度低于65 ℃[4]。

1.2.2 现代朝鲜族米酒制作工艺流程

试验所用米酒生产方法：以大米为原料并在水中浸泡5～6 h，蒸煮后冷却，以朝鲜族传统的米曲为发酵剂，按1∶1.5体积比加水，米酒是在9～11 ℃的低温条件下，经20～25 d发酵精制而成。工艺流程如图1所示。

图1 现代朝鲜族米酒制作工艺流程

图2 DNS葡萄糖标准曲线

1.2.3 pH测定

对酸度计进行调试校正，取30 mL试验样杯中米酒，放在磁力搅拌器上面，洗净玻璃电极，置于样品米酒内，不接触烧杯的边缘及底部，直到数值平稳1 min，平行记录3次并取均值。

1.2.4 总酸测定

取50 mL试验样品，放入250 mL烧杯中，加入50 mL无CO2的水，将其搅拌均匀然后加入几滴1%酚酞指示剂，用0.1 mol/L NaOH滴定至微红色保持30 s不褪色，测量消耗NaOH的体积，重复3次进行平行测定[5]。

1.2.5 酒精度测定

用比重法先抽取100 mL酒样，蒸馏按惯例进行，馏出液不少于量筒中的40 mL，用蒸馏水100 mL补满，用水银温度计测温度，用0.5%的3支组特型酒精计放入量筒中，酒精计稳定时读数，根据酒精度及温度换算表换算成酒精度20 ℃，参考GB/T 13662—2008《黄酒酒精计浓度与温度》，换算表保留小数点后1位。

1.2.6 总糖测定

米酒中总糖是由酒中还未还原双糖、多糖与酶水解所组成，参照Kang等[6]总糖含量用还原糖（葡萄糖）的含量表示，其原理是：还原糖经碱性条件加热氧化为糖酸，而DNS（3,5-二硝基水杨酸）经糖还原后从黄色转变为褐色，还原糖含量的多少与棕红色材料颜色深浅呈正比，在波长540 nm处有一定的吸光度。

取出50 mL试样，用1 mol/L的NaOH溶液调至中性，水浴20 min，降温到室温，边摇边加5 mL乙酸锌溶液，5 mL亚铁氰化钾，定容至100 mL，静置30 min，过滤，得样液，取不同梯度的样液和DNS反应，测其吸光度。得知样液内葡萄糖含量，求出总糖含量。总糖含量（g/100 mL）按式（1）计算。

式中：m为标准曲线得到的葡萄糖质量，mg；V1为样液总体积，mL；V2为测定用体积，mL；V为样品体积，mL。

1.3 感官评价

米酒感官评价见表1。

表1 米酒感官评价表

1.4 微生物指标

1.4.1 菌落总数

采用平板倾注法，以10倍稀释比例对杀菌酒样品进行混匀，取1 mL不同稀释倍数的稀释液放入平皿中，降温至45 ℃，并将其倒入营养琼脂培养基中，平皿保持水平位置，涂布使样液与培养基充分接触，放置在37 ℃条件下培养72 h，同时取出1 mL空白稀释液倾注于无菌平皿，作为空白对照，统计平板上菌落的数量。

1.4.2 酵母菌测量

将经过杀菌处理的酒液以10倍稀释法稀释至不同浓度，每次稀释用2～3个平皿，取1 mL样本液投入培养皿，加入15 mL 45 ℃ YM培养基，于25 ℃厌氧培养72 h，并同时取1 mL空白稀释液倒入无菌平皿，用作空白对照，记录平皿上菌落数量。

1.4.3 乳酸菌测量

取25 mL灭菌样酒，加入225 mL无菌生理盐水，以10倍稀释的方式取出0.1 mL浓度均一的液体，添加到MRS培养基中，用于涂布，放置在36 ℃的厌氧条件下培养48 h，同时将1 mL空白稀释液放入无菌平皿中作为对照，对培养基上的菌落数进行统计。

1.5 数据处理

试验试验结果均采用平均值±标准差（x±SD）形式表示，试验数据采用Excel 2016软件进行作图和数据统计，用SPSS 25.0软件进行差异分析，所有试验均重复3次。

2 结果与分析

2.1 葡萄糖标准曲线

以葡萄糖浓度为标准绘制的标准曲线，方程为y=0.068 8x-0.001 0（R2=0.994 4）。

2.2 高温瞬时灭菌后米酒理化指标的变化

120～135 ℃高温杀菌时间分别是2，5和8 s的米酒在贮存20周的pH变化情况如图3所示。由试验结果可知，温度升高可导致米酒中微生物增多，却又能降低米酒氧化程度，延长米酒的保质期。此外，在低温下贮存的米酒其酸度和色度均有一定上升。经高温瞬时杀菌处理米酒，其pH同未灭菌的米酒相比变化平缓，未灭菌米酒的pH不断降低[7-9]。

图3 高温瞬时灭菌不同时间米酒pH变化

如图4可以得出，米酒在120～135 ℃的高温灭菌设备中进行处理，高温瞬时2，5和8 s时储存20周后总酸含量变化情况。相对于未经杀菌的米酒，高温灭菌不同时，总酸含量变化较为平缓。

如图5所示，120～135 ℃髙温杀菌设备对米酒2，5和8 s进行处理，其总糖含量与未灭菌的米酒相比，贮存20周，高温灭菌后不同时期的变化比较稳定。

如图6所示，米酒经125 ℃高温杀菌设备2，5和8 s处理后，储存20周后酒精度发生变化，相对于未经杀菌的米酒，高温灭菌不同时酒精度的变化较为平缓[10]。

图6 高温瞬时灭菌不同时间米酒中乙醇发生改变

2.3 高温瞬时灭菌后米酒的色度变化

从图7～图9可以看出，高温瞬时灭菌后米酒，杀菌后亮度提高，在储存期间，其亮度没有明显的改变，保持了原有亮度。经过高温短时灭菌处理的米酒在常温下可长时间保持较高亮度，但随着存放时间延长，亮度逐渐降低，且随温度升高，亮度下降幅度增大。高温处理的米酒储藏期间亮度提高显著，储藏后期呈现亮暗，但在常温下加工后米酒亮度变化不大。a*和b*升高说明高温对米酒的红色度和黄色度有一定影响，同时提高米酒的亮度。

图7 高温瞬时灭菌不同时间米酒L*值发生改变

图8 高温瞬时灭菌不同时间米酒a*值发生改变

图9 高温瞬时灭菌不同时间米酒b*值发生改变

2.4 高温瞬时灭菌对米酒中微生物指标影响的研究

从表2～表4可以看出，高温瞬时灭菌会对酒体菌落总数产生较大影响，实现超高温瞬间灭菌，且贮存过程中，活菌数不增加[11]。

表2 高温瞬时灭菌不同时长朝鲜族米酒菌落总数的变化 单位：CFU/mL

表3 高温瞬时灭菌不同时长朝鲜族米酒酵母菌总数的变化 单位：CFU/mL

2.5 高温瞬时灭菌的米酒感官评定

由表5可知，经未杀菌及杀菌2 s处理的米酒随储存时间变长存在显著性差异（P＜0.05），其色泽评价分降低程度大于经5 s和8 s处理的米酒，5 s的米酒在储存4周后无显著性差异（P＞0.05）。

表5 高温瞬时灭菌不同时长后米酒色泽评分 单位：分

由表6可知，在米酒风味方面，未杀菌、杀菌2 s、杀菌8 s这3种处理方式在随着储存时间延长后风味衰减较为严重，而5 s试验组并无显著性差异（P＞0.05），证明米酒在杀菌5 s后其风味可以长期储存并基本不发生变化。

表6 高温瞬时灭菌不同时长后米酒风味评分 单位：分

由表7可知，5 s试验组中米酒感官综合评价随着储存时间的延长并未存在显著性差异（P＞0.05），而未杀菌、杀菌2 s和8 s在储存时间延长后存在显著性差异（P＜0.05）。综合而言，杀菌5 s处理后米酒的综合水平最高。

表7 高温瞬时灭菌不同时长后米酒综合评分 单位：分

3 结论

高温瞬时灭菌（UHT）处理使用连续流热处理进行灭菌过程。UHT在120～135 ℃下短时间运行，以灭活微生物。因此，UHT的优点是使用较短的加工时间，以保留食品的自然感官和营养特性，减少质量损失。

尽管米酒可以使用多种灭菌方法，但每种方法都有特定的机会和缺点。应根据灭菌目的和食品选择最合适的方法。热处理在世界范围内被广泛用于保存米酒。然而，一些研究仍表明，由于对米酒最终感官质量的特定不利影响，在这些热处理过程中应限制米酒质量的劣化。尽管热处理已阐明其在保护产品微生物安全方面的有益作用，但商业米酒生产商仍在寻找最有效的选择，以获得营养和感官上可接受的米酒[12-14]。因此，米酒行业的首要关注点是找到一种有效工艺，以确保米酒的微生物安全，最大限度减少质量缺陷。就杀菌效果而言，UHT可以杀死一些巴氏杀菌无法杀死的细菌，但其对产品风味的影响也难以解决。

米酒在120～135 ℃的高温设备中，经过2，5和8 s的高温进行瞬时灭菌，不同高温瞬时灭菌的米酒，就理化指标而言，其变化平缓；在微生物方面，高温瞬时灭菌可达到米酒内部无菌的要求；由色度和感官评价的结果可知，不同的高温瞬时灭菌，对米酒的色度和香气有明显影响，从综合风味、综合评价等方面进行剖析，得出5 s瞬时灭菌对米酒品质影响最小。试验表明，不同杀菌方法对米酒储藏期间理化指标、感官评价的影响，对微生物指标进行分析，高温瞬时灭菌的最适条件是灭菌温度125 ℃、灭菌时长5 s。