蔡 勇，王 然，2*

（1.長春職業(yè)技術(shù)學院 食品與生物技術(shù)分院，吉林長春 130033；2.吉林大學 生物與農(nóng)業(yè)工程學院，吉林 長春 130022）

吉林省是我國糧食及紅菇娘（Physalis alkekengiL.）主產(chǎn)區(qū)，其水稻種植地理位置優(yōu)越，具有世界“黃金水稻帶”之稱。吉林大米晶瑩如玉、品質(zhì)優(yōu)良，蒸煮的米飯軟糯可口，具有香、粘、滑、軟的特點[1]。以吉林大米為主要原料釀造的米酒，酒湯清冽，酒香濃郁，是滋補佳品。紅菇娘為茄科植物酸漿的果實，極具營養(yǎng)價值，有研究表明，紅菇娘果實中含有蛋白質(zhì)、脂肪、糖、纖維素、18種氨基酸、多種維生素和礦物質(zhì)等成分，其中維生素C（vitaminC，VC）含量是番茄的5倍約為28mg/100g，VB13.17mg/100g，VB20.41mg/100g，VE 2.20 mg/100 g，β-胡蘿卜素0.22 mg/100 g[2]；Ca含量是番茄的73倍約為0.119 mg/100 g[3]，F(xiàn)e 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]。紅菇娘兼具藥用價值和食用價值，其藥用價值始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，中醫(yī)臨床研究發(fā)現(xiàn)，紅菇娘具有清熱解毒[5]、清咽利喉[6]、降血脂[7]、降血壓[8]、調(diào)節(jié)血糖[9]、消炎抗菌[10]等功效。紅菇娘含有黃酮類化合物、酸漿苦素[11]等成分對于抑菌消炎、抗氧化[12]、清除自由基[13]、增強免疫力、抑制腫瘤[14]等方面均有良好效果。在食品研究開發(fā)方面，紅菇娘多應(yīng)用于飲料加工工藝研究，一般配合玉米須[15]、枸杞[16]、蜂蜜[17]等原料，經(jīng)加工制成風味各異的功能性飲料。

然而，在我國紅菇娘主要作為初級農(nóng)產(chǎn)品進行銷售，由于產(chǎn)品單一，銷售量十分有限。因此，本研究將吉林省本地紅菇娘鮮果與大米進行綜合開發(fā)，研制紅菇娘米酒，并對其釀造工藝進行優(yōu)化，有效地將紅菇娘的營養(yǎng)價值和功能特性引入米酒的加工中，制成獨具風味和營養(yǎng)價值的特色飲品。這對于推介吉林省優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品、增加產(chǎn)品附加值、規(guī)劃農(nóng)業(yè)種植等方面具有重要的意義，同時也為米酒生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)紅菇娘米酒等復(fù)合發(fā)酵酒飲品提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大米：永吉縣豐元米業(yè)有限公司；市售；甜酒曲：安琪酵母股份有限公司；水：農(nóng)夫山泉股份有限公司；月桂基硫酸鹽胰蛋白胨、煌綠乳糖膽鹽、結(jié)晶紫中性紅膽鹽瓊脂：廣東環(huán)凱微生物科技有限公司。實驗所用化學試劑均為分析純或生化試劑。

1.2 儀器與設(shè)備

CRS300實驗室乳化機：上海馳翔新能源設(shè)備科技有限公司；GNP9080恒溫培養(yǎng)箱：常州菲普實驗儀器廠；PHS-3C酸度計：上海精密儀器有限公司；SW-CJ-1D超凈工作臺：蘇州凈化設(shè)備有限公司；HH-W600電熱恒溫水浴箱：金壇市醫(yī)療儀器廠；ME-T分析天平：梅特勒-托利多國際有限公司；THZ-82水浴振蕩器：金壇區(qū)西城永城儀器制造廠；XSP-2CA生物顯微鏡：上海光學儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 紅菇娘米酒釀造工藝流程及操作要點[18-22]

紅菇娘果漿的制備：精選紅菇娘果，清洗后剪去橘紅色宿萼，置于沸水浴中燙漂2 min，除去紅菇娘果表皮，經(jīng)高速剪切乳化機800r/min進行打漿處理5min，過濾去籽；再置于沸水浴中進行殺菌處理5 min，冷卻后得到紅菇娘果漿（可溶性固形物含量11%）。

浸米：選擇優(yōu)質(zhì)免洗大米，在室溫25℃的條件下，加入與大米相同體積的清水浸泡約40 min，直至所有米粒外觀由透明變?yōu)榘咨砻鞔竺字械矸鄢浞治疂櫭?，為下一步蒸煮做好準備?/p>

蒸煮：將充分吸水的大米用蒸鍋進行蒸煮約50 min，在蒸煮的過程中，潤脹的淀粉發(fā)生糊化反應(yīng)、大米中蛋白質(zhì)發(fā)生變性反應(yīng)等性質(zhì)變化，使大米由生變熟。米飯的品質(zhì)要到達到飯粒完整，口感爽滑，軟硬適度，粘彈性適口。

淋米：將蒸煮好的米飯，用約20℃的涼開水噴淋，使米飯迅速吸水、降溫；淋米用水體積與浸米用水體積相同。

拌曲：待米飯溫度降至約30℃時，加入一定量的甜酒曲，攪拌均勻；加入一定量的紅菇娘果漿，攪拌均勻；將米飯上表面刮平，并在中心位置挖一個深洞，以便于觀察產(chǎn)酒情況。

培養(yǎng)：在30℃的條件下進行培養(yǎng)，在培養(yǎng)的過程中，大米中淀粉由酒曲分解為糊精再進一步分解為小分子鏈的糖，如葡萄糖、果糖、麥芽糖等，再經(jīng)酵母菌發(fā)酵轉(zhuǎn)化為乙醇。

殺菌：采用間歇式殺菌方式，將米酒用水浴鍋加熱至75℃，保溫30 s后冷卻，重復(fù)操作3次；冷卻后即制得紅菇娘米酒。

1.3.2 單因素試驗

分別考察紅菇娘果漿添加量（3%、8%、13%、18%、23%）、甜酒曲接種量（1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%）、培養(yǎng)時間（5 d、8 d、11 d、14 d、17 d）3個因素對米酒理化指標及感官評分的影響。

1.3.3 紅菇娘米酒釀造工藝的響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計[23-25]

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，以紅菇娘果漿添加量（A）、甜酒曲接種量（B）、培養(yǎng)時間（C）為考察因素，以感官評分（Y）為評價指標，利用Design Expert 8.0軟件進行Box-Behnken中心組合試驗設(shè)計，試驗因素與水平如表1所示。

表1 紅菇娘米酒釀造工藝條件優(yōu)化響應(yīng)面試驗因素與水平Table 1 Factors and levels of response surface experiments for brewing technology optimization ofPhysalis alkekengirice wine

1.3.4 測定方法

（1）感官評定

選擇18名食品質(zhì)量與安全專業(yè)的學生，在專業(yè)教師的指導(dǎo)下，以市面上銷售的各種品牌的米酒為樣品，進行為期10 d的米酒感官評定培訓(xùn)，經(jīng)過考核，選擇成績合格者（12人）組成的感官評定小組，參照農(nóng)業(yè)行業(yè)標準NY/T 1885—2017《綠色食品米酒》對紅菇娘米酒從形態(tài)（7分）、色澤（9分）、香氣（30分）、滋味（30分）、典型風味（24分）5個方面進行評價，滿分為100分，評定結(jié)果取12人評分的平均值，具體評價標準見表2[26-28]。

表2 紅菇娘米酒感官評分標準Table 2 Sensory evaluation standards ofPhysalis alkekengirice wine

（2）紅菇娘米酒理化指標檢測

參照現(xiàn)行國家標準GB/T 5009.7—2016《食品中還原糖的測定》、GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》、GB/T 5009.225—2016《酒中乙醇濃度的測定》，分別對紅菇娘米酒中還原糖、總酸和酒精度等理化指標進行檢測。

（3）紅菇娘米酒微生物指標檢測

參照現(xiàn)行國家標準GB/T 4789.2—2016《食品微生物學檢驗菌落總數(shù)測定》、GB/T 4789.3—2016《食品微生物學檢驗大腸菌群計數(shù)》，分別對紅菇娘米酒中菌落總數(shù)和大腸菌群指標進行檢測。

1.3.5 試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用IBMSPSSStatistics20軟件對試驗數(shù)據(jù)進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗優(yōu)化釀造工藝條件

2.1.1 紅菇娘果漿添加量對米酒理化指標及感官評分的影響

參照上述紅菇娘米酒制備工藝，設(shè)計紅菇娘果漿添加量為3%～23%，甜酒曲接種量為2%，在30℃的條件下培養(yǎng)11 d，經(jīng)間歇式殺菌后即制得紅菇娘米酒樣品，考察菇娘果漿添加量對紅菇娘米酒品質(zhì)的影響，結(jié)果見圖1。

圖1 紅菇娘果漿添加量對米酒理化指標及感官評分的影響Fig.1 Effect ofPhysalis alkekengisyrup addition on physicochemical indexes and sensory evaluation of rice wine

由圖1可知，隨著紅菇娘果漿添加量的增加，米酒的酒精度、還原糖和總酸含量均呈現(xiàn)上升的趨勢，其中酒精度從2.19%vol增加至8.31%vol；還原糖從19.83 g/100 g增加至29.11g/100g；總酸從0.27g/100g增加至0.79g/100g；當紅菇娘果漿添加量在3%～13%范圍內(nèi)時，紅菇娘米酒感官評分隨著紅菇娘果漿添加量的增加而增加，評分最高可達92.7分，此時米酒的酒精度為5.78%vol，還原糖為23.3g/100g，總酸為0.49g/100g；當紅菇娘果漿添加量在13%～23%范圍內(nèi)時，紅菇娘米酒感官評分呈現(xiàn)降低的趨勢；當紅菇娘果漿添加量為23%時，紅菇娘米酒感官評分降至65.9分。紅菇娘果漿本身具有獨特的酸甜滋味，稍有苦味，與大米一起發(fā)酵，能增進米酒的香氣，但是紅菇娘添加比例過大，容易使酒體呈現(xiàn)明顯的苦味。因此，紅菇娘果漿最適添加量為13%。

2.1.2 甜酒曲接種量對紅菇娘米酒理化指標及感官評分的影響

紅菇娘果漿添加量為13%，設(shè)計甜酒曲接種量為1.0%～3.0%，在30℃的條件下培養(yǎng)11 d，經(jīng)間歇式殺菌后即制得紅菇娘米酒樣品，考察甜酒曲接種量對紅菇娘米酒品質(zhì)的影響，結(jié)果見圖2。

圖2 接種量對紅菇娘米酒理化指標及感官評分的影響Fig.2 Effect of inoculum on physicochemical indexes and sensory evaluation ofPhysalis alkekengirice wine

由圖2可知，隨著甜酒曲接種量的增加，紅菇娘米酒的酒精度、還原糖呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，總酸含量基本呈現(xiàn)下降的趨勢，但是總酸含量變化趨勢不穩(wěn)定，其中，酒精度從3.79%vol增加至7.38%vol；還原糖從15.80 g/100 g增加至25.31 g/100 g；紅菇娘米酒中總酸含量變化范圍為0.82g/100g～0.48g/100g。隨著甜酒曲接種量的逐漸增加，紅菇娘米酒的感官評分也逐漸增加；當甜酒曲接種量為2.5%時，紅菇娘米酒感官評分最高（83.4分），此時米酒的酒精度為7.17%vol，還原糖為26.9g/100g，總酸為0.48g/100g；繼續(xù)增加甜酒曲接種量至3%時，紅菇娘米酒感官評分稍有降低（79.3分）；在甜酒曲接種量為2.5%和3.0%的條件下，得到的感官評分分值沒有顯著性差異（P＞0.05）。在混合了紅菇娘果漿的大米底物中，甜酒曲接種量偏低容易導(dǎo)致原料發(fā)酵不充分，發(fā)酵液中乙醇的體積分數(shù)偏低，酒香不突出，酒體不醇厚等不利情況；在特定的發(fā)酵條件下，適當增加甜酒曲接種量會加快發(fā)酵速度。因此，選擇甜酒曲最適接種量為2.5%。

2.1.3 培養(yǎng)時間對紅菇娘米酒理化指標及感官評分的影響紅菇娘果漿添加量為13%，甜酒曲接種量為2.5%，分別在30 ℃的條件下培養(yǎng)5 d、8 d、11 d、14 d、17 d，經(jīng)間歇式殺菌后即制得紅菇娘米酒樣品，考察培養(yǎng)時間對紅菇娘米酒品質(zhì)的影響，結(jié)果見圖3。由圖3可知，隨著培養(yǎng)時間的延長，紅菇娘米酒的酒精度、總酸含量表現(xiàn)出上升趨勢，還原糖則呈現(xiàn)明顯的下降趨勢，其中酒精度從2.77%vol增加至8.87%vol；總酸含量從0.31 g/100 g增加至0.79 g/100 g；還原糖從26.11g/100g降至15.30g/100g。隨著培養(yǎng)時間的延長，紅菇娘米酒感官評分持續(xù)提高，當培養(yǎng)時間延長至14 d，紅菇娘米酒的感官評分最高（91.8分），此時米酒的酒精度為7.46%vol，還原糖為16.7 g/100 g，總酸為0.71 g/100 g；當培養(yǎng)時間延長至17 d，紅菇娘米酒的感官評分降至88.2分；在培養(yǎng)時間為14d和17d的條件下，得到的感官評分分值沒有顯著性差異（P＞0.05）。

圖3 培養(yǎng)時間對紅菇娘米酒理化指標及感官評分的影響Fig.3 Effect of incubation time on physicochemical indexes and sensory evaluation ofPhysalis alkekengirice wine

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化釀造工藝條件試驗

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，選擇紅菇娘果漿添加量（A）、甜酒曲接種量（B）和培養(yǎng)時間（C）為試驗考察的3個因素，以感官評分（Y）為響應(yīng)值，進行響應(yīng)面優(yōu)化試驗設(shè)計，共建立17個試驗點，具體試驗條件及結(jié)果見表3。

表3 紅菇娘米酒釀造工藝條件優(yōu)化響應(yīng)面試驗設(shè)計及結(jié)果Table 3 Design and results of response surface experiments for brewing technology conditions optimization ofPhysalis alkekengirice wine

利用Design Expert 8.0軟件對響應(yīng)面優(yōu)化試驗結(jié)果進行方差分析，結(jié)果如表4所示，得到響應(yīng)值感官評分（Y）與紅菇娘添加量（A）、甜酒曲接種量（B）和培養(yǎng)時間（C）3個因素的多元回歸方程：

表4 響應(yīng)面試驗結(jié)果方差分析Table 4 Variance analysis of the response surface experiments results

由表4可知，紅菇娘米酒感官評分的回歸方程與響應(yīng)面試驗結(jié)果的關(guān)系模型顯著（P＜0.05），并且失擬項不顯著（P＞0.05），說明該模型基本能夠擬合試驗結(jié)果數(shù)據(jù)，對于確定紅菇娘米酒最適宜釀造工藝具有一定的參考價值。

多元回歸方程一次項A、B和C對紅菇娘米酒感官評分沒有表現(xiàn)出顯著的影響（P＞0.05），但是交互項BC和二次項A2、B2和C2分別對紅菇娘米酒感官評分具有顯著性影響（P＜0.05），其中交互項BC和二次項A2、C2對紅菇娘米酒感官評分影響為極顯著（P＜0.01），這表明三個試驗因素對響應(yīng)值感官評分的影響不是單純的線性關(guān)系，而是表現(xiàn)為二次關(guān)系。

各因素對紅菇娘米酒感官品質(zhì)的響應(yīng)面及等高線結(jié)果見圖4。由圖4可知，甜酒曲接種量和培養(yǎng)時間之間的交互作用對感官評分影響顯著（P＜0.05）。在米酒培養(yǎng)過程中，紅菇娘果漿添加量對米酒的感官品質(zhì)具有重要的影響，主要原因是紅菇娘中富含糖分、蛋白質(zhì)并含有18種氨基酸，在米酒培養(yǎng)過程中，這些成分與大米共同形成紅菇娘米酒特殊的風味和口感。

圖4 紅菇娘果漿添加量、接種量及培養(yǎng)時間交互作用對紅菇娘米酒感官評分影響的響應(yīng)面及等高線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 優(yōu)化條件的確定和模型驗證

通過響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計分析，確定紅菇娘米酒的最適宜釀造工藝為紅菇娘果漿添加量為16.39%、甜酒曲接種量為2.84%、培養(yǎng)時間為14.52 d，紅菇娘米酒感官評分預(yù)測值為92.27分。為了便于試驗操作，對優(yōu)化后得出的試驗條件進行適當調(diào)整，調(diào)整后紅菇娘添加量為16.4%、甜酒曲接種量為2.8%、培養(yǎng)時間為15 d；采用此條件進行驗證試驗，得到紅菇娘米酒感官評分為94.5分，實測值與預(yù)測值相對誤差為2.3%，表明該預(yù)測結(jié)果與真實試驗情況較符合，具有一定的參考價值。

2.4 響應(yīng)面優(yōu)化紅菇娘米酒理化及微生物指標檢測結(jié)果

紅菇娘營養(yǎng)豐富，富含蛋白質(zhì)、糖、氨基酸、維生素和礦物質(zhì)等營養(yǎng)元素[29]，與大米進行復(fù)合發(fā)酵，在經(jīng)過優(yōu)化的釀造工藝條件下，制得的紅菇娘米酒為具有米粒狀糟米的固液混合體，色澤橙黃，香氣混合了紅菇娘鮮果獨特的清香和米酒特有的香味，口感清冽、柔和，甜味明顯、略有苦味，酒香清晰，無辣口感。參照現(xiàn)行國家標準，對經(jīng)優(yōu)化工藝制備的紅菇娘米酒的理化指標進行檢測，檢測結(jié)果為還原糖31.3 g/100 g，總酸0.81 g/100 g，酒精度7.90%vol；理化指標符合農(nóng)業(yè)行業(yè)標準NY/T 1885—2017《綠色食品米酒》。

紅菇娘米酒微生物檢測結(jié)果為菌落總數(shù)37 CFU/g；大腸菌群1.9 MPN/g，未檢出其他致病菌；農(nóng)業(yè)行業(yè)標準NY/T 1885—2017《綠色食品米酒》對米酒中微生物限量要求為菌落總數(shù)≤50 CFU/g，大腸菌群≤3.0 MPN/g；紅菇娘米酒微生物檢測結(jié)果符合中國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準NY/T 1885—2017《綠色食品米酒》對米酒中微生物的限量要求。

2.5 紅菇娘米酒釀造工藝條件、理化指標與感官評分之間的相關(guān)性分析

紅菇娘米酒釀造工藝條件、理化指標與感官評分之間的相關(guān)性分析結(jié)果如表5所示。

由表5可知，本試驗得到的紅菇娘添加量與米酒理化指標之間的相關(guān)性為極顯著（P＜0.01），與感官評分之間相關(guān)性不顯著（P＞0.05），這表明在米酒釀造過程中，紅菇娘的成分融入米酒成分中導(dǎo)致米酒理化指標數(shù)值的變化，如果紅菇娘添加量過大，會有明顯的苦味掩蓋米酒的風味，導(dǎo)致感官評分的下降。甜酒曲接種量與紅菇娘米酒的酒精度含量呈顯著性正相關(guān)（P＜0.05），與還原糖和總酸含量呈極顯著性正相關(guān)（P＜0.01），與感官評分之間相關(guān)性不顯著（P＞0.05），表明接種量的增加，會提高紅菇娘米酒的發(fā)酵速度，完成多糖、單糖和乙醇等成分之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)化，同時，注意控制紅菇娘米酒中的含糖量，如果發(fā)酵速度過快，導(dǎo)致含糖量過低，會影響米酒香甜的風味，造成感官評分降低。培養(yǎng)時間與紅菇娘米酒的理化指標之間均呈現(xiàn)極顯著性正相關(guān)（P＜0.01），與感官評分之間呈現(xiàn)顯著性正相關(guān)（P＜0.05），表明在合適的培養(yǎng)條件下，延長培養(yǎng)時間，會增加紅菇娘米酒的風味。

表5 紅菇娘米酒釀造工藝條件、理化指標與感官評分之間的相關(guān)性Table 5 Pearson correlation among the brewing technology conditions,physicochemical indexes and sensory evaluation ofPhysalis alkekengirice wine

3 結(jié)論

本研究在單因素試驗的基礎(chǔ)上，通過響應(yīng)面試驗設(shè)計對紅菇娘米酒的釀造工藝進行優(yōu)化，在培養(yǎng)溫度為30℃條件下，得出最適宜釀造工藝為紅菇娘果漿添加量16.4%，甜酒曲接種量2.8%，培養(yǎng)時間15 d；采用此釀造工藝制備的紅菇娘米酒，感官評分為94.5分。經(jīng)檢測菌落總數(shù)37 CFU/g；大腸菌群1.9 MPN/g，未檢出其他致病菌；紅菇娘米酒色澤呈現(xiàn)光亮的橙黃色，酒湯質(zhì)地均勻，酒香和諧，入口甜美，無不良風味。