張潔，李艷，譚燕，宋文軍

（天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津300134）

板栗花（chestnut flower）通常指板栗的雄性花序，其味微苦澀、性微溫。大量研究表明，板栗雄花序中含有蛋白質(zhì)、脂肪酸、雌二醇[1]等人體所需營養(yǎng)成分，同時(shí)含有揮發(fā)油[2]、犬尿喹啉酸[3]、黃酮[4-6]和多酚[7-9]等生物活性物質(zhì)。中醫(yī)認(rèn)為，板栗花具有清熱、燥濕、止血、散結(jié)消腫的功能，主治泄瀉、便血、痢疾、消化不良等疾病[10]，也可用于夏季驅(qū)蚊[11]，具有一定的食用及藥用價(jià)值。板栗花期時(shí)，雄花數(shù)量過多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出雌花授粉需要，同時(shí)消耗板栗樹大量養(yǎng)分從而影響板栗產(chǎn)量和質(zhì)量，其作為板栗種植過程中的過盛產(chǎn)物，在板栗生長前期被隨意丟棄，造成資源浪費(fèi)[12]。

隨著生活質(zhì)量的提高，具有一定保健功能的花卉酒逐漸吸引了消費(fèi)者的目光。國內(nèi)許多學(xué)者研究并利用食用花卉釀造花卉酒，但是尚未見利用板栗花為原料釀制板栗花啤酒的報(bào)道。本研究以板栗花浸提液作為原料發(fā)酵釀造板栗花啤酒，研究了板栗花啤酒的生產(chǎn)工藝參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

板栗花浸提液：河北省遷西縣板栗花研究所制備；CN36 安琪啤酒活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；大麥芽、SAAZ SPECIAL 啤酒花：市售。

1.1.2 試劑

葡萄糖（分析純）：天津化學(xué)試劑一廠；鄰苯二胺（分析純）：上海凱賽化工有限公司；重鉻酸鉀（分析純）、亞硝酰鐵氰化鈉（分析純）：南京化學(xué)試劑股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

WZS 32 Brix 0-32%型WZS 手持式折射儀：上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司；附溫比重瓶（25mL）：河南九和共創(chuàng)儀器有限公司；XS-1B 型EBC 色度分析比色計(jì)：杭州大吉光電儀器有限公司；UV-6100 型紫外分光光度計(jì)：上海元析儀器有限公司；XFH-30CA 型高壓蒸汽滅菌鍋：浙江新豐醫(yī)療器械有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

具體操作：粉碎后的大麥芽與水的料水比為1 ∶4（g/mL），進(jìn)行浸出糖化及過濾，得到麥汁。將麥汁進(jìn)行過濾并煮沸，煮沸過程保持沸騰60 min，期間分3 次加入酒花，酒花添加總量為0.06%，測定煮沸過程中的麥汁濃度為10°P 時(shí)，煮沸結(jié)束。煮沸結(jié)束后將混合液迅速降溫及過濾。進(jìn)行啤酒酵母接種后進(jìn)入主發(fā)酵階段，采用傳統(tǒng)發(fā)酵工藝進(jìn)行板栗花啤酒的發(fā)酵，進(jìn)行主發(fā)酵7 d，啤酒后酵及貯酒10 d，貯酒結(jié)束后進(jìn)行感官評定及理化分析。

1.3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)通過設(shè)置不同板栗花浸提液添加量（5.0、7.5、10.0、12.5、15.0 mL）、板栗花浸提液投入階段（麥汁煮沸后10 min、煮沸后30 min、煮沸后50 min、接種階段、后酵階段）和主發(fā)酵溫度（10、13、15、17、20 ℃），進(jìn)行單因素試驗(yàn)，分別對不同的板栗花浸提液添加量、板栗花浸提液投入階段和主發(fā)酵溫度下所得到的板栗花啤酒進(jìn)行理化分析和感官評定，探究不同板栗花啤酒工藝參數(shù)對發(fā)酵過程的影響；然后設(shè)置正交試驗(yàn)，通過三因素三水平的正交試驗(yàn)的感官評定結(jié)果來確定板栗花啤酒的最佳發(fā)酵工藝條件[17-18]。

1.3.3 感官評定

參照國標(biāo)法GB/T 4928—2008《啤酒分析方法》[19]，通過用眼、鼻、口等感官器官去感知評價(jià)啤酒的特征，對板栗花啤酒的色澤、口感、泡沫、氣味和酒體5 個(gè)方面進(jìn)行感官品評，要求對板栗花啤酒進(jìn)行感官評定的人必須有啤酒品評的學(xué)習(xí)背景和經(jīng)驗(yàn)，選取10 人，感官品評滿分為100 分，最終取10 位打分者所給分?jǐn)?shù)的平均值。感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.3.4 酒精度的測定

參考文獻(xiàn)[20-21]方法，制備樣品后通過蒸餾法去除不揮發(fā)性物質(zhì)，使用附溫度計(jì)密度瓶，采用密度瓶法測出樣品在20 ℃時(shí)的密度；然后，參照“酒精水溶液的相對密度與酒精含量對照表”得出板栗花餾出液中酒精含量的體積分?jǐn)?shù)，即樣品的酒精度(%vol）。

表1 板栗花啤酒品嘗評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria for chestnut flower beer

1.3.5 總酸的測定

參考許秀麗[22]方法并進(jìn)行修改，根據(jù)酸堿中和原理，采用電位滴定法，用標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定板栗花啤酒中的總酸。公式如下。

X=2×c×V

式中：X 為樣品總酸的含量，mL/100 mL；c 為氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol/L；V 為消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；2 為換算成100 mL 樣品的系數(shù)。

1.3.6 雙乙酰的測定

參考田玉紅等[23]方法，采用紫外分光光度法進(jìn)行雙乙酰含量測定。

1.3.7 色度的測定

參考金德強(qiáng)[24]方法，采用EBC 色度分析比色計(jì)進(jìn)行色度的測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 板栗花浸提液添加量對板栗花啤酒的影響

按照1.3.1 具體操作，將得到的麥汁經(jīng)過濾后分裝于三角瓶中，麥汁體積為300 mL，進(jìn)行煮沸。需要注意的是，麥汁在煮沸終了前10 min 時(shí)，分別向麥汁中添加經(jīng)過高壓滅菌的5%板栗花浸提液5.0、7.5、10.0、12.5、15.0 mL。發(fā)酵時(shí)主發(fā)酵溫度為15 ℃，其他工藝條件參數(shù)保持一致。采用傳統(tǒng)發(fā)酵工藝進(jìn)行板栗花啤酒的發(fā)酵，進(jìn)行主發(fā)酵7 d，待啤酒后酵及貯酒10 d 結(jié)束后，進(jìn)行酒精度測定及感官評定，結(jié)果如圖1。

圖1 板栗花浸提液添加量對板栗花啤酒的影響Fig.1 The effect of the addition of chestnut flower extract on chestnut flower beer

由圖1 可知，隨著板栗花浸提液添加量的增加，酒精度變化較小，感官評分呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢，當(dāng)板栗花浸提液的添加量為10.0 mL 時(shí)，酒精度為3.62%vol，感官評分為85 分，花香突出，風(fēng)味獨(dú)特。這是由于板栗花浸提液的加入能賦予啤酒的獨(dú)特風(fēng)味，板栗花浸提液的過少添加會使板栗花香味不明顯，過多會覆蓋啤酒酒花的香味，使啤酒中各類風(fēng)味物質(zhì)的協(xié)調(diào)性降低，進(jìn)而影響板栗花啤酒感官品評的口感和香味，所以將板栗花浸提液的添加量選為10.0 mL 較為合適。

2.2 板栗花浸提液投入階段對板栗花啤酒的影響

按照1.3.1 具體操作，采用5%板栗花浸提液，添加量為10.0 mL，按不同階段投入，主發(fā)酵溫度為15 ℃，其他工藝條件參數(shù)保持一致。采用傳統(tǒng)發(fā)酵工藝進(jìn)行板栗花啤酒的發(fā)酵，進(jìn)行主發(fā)酵7 d，待啤酒后酵及貯酒10 d 結(jié)束后，進(jìn)行酒精度測定及感官評定，結(jié)果如圖2。

圖2 板栗花浸提液投入階段對板栗花啤酒的影響Fig.2 The effect of the chestnut flower extract on the chestnut flower beer

由圖2 可知，隨著板栗花浸提液投入階段的延后，酒精度基本保持穩(wěn)定，感官評分呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢。在麥汁煮沸階段過早加入板栗花浸提液，混合液長時(shí)間處于沸騰狀態(tài)，板栗花香散失，無板栗花特有香氣；在接種階段投入板栗花浸提液時(shí)，發(fā)酵的板栗花啤酒板栗花香味突出，酒精度為3.76%vol，感官評分最高，為78 分。在啤酒后酵階段加入板栗花浸提液，整體發(fā)酵環(huán)境溫度低，酵母數(shù)量少且活性不高，使板栗花浸提液在發(fā)酵液中存在的時(shí)間較短，板栗花香氣成分不能充分融入發(fā)酵液中，從而影響板栗花啤酒口感和氣味的協(xié)調(diào)性。說明板栗花浸提液最佳投入階段為主發(fā)酵前的接種階段。

2.3 主發(fā)酵溫度對板栗花啤酒的影響

按照1.3.1 具體操作，采用5%板栗花浸提液，添加量為10.0 mL，投入階段為接種階段，主發(fā)酵溫度分別為10、13、15、17 ℃和20 ℃，進(jìn)行主發(fā)酵，后發(fā)酵及貯酒，取酒進(jìn)行酒精度測定及感官評定，結(jié)果如圖3。

圖3 主發(fā)酵溫度對板栗花啤酒的影響Fig.3 Effect of main fermentation temperature on chestnut flower beer

由圖3 可知，隨著主發(fā)酵溫度的不斷增加，感官評分也隨之逐漸增加，當(dāng)主發(fā)酵溫度為15 ℃時(shí)，酒精度為4.00%vol，感官評分為85 分；當(dāng)主發(fā)酵溫度繼續(xù)增加時(shí)，感官評分呈明顯下降趨勢。板栗花啤酒中酒精含量在10 ℃時(shí)最低，為3.72%vol；在17 ℃時(shí)最高，為4.17%vol。這可能是主發(fā)酵的溫度過高或者過低，對啤酒酵母的活性產(chǎn)生影響。溫度過低，酵母增殖過程慢，麥汁中糖的轉(zhuǎn)化率低，從而使酒精含量低；溫度過高，酵母過快增殖，從而影響麥汁的發(fā)酵情況，使啤酒風(fēng)味失調(diào)，澀味重，口感差。因此主發(fā)酵溫度為15 ℃較為適合板栗花啤酒的發(fā)酵。

2.4 板栗花啤酒最佳發(fā)酵條件研究

從圖1 至圖3 的單因素試驗(yàn)的結(jié)果可知，主發(fā)酵溫度、板栗花浸提液添加量以及板栗花浸提液投入階段的不同，都會影響板栗花啤酒的酒精度和口感風(fēng)味。因此選擇主發(fā)酵溫度、板栗花浸提液添加量、板栗花浸提液投入階段作為正交試驗(yàn)的3 個(gè)因素，每個(gè)因素設(shè)置3 個(gè)水平，進(jìn)行板栗花啤酒的釀制，在釀制結(jié)束后取酒并以感官評分作為檢測指標(biāo)。正交試驗(yàn)因素水平及結(jié)果如表2、表3 所示。

表2 板栗花啤酒發(fā)酵工藝正交試驗(yàn)因素水平Table 2 Level of orthogonal test factors for the fermentation process of chestnut blossom beer

表3 板栗花啤酒發(fā)酵工藝正交試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Orthogonal test results of chestnut flower beer fermentation process

由表3 進(jìn)行直觀分析可知，4 號試驗(yàn)感官評定分?jǐn)?shù)最高，對應(yīng)的發(fā)酵工藝較好方案為A2B1C3。從正交試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算分析，根據(jù)各因素最大K 值所對應(yīng)的水平，最佳的試驗(yàn)方案為A2B2C2；根據(jù)極差R，RA＞RB＞RC，說明發(fā)酵過程中主發(fā)酵溫度對釀制板栗花啤酒的影響比較大，板栗花浸提液添加量的影響次之，板栗花浸提液投入階段的影響最小。根據(jù)表3 進(jìn)行方差分析，方差分析數(shù)據(jù)如表4 所示。

表4 方差分析Table 4 Analysis of variance

由表4 可知FA＞FB＞FC，F(xiàn)0.05（2，2）=19＜FA＜F0.01（2，2）=99，F(xiàn)B＜F0.1（2，2）=9.00，F(xiàn)C＜F0.1（2，2）=9.00，說明主發(fā)酵溫度對板栗花啤酒發(fā)酵的影響較大，其可信度在95%～99%之間，而板栗花浸提液添加量和板栗花浸提液的投入階段對板栗花啤酒口感影響較小，這與正交試驗(yàn)結(jié)果得到的分析一致。

由于直觀分析（較好方案A2B1C3）和正交試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算分析（較優(yōu)方案A2B2C2）的發(fā)酵工藝方案不一致，因此需要進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。通過兩組方案進(jìn)行板栗花啤酒的發(fā)酵，進(jìn)行4 組驗(yàn)證試驗(yàn)，并在相同條件下對發(fā)酵效果進(jìn)行感官評定，驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果如表5 所示。

表5 發(fā)酵工藝最優(yōu)方案驗(yàn)證試驗(yàn)Table 5 Validation test results of the optimal fermentation process plan

由表5 可知，兩種方案發(fā)酵的板栗花啤酒的平均感官評定分?jǐn)?shù)均在85 以上，其中發(fā)酵工藝方案A2B2C2發(fā)酵釀制的板栗花啤酒平均感官評定分?jǐn)?shù)為85.8，優(yōu)于發(fā)酵工藝方案A2B1C3。

綜上，得出最佳的發(fā)酵工藝為：主發(fā)酵溫度15 ℃、板栗花浸提液添加量為10.0 mL、板栗花浸提液投入階段為接種階段，在該條件下板栗花啤酒的發(fā)酵效果最好。

2.5 最佳工藝條件下發(fā)酵結(jié)果理化分析

2.5.1 成分分析酒精度

根據(jù)GB/T 4928—2008 《啤酒分析方法》、GB 5009.225—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)酒中乙醇濃度的測定》，對最佳試驗(yàn)組A2B2C2進(jìn)行理化分析，測定該工藝條件發(fā)酵的板栗花啤酒的酒精度、總酸、雙乙酰及色度，結(jié)果見表6。

表6 板栗花啤酒的理化分析結(jié)果Table 6 The results of the sensory evaluation of chestnut flower beer

結(jié)果表明最佳試驗(yàn)組發(fā)酵的板栗花啤酒的各項(xiàng)理化指標(biāo)基本符合GB/T 4928—2008 和GB 5009.225—2016 的標(biāo)準(zhǔn)，說明正交優(yōu)化的板栗花啤酒發(fā)酵工藝合理可行。

2.5.2 感官評定

板栗花啤酒顏色金黃，均勻透亮，有光澤感，無肉眼可見雜質(zhì)；泡沫較潔白細(xì)膩，一般持久；具有板栗花特有香氣，花香和酒香協(xié)調(diào)；酒體醇厚，口感細(xì)膩，無明顯異味和酸味。

2.5.3 衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)

檢測出板栗花啤酒的菌落總數(shù)≤20 CFU/mL，大腸菌群≤2 MPN/100 mL，未檢出沙門氏菌和金黃色葡萄球菌，符合GB 4927—2008《啤酒》的標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)對板栗花啤酒的發(fā)酵生產(chǎn)工藝進(jìn)行了研究，以大麥芽為原料，加入板栗花浸提液，釀制板栗花啤酒。經(jīng)過正交試驗(yàn)優(yōu)化后的最佳發(fā)酵工藝條件為：主發(fā)酵溫度15 ℃、板栗花浸提液添加量為10.0 mL、板栗花浸提液投入階段為接種階段。在該條件下發(fā)酵的板栗花啤酒符合國標(biāo)啤酒理化指標(biāo)要求，酒液呈金黃色，有光澤度，泡沫細(xì)膩，具有板栗花特有香氣，口感細(xì)膩醇厚，無明顯酸味和異味，花味和酒香協(xié)調(diào)。板栗花啤酒具有很大的發(fā)展?jié)摿?，該條件下釀制的板栗花啤酒僅考慮到3 個(gè)主要影響因素，在后期可通過擴(kuò)大研究試驗(yàn)影響因素進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)酵工藝，以期形成規(guī)?；a(chǎn)。