王芙蓉,趙益梅,李 靖,唐佳代,黃麗姍,曹文濤
(1.茅臺學(xué)院 釀酒工程系,貴州 遵義 564500;2.仁懷市中等職業(yè)學(xué)校,貴州 遵義 564500)
貴州省遵義市余慶縣盛產(chǎn)苦丁茶,是全國苦丁茶的核心產(chǎn)區(qū)[1]。其成品茶清香有苦味、回味甘涼[2]??喽〔韬蓄慄S酮、維生素C、氨基酸、多種微量元素、三萜皂甙類等多種有益成分,具有一定的抗氧化[3-4]、降血糖[5-6]、降血脂、抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫的功能[7-9]。但苦丁茶產(chǎn)品競爭力不強(qiáng),經(jīng)濟(jì)效益不高,目前對苦丁茶的相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)還處于比較滯后的水平。通過深加工開發(fā)一些新產(chǎn)品,可以改變目前的這種消費(fèi)現(xiàn)狀,拓寬產(chǎn)品銷售渠道[10]。把苦丁茶深加工成茶酒,將貴州的兩張名片有機(jī)結(jié)合,是提高苦丁茶經(jīng)濟(jì)效益的一種切實(shí)可行的方法。目前,國內(nèi)大部分的茶酒大部分是以浸泡的方式制得,即將酒和茶湯原汁混合,或用白酒泡制而成,也有將蔗糖和茶葉混合加入釀酒酵母,但是這類方法制得的茶酒酒精度高、易上頭[11],因此,探索采用固態(tài)發(fā)酵法研制茶酒的方法和條件顯得格外的重要。
我國傳統(tǒng)米酒是利用固態(tài)法發(fā)酵而成的酸甜可口、酒香醇厚的飲品,風(fēng)味特征是帶有水果香和花香,并伴有醇香和青草香[12-13]。在比較浸泡時(shí)茶葉的形態(tài)、苦丁茶浸提液的溫度、茶葉浸泡方式的選擇、苦丁茶的浸提時(shí)間、苦丁茶與浸提液的比例、蒸飯的方式等預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過在米酒發(fā)酵過程中添加適量的苦丁茶制得茶酒,同時(shí)兼顧酒與茶的風(fēng)味,其入口柔軟,后味回甜又伴有淡淡的茶香,其口味廣受大眾的喜愛,不乏是一款很好的保健飲料酒[14]。本研究以貴州本地特產(chǎn)苦丁茶和大米為原料制備苦丁茶米酒,通過對苦丁茶米酒發(fā)酵工藝的優(yōu)化,得到適宜的發(fā)酵條件,研發(fā)出一種新的保健型米酒類飲品,以期為貴州地區(qū)苦丁茶的開發(fā)提供了新思路。
1.1.1 原料
苦丁茶:貴州省遵義市余慶縣;大米:黑龍江秋然米業(yè)有限公司;安琪甜酒曲:安琪酵母股份有限公司。
1.1.2 化學(xué)試劑
七水合硫酸亞鐵(分析純):國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;四水合酒石酸鉀鈉、磷酸氫二鈉(均為分析純):天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;磷酸二氫鉀(分析純):南京化學(xué)試劑股份有限公司;胰蛋白胨(生化試劑):京全隆生物技術(shù)有限公司;酵母浸膏(生化試劑)、葡萄糖(分析純):北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司;瓊脂粉(生化試劑):天津永大化學(xué)試劑有限公司;無水乙醇(分析純):天津市富宇化工有限公司。
1.1.3 培養(yǎng)基
月桂基硫酸鹽胰蛋白胨肉湯培養(yǎng)基、煌綠乳糖膽鹽肉湯培養(yǎng)基:上海博微生物科技有限公司。
YXQ-LS-100Sll立式壓力蒸汽滅菌鍋:上海博訊醫(yī)療股份有限公司;DHG-9140A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱:常州潤滑電器有限公司;SW-CJ-2D雙人單面垂直凈化工作臺:蘇州凈化設(shè)備有限公司;SPX-150B-Z恒溫培養(yǎng)箱:上海森信試驗(yàn)儀器有限公司;FA1204N電子分析天平:上海箐海儀器有限公司;UV-5100紫外分光光度計(jì):上海元析儀器有限公司;WZS 80糖度計(jì):上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司。
1.3.1 苦丁茶米酒加工工藝流程及操作要點(diǎn)[15-16]
大米→洗凈→浸泡→瀝干→蒸飯→冷卻→加入苦丁茶湯→加酒曲攪拌→恒溫發(fā)酵→抽濾→精濾→裝瓶→殺菌→苦丁茶米酒成品
苦丁茶湯的制備:在1 000 mL水中加入40 g苦丁茶茶葉,100 ℃浸提70 min。
大米飯的制備:將大米洗至無白色渾濁,室溫條件下浸泡2 h,然后于高壓滅菌鍋中將大米蒸熟至松軟無白心,置于超凈滅菌臺上,滅菌冷卻30 min,冷卻至室溫后備用。
添加酒曲:在降至室溫的大米飲中添加苦丁茶湯和打量水,在溫?zé)犸埩V屑尤胍欢康陌茬魈鹁魄?,使其與大米飯和茶湯均勻混合。
恒溫發(fā)酵:30 ℃恒溫發(fā)酵一定時(shí)間。
過濾、殺菌:發(fā)酵完成后經(jīng)4層紗布過濾,巴氏殺菌(68 ℃、30 min),即得苦丁茶米酒。
1.3.2 苦丁茶米酒發(fā)酵工藝優(yōu)化單因素試驗(yàn)
以大米飯為發(fā)酵基質(zhì),分別進(jìn)行發(fā)酵時(shí)間、料液比、酒曲添加量對苦丁茶米酒品質(zhì)影響的單因素試驗(yàn)[17-18],確定較為適合的各個(gè)因素的最佳參數(shù)。
在發(fā)酵時(shí)間、料液比、酒曲添加量、發(fā)酵溫度分別為120 h、1∶0.6(g∶mL)、0.8%、30 ℃的基本條件下,保持其他因素不變,只改變一個(gè)因素,分別考察發(fā)酵時(shí)間(48 h、72 h、96 h、120 h、144 h)、料液比(1.0∶0.2、1.0∶0.4、1.0∶0.6、1.0∶0.8、1.0∶1.0(g∶mL))、酒曲添加量(0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%)對苦丁茶米酒茶多酚含量、糖度和感官評分的影響。每組單因素試驗(yàn)做3組平行。
1.3.3 苦丁茶米酒發(fā)酵工藝優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)
在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,固定發(fā)酵溫度為30 ℃,設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)[19,21],考察酒曲添加量(A)、料液比(B)、發(fā)酵時(shí)間(C)對苦丁茶米酒的影響,以苦丁茶米酒的感官評分(Y)為響應(yīng)值,確定其最佳發(fā)酵工藝參數(shù),響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平見表1。
表1 苦丁茶米酒發(fā)酵工藝優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of response surface tests for fermentation process optimization of Chinese bitter tea rice wine
1.3.4 檢測方法
感官評分:參考相關(guān)茶酒的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn),結(jié)合苦丁茶米酒的特色制定感官評定方法[22-23],由貴州省評委老師帶隊(duì)的10位品評人員組成的品酒團(tuán)隊(duì)對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行感官品質(zhì)評分,滿分100分,感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。
表2 苦丁茶米酒的感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of Chinese bitter tea rice wine
理化指標(biāo):酒精度的檢測采用酒精計(jì)法[24]、糖度的檢測采用糖度計(jì)法、茶多酚含量的檢測采用酒石酸亞鐵比色法[25]。
微生物指標(biāo):菌落總數(shù)按照GB 4789.2—2022《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測定》,大腸菌群按照GB 4789.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)》。
2.1.1 發(fā)酵時(shí)間對苦丁茶米酒品質(zhì)的影響
分別考察發(fā)酵時(shí)間(48 h、72 h、96 h、120 h、144 h)對苦丁茶米酒茶多酚含量、糖度和感官評分的影響,結(jié)果見圖1。由圖1可知,茶多酚含量、糖度、感官評分都隨著發(fā)酵時(shí)間在48~144 h的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間48~96 h時(shí),茶多酚的含量、感官評分隨著發(fā)酵時(shí)間的增加而增加,由于發(fā)酵時(shí)間較短苦丁茶米酒為淡米白色,酵母未完全發(fā)酵,整體香味雖濃,但酒精味偏淡;當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為96 h時(shí),苦丁茶米酒均呈透明淡綠色,有酒味,茶多酚含量、感官評分最高,分別為0.832 mg/mL、85分;當(dāng)發(fā)酵時(shí)間>96 h之后,茶多酚含量、感官評分呈現(xiàn)下降趨勢,色澤暗沉。隨著發(fā)酵時(shí)間的延長,糖度的變化也不大,因此,最適發(fā)酵時(shí)間為96 h。
圖1 發(fā)酵時(shí)間對苦丁茶米酒品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of fermentation time on the quality of Chinese bitter tea rice wine
2.1.2 料液比對苦丁茶米酒品質(zhì)的影響
考察不同料液比(1.0∶0.2、1.0∶0.4、1.0∶0.6、1.0∶0.8、1.0∶1.0(g∶mL))對苦丁茶米酒茶多酚含量、糖度和感官評分的影響,結(jié)果見圖2。由圖2可知,當(dāng)料液比為1.0∶0.2~1.0∶0.8(g∶mL)時(shí),茶多酚的含量、感官評分隨著苦丁茶浸提液添加的增加而增加;當(dāng)料液比為1.0∶0.8(g∶mL)時(shí),茶多酚的含量、感官評分最高,分別為0.861 mg/mL、86分,此時(shí)大部分苦丁茶浸提液已經(jīng)發(fā)酵完全,酒液呈淡綠色,清透微亮且有光澤,酒汁酸甜適宜,有米酒的新鮮伴隨著苦丁茶浸提液發(fā)酵的濃厚口感,酒香和茶香怡人;當(dāng)料液比為1.0∶1.0(g∶mL)時(shí),由于苦丁茶浸提液的增多,發(fā)酵被抑制,整體風(fēng)味也較差,苦丁茶浸提液過度發(fā)酵使酒液顏色加深,苦味被釋放,香氣不足,口感較差。茶多酚的含量、感官評分均有所下降,糖度變化不大。因此,確定最適料液比為1.0∶0.8(g∶mL)。
圖2 料液比對苦丁茶米酒品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of solid and liquid ratio on the quality of Chinese bitter tea rice wine
2.1.3 酒曲添加量對苦丁茶米酒的影響
考察不同酒曲添加量(0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%)對苦丁茶米酒茶多酚含量、糖度和感官評分的影響,結(jié)果見圖3。由圖3可知,隨著酒曲添加量在0.4%~0.8%范圍內(nèi)的增加,感官評分和茶多酚含量均呈現(xiàn)為先上升后下降的趨勢,而糖度則是隨著酒曲添加量的增加而降低。當(dāng)酒曲添加量為在0.4%~0.6%時(shí),茶多酚的含量、感官評分隨著酒曲添加量的增加而增加,這是因?yàn)榍脑黾哟龠M(jìn)了大米與苦丁茶浸提液的發(fā)酵。當(dāng)酒曲添加量達(dá)到0.6%時(shí),苦丁茶米酒茶多酚含量、感官評分最高,分別為0.859 mg/mL、86分,此時(shí)酒液呈微黃綠色,酸甜可口,米酒的香氣和茶香混合使得香氣豐富,風(fēng)味較好。當(dāng)酒曲添加量>0.6%之后,茶多酚的含量、感官評分隨著酒曲添加量的增加而降低,此時(shí)酒體酸澀味逐漸加重,感官評價(jià)較差。因此,確定最適酒曲添加量為0.6%。
圖3 酒曲添加量對苦丁茶米酒品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of Jiuqu addition on the quality of Chinese bitter tea rice wine
在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上,通過Design-Expert 11.0.3對酒曲添加量(A)、茶汁料液比(B)、發(fā)酵時(shí)間(C)3個(gè)自變量,并以感官評分(Y)為響應(yīng)值,進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn),結(jié)果見表3。
表3 發(fā)酵條件優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 Design and results of response surface tests for fermentation process optimization
2.2.1 響應(yīng)面回歸模型的分析
運(yùn)用Design-Expert 11.0.3軟件,對表3的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,得出方差分析結(jié)果見表4。以酒曲添加量(A)、茶汁料液比(B)、發(fā)酵時(shí)間(C)為自變量,以苦丁茶米酒的感官評分(Y)為響應(yīng)值,經(jīng)過回歸擬合后,得出回歸方程如下:
表4 回歸模型方差分析Table 4 Variance analysis of regression model
由表4可知,該模型F值為82.63,P值<0.000 1表示該回歸模型差異極顯著;失擬項(xiàng)P值,0.069 9>0.05,不顯著。模型決定系數(shù)R2=0.979 7,校正決定系數(shù)R2=0.990 7,說明該回歸模型與試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合程度高,可以用于苦丁茶米酒的工藝優(yōu)化預(yù)測和分析。由P值可知,一次項(xiàng)A,交互項(xiàng)AC,二次項(xiàng)A2、B2、C2對苦丁茶米酒感官評分的影響極顯著(P<0.01);一次項(xiàng)B,交互項(xiàng)BC對苦丁茶米酒感官評分影響顯著(P<0.05)。由F值可知,各因素對于苦丁茶米酒中感官評分的影響程度為酒曲添加量(A)>料液比(B)>發(fā)酵時(shí)間(C)。
2.2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)交互作用分析
從響應(yīng)面試驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理上看,三維曲線的彎曲度愈大,說明兩個(gè)因素之間的相互作用對感官得分的影響愈顯著。等高線圖為三維曲線在底部的投影,若表現(xiàn)為圓形,則表示兩因素間對感官評分的影響不顯著;若表現(xiàn)為橢圓,則表明兩因素間對感官評分的交互影響顯著。各因素及其交互作用對苦丁茶米酒感官評分的影響結(jié)果見圖4。
圖4 各因素間交互作用對苦丁茶米酒感官評分影響的響應(yīng)面和等高線Fig.4 Response surface plots and contour lines of effects of interaction between each factors on sensory evaluation of Chinese bitter tea rice wine
據(jù)響應(yīng)面Design-Expert 11.0.3軟件分析得出苦丁茶米酒的最佳工藝為酒曲添加量0.61%、發(fā)酵時(shí)間98.41 h、料液比為1.00∶0.82(g∶mL),感官評分理論值為89.3分。為了試驗(yàn)的可操作性將軟件得出的最優(yōu)發(fā)酵工藝條件調(diào)整為酒曲添加量0.6%、發(fā)酵時(shí)間98.0 h、料液比為1.0∶0.8(g∶mL)。在此條件下進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn),其感官評分平均實(shí)際值為89.7分。因此,采用響應(yīng)面法優(yōu)化苦丁茶米酒工藝得到的工藝條件準(zhǔn)確可行。
2.3.1 感官分析
苦丁茶米酒產(chǎn)品整體呈淡綠色,呈微透明狀,有光澤、甜香,入口有大米和苦丁茶的香味,酒香和茶香協(xié)調(diào),后味帶點(diǎn)茉莉花香,滋味爽口,其感官評分為89.7分。
2.3.2 理化指標(biāo)檢測
苦丁茶米酒產(chǎn)品酒精度為7.1%vol,糖度為19.7°Bx,茶多酚含量為0.867 mg/mL。
2.3.3 微生物指標(biāo)
苦丁茶米酒產(chǎn)品菌落總數(shù)<50 CFU/mL,大腸菌群<3 MPN/100 mL,致病菌未檢出。
以大米和苦丁茶為主要原料制備苦丁茶米酒,通過單因素試驗(yàn)及響應(yīng)面試驗(yàn)對苦丁茶米酒發(fā)酵工藝主要影響因素進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明,苦丁茶米酒最佳發(fā)酵工藝為發(fā)酵時(shí)間98 h、料液比1.0∶0.8(g∶mL)、酒曲添加量0.6%、發(fā)酵溫度30 ℃。在此最佳條件下,成品酒的酒精度為7.1%vol、茶多酚含量為0.867 mg/mL、糖度為19.7°Bx、感官評分為89.7分;產(chǎn)品的理化衛(wèi)生指標(biāo)中細(xì)菌總數(shù)<70 CFU/mL,大腸菌群<3.0 MPN/100 mL;產(chǎn)品的形態(tài)為淡綠色,透明發(fā)亮,甜度適中,富含茶多酚營養(yǎng)成分,入口有大米香味,后味有苦丁茶香味,口感悅?cè)?,酸甜適口,有新鮮感,香味純正,冷藏后飲用更佳。
該產(chǎn)品的開發(fā)與研究,為苦丁茶、大米開發(fā)出了良好的健康、巨大的市場前景。且該法采用水作為萃取液,充分發(fā)揮和保存了茶葉中的活性物質(zhì),提高了它的營養(yǎng)價(jià)值和保健作用,同時(shí)在釀造工藝中,不添加人工色素、香料、化學(xué)穩(wěn)定性,產(chǎn)品能保持6個(gè)月以上,達(dá)到食品衛(wèi)生與保健的需要,具有很強(qiáng)的市場競爭力,該方法釀造茶酒工藝簡單,操作方便,生產(chǎn)可行。