黑糯米保健酒工藝研究

齊琦，母應(yīng)春，禹曉婷，蘇偉*

（1.貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，貴州貴陽550025；2.貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院，貴州貴陽550025）

黑糯米保健酒工藝研究

齊琦1，母應(yīng)春2，禹曉婷1，蘇偉2*

（1.貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，貴州貴陽550025；2.貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院，貴州貴陽550025）

以黑糯米以及枸杞、山藥、覆盆子等12種藥食同源物質(zhì)為原料進行發(fā)酵制作黑糯米保健酒，通過單因素和正交試驗對黑糯米保健酒的釀造工藝進行優(yōu)化，從而確定黑糯米保健酒的最佳發(fā)酵工藝參數(shù)。試驗結(jié)果表明，最佳工藝條件為混合藥材添加量1.5%，酒曲添加量0.20%，發(fā)酵時間6 d，發(fā)酵溫度30℃。在此條件下可得到感官評分為85分，總黃酮含量為32.2 μg/mL的黑糯米保健酒。

黑糯米保健酒；黃酮；發(fā)酵工藝

隨著人民生活水平和質(zhì)量的不斷提高，健康已成為人們關(guān)注的焦點，而健康狀態(tài)在人群中所占比例的不斷攀升引起了人們對保健品的關(guān)注。保健酒在釀造過程中，將中藥材或其他的營養(yǎng)物質(zhì)加入保健酒內(nèi)，可以幫助調(diào)節(jié)機體，具有滋養(yǎng)身體、強健體魄的作用[1]。黑糯米酒中含有人體所需的豐富營養(yǎng)價值成分被許多國內(nèi)外研究學(xué)者報道[2-3]，黑糯米又稱為血糯米，富含8種人體必需氨基酸，并且含有多種維生素和礦物質(zhì)等，有利人體新陳代謝，并且具有補血、暖胃、補虛、健脾、促進人體微循環(huán)等功效[4-9]。黑糯米含有特殊的黑糯米色素（主要在米皮表層中），而白米中不含這些功能性花青素，或者含量較少[10-14]。

黑糯米保健酒除了黑糯米以外還加入了枸杞、覆盆子、山藥、芡實、沙棘、干姜、甘草、桑葚、人參、牛蒡根、瑪咖12種藥食同源的物質(zhì)，更豐富其營養(yǎng)價值，有補肝腎，健脾等作用。

本試驗采用單因素及正交試驗優(yōu)化黑糯米保健酒加工工藝條件，并以本試驗結(jié)果為基礎(chǔ)，并進行工業(yè)化調(diào)試，確定黑糯米保健酒工業(yè)化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)，以期為黑糯米保健酒的規(guī)模化生產(chǎn)提供有力的技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黑糯米：貴州省永紅酒業(yè)有限公司；糖化酶（酶活力10萬U/g）、蘆丁標準品、氯化鋁、氫氧化鈉、亞硝酸鈉、乙醇（均為分析純）：貴州省賽蘭博生物技術(shù)有限公司。

混合藥材與黑糯米配比為：瑪卡5 g/kg，人參1 g/kg，酸棗仁0.5 g/kg；牛蒡根1 g/kg；甘草0.5 g/kg，干姜0.5 g/kg，芡實1 g/kg，山藥1 g/kg，桑葚子0.3 g/kg，覆盆子0.7 g/kg，枸杞3 g/kg，沙棘0.5 g/kg[15]。

1.2 儀器與設(shè)備

C21-SK2101美的電磁爐：廣東美的生活電器制造有限公司；UX220H電子天平：廈門欣銳儀器儀表有限公司；DHP-420型電熱恒溫培養(yǎng)箱：北京市永光明醫(yī)療儀器廠；SpectraMax-190酶標儀：美國MolecularDevices公司；TDL8M臺式低速冷凍離心機：長沙高新開發(fā)區(qū)湘儀貝克儀器儀表有限公司；HH6電熱恒溫水浴鍋：天津泰斯特儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程及操作要點

選用新鮮、無發(fā)霉現(xiàn)象的黑糯米，去除米粒表面附著的塵土和糠殼及混雜在黑糯米中的砂石雜物。

用粉碎機對混合藥材進行粉碎，粉碎粒度為1.5～2.5mm。

將黑糯米浸泡24 h以后蒸煮30 min，用冷開水將其冷卻；加入糖化酶、酒曲及粉碎后的混合藥材進行發(fā)酵，將發(fā)酵后的酒液4 000 r/min離心30 min。

澄清的酒液用孔徑為0.45 μm的微孔膜過濾后進行灌裝[16-17]。

70℃條件下保溫15min進行滅菌。

1.3.2 單因素試驗

以總黃酮含量、感官評分為評價標準，分別考察混合藥材添加量（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%）、酒曲添加量（0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%）、發(fā)酵時間（3 d、4 d、5 d、6 d、7 d）、發(fā)酵溫度（24℃、27℃、30℃、33℃、36℃）對黑糯米保健酒品質(zhì)的影響。

1.3.3 正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以（A）混合藥材添加量、（B）酒曲添加量、（C）發(fā)酵時間、（D）發(fā)酵溫度為正交試驗的影響因素，每因素選擇3水平，以黑糯米保健酒的總黃酮含量、感官評分為評價指標，采用L9（34）正交設(shè)計確定黑糯米保健酒的最佳工藝參數(shù)，正交試驗因素與水平見表1。

表1 黑糯米保健酒發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for fermentation technology optimization of black glutinous rice health wine

1.3.4 測定方法

表2 黑糯米保健酒感官評價標準Table 2 Sensory evaluation standards of black glutinous rice health wine

產(chǎn)品的感官評價：根據(jù)黑糯米保健酒的色澤、香味、糖度酸度、口感，由10名專業(yè)人士組成的品評小組進行綜合感官評價后進行打分，滿分為100分，感官評分標準如表2所示[18]。

總黃酮含量的測定：按照參考文獻[19-21]的方法進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘆丁標準曲線

以蘆丁質(zhì)量濃度（mg/mL）為橫坐標，吸光度值為縱坐標，繪制蘆丁標準曲線，如圖1所示。

圖1 蘆丁標準曲線Fig.1 Standard curve of rutin

由圖1可知，蘆丁標準品質(zhì)量濃度與吸光度值呈良好的線性關(guān)系，標準曲線回歸方程為：y=27.924x+0.009 7，相關(guān)系數(shù)R2=0.995 7。

2.2 單因素試驗結(jié)果分析

2.2.1 混合藥材添加量對總黃酮含量及感官評分的影響

在酒曲添加量為0.20%，發(fā)酵時間5 d，發(fā)酵溫度為30℃的條件下，混合藥材添加量分別為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%，于30℃恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵5 d，研究混合藥材添加量對黑糯米保健酒總黃酮含量和感官評分的影響，結(jié)果如圖2所示。

圖2 混合藥材添加量對黑糯米保健酒總黃酮含量和感官評分的影響Fig.2 Effect of mixed medicinal materials addition on total flavonoid content and sensory score of black glutinous rice wine

由圖2可知，總黃酮含量隨著混合藥材添加量的增加而增加，當(dāng)混合藥材添加量達到1.5%時，總黃酮含量基本不變而黑糯米保健酒感官評分呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢?；旌纤幉奶砑恿繒绊懞谂疵妆＝【频娘L(fēng)味和質(zhì)量，混合藥材添加量過高酒中藥味過濃反而會影響酒體本身香氣與香味，消費者接受度低?；旌纤幉奶砑恿繛?.5%時，感官評分和總黃酮含量最高，分別為83.9分和31μg/mL。但隨著藥材添加量＞1.5%以后，感官評分和總黃酮含量均有所下降。因此選擇混合藥材添加量1.0%、1.5%、2.0%進行正交試驗。

2.2.2 酒曲添加量對總黃酮含量及感官評分的影響

在混合藥材添加量為1.5%，發(fā)酵時間5 d，發(fā)酵溫度為30℃的條件下，酒曲添加量分別為0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%，于30℃恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵5 d，研究酒曲添加量對黑糯米保健酒總黃酮含量和感官評分的影響，結(jié)果如圖3所示。

圖3 酒曲添加量對黑糯米保健酒總黃酮含量和感官評分的影響Fig.3 Effect of distiller's yeast addition on total flavonoid content and sensory score of black glutinous rice wine

由圖3可知，黑糯米保健酒感官評分隨著酒曲添加量的增加先增加后降低，總黃酮含量隨著酒曲添加量的增加而增加，當(dāng)酒曲添加量達到0.20%時，此時感官評分和總黃酮含量最高，分別為81.4分和30 μg/mL。但隨著酒曲添加量＞0.20%以后，感官評分和總黃酮含量均有所下降。因此選擇酒曲添加量0.15%、0.20%、0.25%進行正交試驗。

2.2.3 發(fā)酵時間對總黃酮含量及感官評分的影響

在混合藥材添加量為1.5%，酒曲添加量為0.2%，發(fā)酵溫度為30℃的條件下，發(fā)酵時間分別為3 d、4 d、5 d、6 d、7 d，于30℃恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵，研究發(fā)酵時間對黑糯米保健酒總黃酮含量和感官評分的影響，結(jié)果如圖4所示。

由圖4可知，黑糯米保健酒感官評分隨著發(fā)酵時間的增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，總黃酮含量隨發(fā)酵時間的增加而增加，發(fā)酵時間＞5 d后，總黃酮含量基本保持不變，不再隨著發(fā)酵時間的增加而變化。發(fā)酵后期，隨著溫度的增加，發(fā)酵液中的糖度降低，發(fā)酵產(chǎn)物酒精被用作碳源來維持菌體本身的生長和繁殖，酒精度開始降低，黃酮為醇溶性化合物，隨著酒精度降低，其溶出率減小[22]。發(fā)酵時間為5 d時，感官評分和總黃酮含量最高，分別為82.3分和32.3 μg/mL。因此發(fā)酵5 d為其最佳發(fā)酵時間，因此選擇發(fā)酵時間4 d、5 d、6 d進行正交試驗。

圖4 發(fā)酵時間對黑糯米保健酒總黃酮含量和感官評分的影響Fig.4 Effect of fermentation time on total flavonoid content and sensory score of black glutinous rice wine

2.2.4 發(fā)酵溫度對總黃酮含量及感官評分的影響

在混合藥材添加量為1.5%，酒曲添加量為0.20%，發(fā)酵時間為5 d的條件下，發(fā)酵溫度分別為24℃、27℃、30℃、33℃、37℃，研究發(fā)酵溫度對黑糯米保健酒總黃酮含量和感官評分的影響，結(jié)果如圖5所示。

圖5 發(fā)酵溫度對黑糯米保健酒總黃酮含量和感官評分的影響Fig.5 Effect of fermentation temperature on total flavonoid content and sensory score of black glutinous rice wine

由圖5可知，黑糯米保健酒感官評分隨著發(fā)酵溫度的增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，總黃酮含量隨發(fā)酵溫度的增加而增加，發(fā)酵溫度高于30℃后，總黃酮含量開始降低，這是由于酶促反應(yīng)中溫度對酶促反應(yīng)的影響，酒精度隨溫度升高呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，總黃酮的溶出率先增加后減小[23]。發(fā)酵溫度為30℃時，感官評分和總黃酮含量最高，分別為90分和33 μg/mL。發(fā)酵溫度高于30℃以后，感官評分和總黃酮含量均有所下降。因此選擇發(fā)酵溫度27℃、30℃、33℃進行正交試驗。

2.3 正交試驗結(jié)果分析

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以A混合藥材添加量、B酒曲添加量、C發(fā)酵時間、D發(fā)酵溫度為正交試驗的影響因素，每因素選擇3水平，以黑糯米保健酒的總黃酮含量、感官評分為評價指標，采用L9（34）正交設(shè)計確定黑糯米保健酒的最佳工藝參數(shù)，正交試驗結(jié)果與分析見表3，以黃酮含量和感官評定為評價指標的方差分析結(jié)果見表4和表5。

表3 黑糯米保健酒發(fā)酵工藝正交試驗結(jié)果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments for fermentation technology optimization of black glutinous rice health wine

由表3可知，影響黑糯米保健酒總黃酮含量的各因素的主次順序為B＞C＞D＞A，影響黑糯米保健酒感官品質(zhì)的各因素的順序為A＞C＞D＞B。

表4 以黃酮含量為評價指標正交試驗結(jié)果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiments results using flavonoids content as evaluation index

由表4可知，混合藥材添加量、酒曲添加量、發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度均對黑糯米保健酒總黃酮含量有顯著性影響（P＜0.05）。由表5可知，混合藥材添加量、發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度對黑糯米保健酒有顯著性影響（P＜0.05），酒曲添加量對產(chǎn)品的影響不顯著（P＞0.05）。綜合考慮，選擇配方最優(yōu)組合為A2B2C3D2，即混合藥材添加量為1.5%，酒曲添加量為0.20%，發(fā)酵時間為6 d，發(fā)酵溫度為30℃，在此條件下進行驗證試驗，黑糯米保健酒感官評分為85分，總黃酮含量為32.2 μg/mL。

表5 以感官評定為評價指標正交試驗結(jié)果方差分析Table 5 Variance analysis of orthogonal experiments results using sensory evaluation as evaluation index

3 結(jié)論

本研究以黑糯米以及枸杞、山藥、覆盆子等12種藥食同源物質(zhì)為原料，通過單因素和正交試驗對黑糯米保健酒的釀造工藝進行優(yōu)化。試驗結(jié)果表明，最佳工藝參數(shù)為混合藥材添加量1.5%，酒曲添加量0.20%，發(fā)酵時間6 d，發(fā)酵溫度30℃。在此優(yōu)化條件下得到感官評分為85分，總黃酮含量為32.2 μg/mL的黑糯米保健酒。

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Technology of black glutinous rice health wine

QI Qi1,MU Yingchun2,YU Xiaoting1,SU Wei2*
(1.College of Life Science,Guizhou University,Guiyang 550025,China; 2.School of Liquor and Food Engineering,Guizhou University,Guiyang 550025,China)

Using black glutinous rice and the 12 kinds of homologous substances of medicine and food(including Chinese wolfberry,yam,raspberry, etc)as raw materials,the black glutinous rice health wine was developed.The brewing process of black glutinous rice health wine was optimized and determined by single factor and orthogonal experiments.The results showed that the optimum fermentation conditions were:mixed medicinal materials 1.5%,distiller's yeast 0.20%,fermentation time 6 d and temperature 30℃.Under the conditions,the sensory score of the glutinous rice health wine was 85 and the total flavonoid content was 32.2 μg/ml.

black glutinous rice health wine;flavonoids;fermentation process

TS262.91

0254-5071（2017）07-0182-05

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.07.039

2017-04-01

貴州省農(nóng)業(yè)攻關(guān)計劃（黔科合支撐[2016]2541號）

齊琦（1994-），女，碩士研究生，研究方向為生物工程。

*通訊作者：蘇偉（1974-），男，副教授，博士，研究方向為應(yīng)用生物技術(shù)。