小建中湯保健酒的釀造工藝研究

黃文靜，謝 培，周永學(xué)，閆曙光，楊 潔，蔡興航，張嚴(yán)磊，王丹東

（1.陜西中醫(yī)藥大學(xué)/陜西省中藥資源產(chǎn)業(yè)化協(xié)同創(chuàng)新中心，陜西咸陽(yáng)712083； 2.陜西中醫(yī)藥大學(xué)，陜西咸陽(yáng)712046； 3.咸陽(yáng)市第一人民醫(yī)院，陜西咸陽(yáng)712000）

中醫(yī)藥大健康產(chǎn)業(yè)涉及健康產(chǎn)品的生產(chǎn)和健康服務(wù)兩大領(lǐng)域，其中健康產(chǎn)品的生產(chǎn)包括藥品、保健品、綠色有機(jī)食品、酒、水、茶、日化用品和中醫(yī)醫(yī)療器械等的制造[1]。藥酒作為中醫(yī)藥大健康產(chǎn)品中的重要一類，在我國(guó)有著悠久的歷史，而且種類繁多，由于藥酒在釀造的過(guò)程中加入了中藥材等成分，因此具有防治疾病和強(qiáng)身健體的作用[2]?，F(xiàn)代保健酒的釀制繼承了傳統(tǒng)藥酒的制作方法和經(jīng)驗(yàn)，并融合了現(xiàn)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，這使得保健酒產(chǎn)業(yè)得到了極大的發(fā)展[3]。

中藥名方小建中湯出自《傷寒論》，其組方中君藥為飴糖（30 g），另配芍藥（18 g）、桂枝（9 g）、生姜（9 g）、炙甘草（6 g）和大棗（6枚約40 g）[4]。主治中焦虛寒，肝脾不和，神疲乏力，虛怯少氣，手足煩熱，咽干口燥；現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中常用本方治療胃及十二指腸潰瘍、慢性胃炎、神經(jīng)衰弱、再生障礙性貧血和功能性發(fā)熱等癥[5-10]。該方中飴糖具有溫中補(bǔ)虛，和里緩急之效，此外飴糖也是一種重要的釀酒原料和增甜劑，在制酒、罐頭、豆醬、醬油和果汁飲料的生產(chǎn)上有著廣泛的應(yīng)用[11-13]。除芍藥外，該方中的諸多藥材如大棗等均收錄在2014年衛(wèi)計(jì)委公布的藥食同源目錄內(nèi)，因此是進(jìn)行保健酒開(kāi)發(fā)的適宜原料[14-15]。

本研究以小建中湯組方為基礎(chǔ)，在不改變組方配比的基礎(chǔ)上，研究各參數(shù)對(duì)發(fā)酵原液酶解的影響，并以酒精度和感官評(píng)分為指標(biāo)，通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化小建中湯保健酒的主發(fā)酵條件，為其工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與儀器

1.1 材料、試劑及儀器

飴糖、芍藥、桂枝和炙甘草，購(gòu)自陜西中醫(yī)藥大學(xué)國(guó)醫(yī)堂；生姜，西安本地產(chǎn)，市售；大棗，狗頭棗，產(chǎn)自陜北佳縣，市售；糖化酶和果膠酶，購(gòu)自陜西樂(lè)博生物科技有限公司；高活性釀酒干酵母，安琪酵母有限公司；檸檬酸、明膠等，浙江天豐試劑有限公司。

儀器設(shè)備：果蔬勻漿機(jī)和粉碎機(jī)（廣州美的）；電熱恒溫培養(yǎng)箱（上海一恒）；超聲波儀（北京華圣科儀）；UV-2600紫外分光光度計(jì)（日本島津）；酸度計(jì)（上海雷磁）；超凈臺(tái)（上海蘇凈）；高壓滅菌鍋（山東新華）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 保健酒的生產(chǎn)工藝流程

保健酒生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

1.2.2 工藝要點(diǎn)

市售鮮生姜切片后晾干制成飲片，與其他藥材飲片按小建中湯組方量各自稱重后混合粉碎，過(guò)400目篩后，向粉末中加入一定量的水使其最終體積為500 mL，超聲30 min后加入一定量的糖化酶糖化，糖化完成后，經(jīng)4層紗布過(guò)濾，除去濾渣得藥材酶解液。

市售大棗清洗后去核稱重40 g，加入一定量的水使其最終體積為500 mL，打漿，棗液經(jīng)一定量的果膠酶酶解后用4層紗布過(guò)濾，除去果渣得大棗酶解液。

一定量的安琪釀酒高活性酵母用5倍的2%蔗糖水在38℃下活化30 min待用。將兩種原料按一定比例混合后向原料中加入飴糖30 g，攪拌溶化后用檸檬酸調(diào)pH值至5.0，加入一定量活化后的釀酒酵母至總體積為600 mL進(jìn)行發(fā)酵，主發(fā)酵完成后加入少量明膠澄清并經(jīng)8層紗布過(guò)濾，除去濾渣即得酒液。將酒液在70℃條件下滅菌10 min后，迅速降溫至15℃保存，即得保健酒成品。

1.2.3 酶解工藝條件優(yōu)化

選取不同糖化酶添加量（0 U/mL、50 U/mL、100 U/mL、150 U/mL、200 U/mL、250 U/mL）、酶解溫度（30℃、40℃、50℃、60℃、70℃）和酶解時(shí)間（4 h、8 h、12 h、24 h、36 h），考察不同因素對(duì)藥材酶解液還原糖的影響。

選取不同果膠酶添加量（0 U/mL、30 U/mL、60 U/mL、100 U/mL、140 U/mL、180U/mL）、酶解溫度（25℃、35℃、45℃、55℃、65℃）和酶解時(shí)間（2 h、4 h、6 h、8 h、10 h），考察不同因素對(duì)棗液還原糖的影響。

1.2.4 保健酒發(fā)酵工藝的正交試驗(yàn)

圖1 保健酒生產(chǎn)工藝流程

選取發(fā)酵時(shí)間（A）、發(fā)酵溫度（B）、酵母接種量（C）和原料配比（D）4個(gè)因素，采用L9（34）正交試驗(yàn)對(duì)發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化，因素與水平見(jiàn)表1。

表1發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)因素水平

1.2.5 檢測(cè)方法

還原糖：酶解液還原糖用520 nm下的吸光值來(lái)表示相對(duì)量[16]。

酒精度：按照國(guó)標(biāo)GB 5009.225—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)酒中乙醇濃度的測(cè)定》中的方法進(jìn)行測(cè)定[17]。

感官評(píng)定：由50人組成品評(píng)小組，參照表2的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)保健酒的9個(gè)試驗(yàn)樣品進(jìn)行品評(píng)并打分。

表2 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 飲片酶解工藝參數(shù)的確定

2.1.1 糖化酶加入量的優(yōu)化

小建中湯組方中桂枝、甘草和芍藥等藥材的淀粉和纖維含量較高，因此需要通過(guò)糖化酶水解淀粉增加還原糖含量以利于后期發(fā)酵。酶的使用量對(duì)水解至關(guān)重要，根據(jù)前期預(yù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，選擇在55℃下處理6 h，通過(guò)加入不同量的糖化酶研究其對(duì)水解的影響。如圖1所示，隨著糖化酶加入量的上升，水解液中還原糖的OD520值不斷增加，至酶加入量為200 U/mL時(shí)，OD520值趨于平穩(wěn)，因此后續(xù)試驗(yàn)選擇加酶量200 U/mL。

圖1 不同酶加入量對(duì)水解液還原糖OD520的影響

2.1.2 酶解溫度的優(yōu)化

在200 U/mL加酶量的條件下，選擇酶解溫度分別為30℃、40℃、50℃、60℃、70℃，分別處理6 h，結(jié)果如圖2所示。隨著溫度的升高，水解液OD520值不斷增大，表明其還原糖含量增加，當(dāng)溫度達(dá)到60℃時(shí)水解液中還原糖含量達(dá)到最大值，因此后續(xù)試驗(yàn)選擇該溫度進(jìn)行酶解。

圖2 不同酶解溫度對(duì)還原糖OD520的影響

2.1.3 酶解時(shí)間的優(yōu)化

在加酶量為200 U/mL，溫度為60℃的條件下，分別處理 4 h、8 h、12 h、24 h和 36 h，結(jié)果見(jiàn)圖3。隨著酶解時(shí)間的增加，藥液的OD520值不斷升高，8 h后酶解的速度逐漸放緩，12 h后藥液中還原糖的含量變化趨于穩(wěn)定，綜合考慮時(shí)間成本，后續(xù)試驗(yàn)的酶解時(shí)間選擇12 h。

2.2 棗液酶解工藝參數(shù)的確定

圖3 不同酶解時(shí)間對(duì)還原糖OD520的影響

2.2.1 果膠酶加入量的優(yōu)化

大棗中富含果膠，必須對(duì)其進(jìn)行水解以提供足夠的糖分便于后續(xù)發(fā)酵，在50℃條件下分別向棗液中加入不同量的果膠酶處理4 h，結(jié)果如圖4所示。棗液中OD520值隨酶加入量的變化總體上呈“S”型曲線，當(dāng)酶加入量大于100 U/mL后，棗液中還原糖的含量達(dá)到較高水平，考慮到成本，后續(xù)實(shí)驗(yàn)均選擇加酶量為100 U/mL。

圖4 不同酶加入量對(duì)棗液還原糖OD520的影響

2.2.2 酶解溫度的優(yōu)化

向棗液中加入100 U/mL果膠酶，分別在不同溫度下酶解4 h，其結(jié)果見(jiàn)圖5。隨著酶解溫度的升高，棗液中還原糖含量逐漸上升，酶解溫度為45℃時(shí)，OD520值達(dá)到一個(gè)較高水平，與55℃和65℃下OD520值差異不顯著，因此后續(xù)實(shí)驗(yàn)選擇酶解溫度為45℃。

2.2.3 酶解時(shí)間的優(yōu)化

在加酶量為100 U/mL，溫度45℃的條件下，分別對(duì)棗液酶解2 h、4 h、6 h、8 h和10 h，其結(jié)果如圖6所示。隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)，棗液中還原糖的含量不斷上升，8 h時(shí)達(dá)到最大值，因此后續(xù)實(shí)驗(yàn)的酶解時(shí)間選擇8 h。

圖5 不同酶解溫度對(duì)棗液還原糖OD520的影響

圖6 不同酶解時(shí)間對(duì)還原糖OD520的影響

2.3 保健酒最佳發(fā)酵工藝的確定

通過(guò)對(duì)藥材酶解液和大棗酶解液進(jìn)行不同配比，在不同酵母接種量、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時(shí)間的條件下對(duì)小建中湯保健酒的發(fā)酵工藝進(jìn)行正交試驗(yàn)。由表3可知，保健酒發(fā)酵工藝中各因素對(duì)酒精度的影響程度為A＞C＞B＞D，即發(fā)酵時(shí)間對(duì)酒精度的影響最大，其次為酵母接種量，發(fā)酵溫度和原料配比對(duì)酒精度的影響較小。最優(yōu)組合為A3B3C3D2，即發(fā)酵時(shí)間為8 d，溫度為34℃，酵母接種量為11%，原料配比為1∶1。各因素對(duì)感官評(píng)分的影響為D＞B＞C＞A，即原料配比對(duì)感官評(píng)分的影響最大，其次為發(fā)酵溫度，發(fā)酵時(shí)間和酵母接種量的影響最小。最優(yōu)組合為A1B1C1D3，即在原料配比1∶2，發(fā)酵溫度26℃，酵母接種量5%的情況下發(fā)酵4 d。

由表4可知，發(fā)酵時(shí)間和酵母接種量對(duì)酒精度的影響顯著，發(fā)酵溫度與原料配比對(duì)其影響不顯著。由表5可知，發(fā)酵溫度和原料配比對(duì)感官評(píng)分影響顯著，其他因素均不顯著。

表3 保健酒發(fā)酵條件優(yōu)化的正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

表4 以酒精度為評(píng)價(jià)指標(biāo)的正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析

綜合以上考慮，選擇小建中湯保健酒的最優(yōu)工藝為A3B1C3D3。即發(fā)酵溫度26℃，酵母接種量11%，在原料配比為1∶2的情況下發(fā)酵8 d。對(duì)此配方進(jìn)行3組驗(yàn)證試驗(yàn)，所制得的保健酒酒精度為12.4%vol，感官評(píng)分為89.2。

表5 以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)的正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析

3 結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)探究了原料酶解的最佳條件，并在基本不改變小建中湯組方的基礎(chǔ)上對(duì)原料進(jìn)行了酶解，使其充分糖化，增加了原料中還原糖的濃度。在主發(fā)酵過(guò)程中加入了飴糖，并通過(guò)正交試驗(yàn)探討了發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度、酵母接種量和原料配比對(duì)保健酒酒精度和感官評(píng)分的影響，得到了制作保健酒的最優(yōu)工藝為發(fā)酵溫度26℃，酵母接種量11%，在原料配比為1∶2的情況下發(fā)酵8 d。采用此工藝所制得的保健酒酒精度為12.4%vol，感官評(píng)分為87.2，其酒香濃郁、入喉不黏、酸甜適口、藥香酒香協(xié)調(diào)，并具有典型的小建中湯香氣。

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