毛竹筍酒發(fā)酵工藝研究

李美群，艾文勝*，楊 明，孟 勇，涂 佳

（湖南省林業(yè)科學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

毛竹（Phyllostachy pubescens）是優(yōu)良的筍用竹種，筍期長(zhǎng)、產(chǎn)量高、分布廣、面積大、營(yíng)養(yǎng)豐富、經(jīng)濟(jì)效益好[1]。在筍期進(jìn)行生產(chǎn)加工時(shí)，大量纖維化的部位被廢棄掉，造成資源的浪費(fèi)。賈燕芳[2]測(cè)得毛竹筍頭干基中粗纖維素19.94%、粗蛋白質(zhì)14.16%、可溶性糖23.43%、粗脂肪2.82%、灰分5.73%。林麗靜等[3]將毛竹筍筍頭加工成超微粉，測(cè)定結(jié)果為水分含量5.73%，灰分含量2.98%，脂肪含量0.56%，總糖含量35.60%，蛋白質(zhì)含量21.71%。SARANGTHEM K等[4-5]研究發(fā)現(xiàn)，竹筍含有豐富的植物甾醇，包括豆甾醇、β-谷甾醇和蕓苔甾醇，含量為251.4～279.5 mg/100 g。呂國(guó)提等[6]用不同的方法從毛竹筍筍頭中提取β-谷甾醇，得出微波輔助提取方法最理想，β-谷甾醇含量為2.88 mg/g。李安平等[7]比較了由酶法、發(fā)酵法和酸堿法制備成的毛竹春筍肉膳食纖維。但是用纖維化筍頭釀酒的研究不多，本試驗(yàn)利用毛竹筍加工后剩余的筍頭和毛竹鮮葉為原料，擬開(kāi)發(fā)一種新型竹葉香型筍酒，豐富筍酒的口感，提升其保健作用和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

毛竹筍：2014年3月下旬采挖于湖南省望城區(qū)原佳村烏山林場(chǎng)，以毛竹筍加工后剩余的筍頭、毛竹鮮葉為原料。纖維素酶（40 000 U/g）、糖化酶（100 000 U/g）、果膠酶（100 000 U/g）：上海瑞豐生物科技有限公司；安琪釀酒高活性干酵母、安琪葡萄酒高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；雅大牌水果酒酒曲：永州市雅大科技實(shí)業(yè)有限公司；釀酒專(zhuān)用酵母：鶴壁市百惠生物科技有限公司；殼聚糖：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；白砂糖：市售。

1.2 儀器與設(shè)備

FA2004B電子天平：上海佑科儀器儀表有限公司；FW177中草藥粉碎機(jī)：天津市泰斯特儀器有限公司；南凌冷柜SC/SD-338：佛山市南海百凌制冷設(shè)備廠；101-E型電熱鼓風(fēng)干燥箱：北京永光明醫(yī)療儀器廠；SPECORD 210 PLUS紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：德國(guó)耶拿分析儀器有限公司；SW-CJ-2FD型雙人單面工作凈化臺(tái)：蘇州凈化設(shè)備有限公司；FE20型實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)：梅特勒-托利多儀器有限公司；SHA-C水浴恒溫振蕩器：金壇市榮華儀器制造有限公司；MJ-160-II型霉菌培養(yǎng)箱：上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 毛竹筍酒發(fā)酵工藝流程及操作要點(diǎn)

工藝流程及操作要點(diǎn)如下[8-10]：

原料→清洗→殺青→粉碎→蒸煮→糖化→纖維素降解→接種酵母→前發(fā)酵→壓榨過(guò)濾→后發(fā)酵→澄清→過(guò)濾→調(diào)配→殺菌→成品

將清洗的原料90～100 ℃殺青20～30 min，粉碎，取200 g加入2倍原料質(zhì)量的水，添加原料與水總質(zhì)量18%的白砂糖，100 ℃蒸煮30 min，降溫至60 ℃，添加60 U/g原料的糖化酶并保溫30 min；降溫至50 ℃時(shí)，添加30 U/g原料的纖維素酶，保溫40 min；降溫至32 ℃，添加酵母菌0.3‰；用檸檬酸調(diào)節(jié)pH值為5.0，32 ℃保溫發(fā)酵3 d后，壓榨過(guò)濾，后發(fā)酵2 d，用果膠酶和殼聚糖澄清，得到毛竹筍酒。測(cè)定酒精度（%vol，20 ℃，以下相同），進(jìn)行感官評(píng)分。

酵母的活化：稱(chēng)取總發(fā)酵液質(zhì)量0.3‰的酵母，加入質(zhì)量為干酵母20～50倍的發(fā)酵液，再加入發(fā)酵液質(zhì)量4%的白砂糖，在35～40 ℃的培養(yǎng)箱里培養(yǎng)1～2 h。

1.3.2 筍酒釀造原料、釀酒酵母、溫度的選擇

分別選擇毛竹筍頭、毛竹筍頭和毛竹鮮葉（9∶1）、干毛竹筍頭為原料，其余處理方法同1.3.1。以最佳原料加入安琪釀酒高活性干酵母、雅大牌水果酒酒曲、安琪葡萄酒高活性干酵母和釀酒專(zhuān)用酵母，其余處理方法同1.3.1步驟。選擇最佳原料、酵母，設(shè)置18 ℃、22 ℃、26 ℃、30 ℃、34 ℃進(jìn)行發(fā)酵，其余處理方法同1.3.1步驟。

1.3.3 單因素試驗(yàn)

糖化酶對(duì)發(fā)酵筍酒的影響：選擇最佳原料、酵母和溫度，設(shè)置5個(gè)糖化酶梯度，添加40 U/g原料、60 U/g原料、80 U/g原料、100 U/g原料、120 U/g原料的糖化酶，其余處理方法同1.3.1步驟。

纖維素酶對(duì)發(fā)酵筍酒的影響：選擇最佳原料、酵母、溫度和糖化酶量，設(shè)置5個(gè)纖維素酶梯度，添加10 U/g原料、20 U/g原料、40 U/g原料、60 U/g原料、80 U/g原料的纖維素酶，其余處理方法同1.3.1步驟。

接種量對(duì)發(fā)酵筍酒的影響：選擇最佳原料、酵母、溫度、糖化酶和纖維素酶，設(shè)置接種量為0.1‰、0.2‰、0.3‰、0.4‰、0.5‰，其余處理方法同1.3.1步驟。

加糖量對(duì)發(fā)酵筍酒的影響：選擇最佳原料、酵母、溫度、糖化酶、纖維素酶和接種量，設(shè)置加糖量為16%、18%、20%、22%、24%進(jìn)行發(fā)酵，其余處理方法同1.3.1步驟。

1.3.4 筍酒釀造正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以糖化酶、纖維素酶、酵母接種量、加糖量為因素，以產(chǎn)品感官為評(píng)分指標(biāo)，采用L9（34）表進(jìn)行正交試驗(yàn)，試驗(yàn)因素水平表設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

參照文獻(xiàn)[11-12]，由10位具有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)家組成品酒小組，從色澤（滿(mǎn)分10分）、口感（滿(mǎn)分20分）、香氣、滋味（滿(mǎn)分30分）、典型性（滿(mǎn)分30分）、喜愛(ài)程度（滿(mǎn)分10分）5個(gè)方面進(jìn)行感官評(píng)定，感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表1 筍酒發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment for P.pubescens shoot wine fermentation conditions optimization

表2 毛竹筍酒感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standard of P.pubescens shoots wine

1.3.5 測(cè)定方法

酒精度的測(cè)定：GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》。

2 結(jié)果與分析

2.1 筍酒釀造預(yù)試驗(yàn)

2.1.1 原料的選擇

按1.3.2處理，得到酒精度和感官評(píng)分見(jiàn)表3。3種原料的酒精度和感官評(píng)分中，干毛竹筍頭酒香、整體感覺(jué)最好；其次為毛竹筍頭和毛竹鮮葉為原料的酒精度較高，酒有竹葉清香，整體口感較好；最后是毛竹筍頭。考慮毛竹筍頭干燥成本大，故選擇質(zhì)量比為9∶1的毛竹筍頭和毛竹鮮葉為原料。

表3 不同原料對(duì)毛竹筍酒發(fā)酵的影響Table 3 Effect of different raw materials on P.pubescens shoots wine fermentation

2.1.2 釀酒酵母的選擇

按1.3.2的處理，得到酒精度和感官評(píng)分如表4。安琪葡萄酒高活性干酵母的酒精度和感官評(píng)分最高；其次，酒精度從高到低依次是安琪釀酒高活性干酵母、雅大牌水果酒曲和釀酒專(zhuān)用酵母；感官評(píng)分得分從高到低依次是水果酒曲、安琪白酒高活性干酵母和釀酒專(zhuān)用酵母。故選擇葡萄酒高活性干酵母作為發(fā)酵酵母。

表4 不同酵母對(duì)毛竹筍酒發(fā)酵的影響Table 4 Effect of different yeast on P.pubescens shoots wine fermentation

2.1.3 溫度的選擇

表5 溫度對(duì)毛竹筍酒發(fā)酵的影響Table 5 Effect of different temperature on P.pubescens shoots wine fermentation

從表5可以看出，30 ℃時(shí)的酒精度和感官評(píng)分最高，然后依次是34 ℃、26 ℃、22 ℃和16 ℃。毛竹發(fā)筍時(shí)間從3月中、下旬開(kāi)始，這時(shí)平均氣溫還較低，約為16～20 ℃，在室溫條件下發(fā)酵，酵母菌生長(zhǎng)緩慢，出酒慢，出酒率也低；但是調(diào)控至過(guò)高溫度后，酵母菌發(fā)酵劇烈，出酒快，停止發(fā)酵早，香氣成分容易散失，影響發(fā)酵原酒質(zhì)量，釀制出來(lái)的酒也略有酸味。因此，春季釀酒需要一定的保溫措施，可覆蓋稻草、谷殼、棉布，也可放空調(diào)房或溫室等恒溫處，但溫度不宜過(guò)高。因此，選擇30 ℃左右的發(fā)酵溫度比較好。

2.2 筍酒釀造單因素試驗(yàn)

2.2.1 糖化酶對(duì)發(fā)酵筍酒的影響

表6 糖化酶添加量對(duì)毛竹筍酒發(fā)酵的影響Table 6 Effect of different saccharifying enzyme addition on P.pubescens shoots wine fermentation

糖化酶屬于外切酶，在發(fā)酵過(guò)程中水解發(fā)酵醪中的淀粉糊精、多糖和二糖為可發(fā)酵糖。從表6可以看出，添加80 U/g原料糖化酶的感官評(píng)分和酒精度最高。綜合考慮酒精度、感官評(píng)分和糖化酶用量成本，選擇添加60 U/g原料、80 U/g原料、100 U/g原料的糖化酶為正交試驗(yàn)的3個(gè)水平。

2.2.2 纖維素酶對(duì)發(fā)酵筍酒的影響

表7 纖維素酶添加量對(duì)毛竹筍酒發(fā)酵的影響Table 7 Effect of different cellulase addition on P.pubescens shoots wine fermentation

一般毛竹筍頭占筍質(zhì)量的20%～40%，筍頭因纖維素含量大不可食用，大多直接被廢棄，利用纖維素酶將纖維素轉(zhuǎn)化為能被糖化酶、酵母利用的小分子糖類(lèi)物質(zhì)，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為酒精，這能充分利用竹林資源，變廢為寶。從表7可以看出，添加40 U/g原料的纖維素酶酒精度最高，其次為20 U/g原料、80 U/g原料、60 U/g原料。綜合考慮酒精度、感官評(píng)分和纖維素酶用量成本，選擇添加20 U/g原料、40 U/g原料、60 U/g原料的纖維素酶為正交試驗(yàn)的3個(gè)水平。

2.2.3 接種量對(duì)發(fā)酵筍酒的影響接種量小，發(fā)酵酒精度低，發(fā)酵速度緩慢；接種量大，發(fā)酵速度較快，導(dǎo)致酵母早衰，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)菌體自溶現(xiàn)象，產(chǎn)生苦味和酵母臭味，從而影響產(chǎn)品風(fēng)味品質(zhì)[13-15]。從表8可以看出，按原料與水總質(zhì)量0.3‰的酵母接種量適宜且酒精度最高；0.4‰、0.5‰接種量的酒精度也較高，但是發(fā)酵好的酒有少量苦味。綜合考慮，選擇0.2‰、0.3‰、0.4‰的酵母接種量為正交試驗(yàn)的3個(gè)水平。

表8 接種量對(duì)毛竹筍酒發(fā)酵的影響Table 8 Effect of different inoculum on P.pubescens shoots wine fermentation

2.2.4 加糖量對(duì)發(fā)酵筍酒的影響

表9 加糖量對(duì)筍酒發(fā)酵的影響Table 9 Effect of different sugar addition on P.pubescens shoots wine fermentation

從表9可以看出，酒精度先上升后下降之后又上升。即加糖量為16%時(shí)，酒精度較低；加糖量為18%時(shí)，酒精度較高，感官評(píng)分最高；加糖量為20%，酒精度略有下降；加糖量為22%、24%時(shí)，酒精度進(jìn)一步升高，感官評(píng)分較高。糖度低，酒精轉(zhuǎn)化少；加糖量達(dá)到20%時(shí)，略有抑制酵母菌的生長(zhǎng)；加糖量進(jìn)一步增加時(shí)，酵母開(kāi)始受到抑制，隨著糖含量的慢慢降低，酵母繼續(xù)分解糖并轉(zhuǎn)化為酒精，酒精度增加。適宜的酒精度能使筍酒口感清爽，諸味適宜，故選擇18%、20%、22%的加糖量為正交試驗(yàn)的3個(gè)水平。同時(shí)，為防止初始糖度偏高，酵母發(fā)酵受抑制，加糖時(shí)可選擇分次加入，一般以2～3次較好，以免感染雜菌影響發(fā)酵。

2.3 發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)

表10 筍酒發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 10 Results and analysis of orthogonal experiment for P.pubescens shoot wine fermentation conditions optimization

由表10正交試驗(yàn)結(jié)果和極差分析可知，對(duì)毛竹筍酒產(chǎn)品影響的主次因素順序?yàn)镈＞B＞C＞A，其影響程度依次是加糖量＞纖維素酶＞接種量＞糖化酶，得出最佳工藝參數(shù)為A2B3C2D3，即糖化酶80 U/g，纖維素酶60 U/g，接種量0.3‰，加糖量22%。加糖量對(duì)筍酒酒精度的影響力較大，可能是在較適宜的其他條件下，糖能轉(zhuǎn)化為酒精，比其他因素起到的作用更大一些。纖維素酶添加量也能較好的影響酒精產(chǎn)量，證明纖維素的分解能提高酒精含量。

2.4 驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)最佳發(fā)酵條件A2B3C2D3進(jìn)行發(fā)酵得出，毛竹成品筍酒的感官評(píng)分為95.2分、酒精度為13.5%vol、總糖24.68 g/L、總酸0.62 g/L，酒體淺黃色，筍味純香，竹葉清香，諸味協(xié)調(diào)，清香純正，綿甜悠長(zhǎng)，無(wú)澀味和苦味，具有竹筍酒的特有發(fā)酵風(fēng)味和醇香。

3 討論

通過(guò)預(yù)試驗(yàn)得出毛竹筍酒的發(fā)酵原料、釀酒酵母及發(fā)酵溫度；在單因素和正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出，糖化酶量、纖維素酶量、接種量、加糖量是影響毛竹筍酒酒精度和感官評(píng)分的主要因素，其中加糖量的影響最為顯著。綜合得出最佳工藝參數(shù)為毛竹筍頭和毛竹鮮葉（9∶1）、2倍質(zhì)量水、22%加糖量、80 U/g糖化酶、60 U/g纖維素酶、0.3‰安琪葡萄酒高活性干酵母、30 ℃發(fā)酵3 d；得到酒精度為13.5%vol、殘總糖24.68 g/L、總酸0.62 g/L的毛竹發(fā)酵筍酒。

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