發(fā)酵型紅茶酒制備工藝的初步研究

鄒聰麗，周鴻翔,2*，陳爍

發(fā)酵型紅茶酒制備工藝的初步研究

鄒聰麗1，周鴻翔1,2*，陳爍1

紅茶是中國六大茶類中最具影響力的茶類之一[1]，其中含有茶黃素、茶紅素、茶多酚、游離氨基酸、黃酮類、咖啡堿等多種活性成分[2]。茶色素和茶多酚在防癌抗癌、抗腫瘤、清除自由基、抗氧化、抗突變、抗病毒、抑制病原菌、降血糖、降血脂以及治療心腦血管疾病等方面有重要的作用[3-5]。隨著人們保健意識(shí)的提高，紅茶類產(chǎn)品的市場前景越來越廣闊。

茶酒是指以茶葉為主料釀制或配制而成的各種飲用酒的統(tǒng)稱[6]，其中含有豐富的茶色素、茶多酚、多糖、咖啡堿和氨基酸等成分，具有營養(yǎng)、保健[7-8]和醫(yī)療[9-11]等功能。本研究從茶葉浸提溫度、料液比、酵母接種量、加糖量和發(fā)酵溫度幾個(gè)方面出發(fā)，對(duì)紅茶酒的發(fā)酵工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，為發(fā)酵型紅茶酒的研制提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅茶：產(chǎn)自貴州省遵義市湄潭縣。

葡萄酒果酒專用酵母（食品級(jí)）：安琪酵母股份有限公司；白砂糖、飲用純凈水：市售。

1.2 儀器與設(shè)備

HH-4電熱恒溫水浴鍋：天津市泰斯特儀器有限公司；WYT手持式折光儀：成都泰華光學(xué)有限公司；101-1型電熱鼓風(fēng)干燥箱：北京科偉永興儀器有限公司；AR520電子精密天平：奧豪斯儀器有限公司；HPX-9162-MBE數(shù)顯電熱培養(yǎng)箱：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程及操作要點(diǎn)

將紅茶粉碎后加水，在一定溫度條件下恒溫水浴鍋浸提15 min，取出后向其中加入一定量的白砂糖，攪拌至完全溶解，冷卻至室溫。接種活化后（稱取一定量的酵母粉，加入10倍體積的5%白砂糖溶液，置于35℃的恒溫水浴鍋中緩慢攪拌20 min后取出）的酵母菌（以茶湯的體積分?jǐn)?shù)計(jì)），用紗布蓋住瓶口放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，2 d后換單向閥密閉發(fā)酵。待發(fā)酵結(jié)束后將發(fā)酵液過濾，向其中加入白砂糖，使其表觀糖度為8%，滅菌后得成品酒。

1.3.2 單因素試驗(yàn)

固定料液比1∶30（g∶mL），接種量0.3%，加糖量14%，發(fā)酵溫度28℃，考察不同浸提溫度75℃、80℃、85℃、90℃、95℃對(duì)茶酒品質(zhì)的影響。

固定浸提溫度85℃，接種量0.3%，加糖量14%，發(fā)酵溫度28℃，考察不同料液比1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60（g∶mL）對(duì)茶酒品質(zhì)的影響。

固定浸提溫度85℃，料液比1∶40（g∶mL），加糖量14%，發(fā)酵溫度28℃，考察不同接種量0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%對(duì)茶酒品質(zhì)的影響。

固定浸提溫度85℃，料液比1∶40（g∶mL），接種量0.3%，發(fā)酵溫度28℃，考察不同加糖量8%、10%、12%、14%、16%對(duì)茶酒品質(zhì)的影響。

固定浸提溫度85℃，料液比1∶40（g∶mL），接種量0.3%，加糖量10%，考察不同發(fā)酵溫度16℃、20℃、24℃、28℃、32℃對(duì)茶酒品質(zhì)的影響。

1.3.3 響應(yīng)面試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計(jì)，應(yīng)用Box-Behnken中心組合設(shè)計(jì)原理，選取酵母接種量（A）、加糖量（B）、發(fā)酵溫度（C）三個(gè)因素為自變量，以-1，0，1水平進(jìn)行編碼，以感官評(píng)分（Y）為響應(yīng)值設(shè)計(jì)試驗(yàn)。試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

表1 紅茶酒發(fā)酵條件優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of response surface methodology for black tea fermentation conditions optimization

1.3.4 測定方法

酒精度的測定：采用酒精計(jì)法測定[12]；茶酒感官評(píng)分：由12人組成感官品評(píng)小組對(duì)發(fā)酵茶酒的外觀、香氣和口感進(jìn)行感官評(píng)定（滿分10分），感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 茶酒感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of tea wine

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 不同浸提溫度對(duì)茶酒品質(zhì)的影響

圖1 不同浸提溫度對(duì)茶酒酒精度和感官評(píng)分的影響Fig.1 Effect of different extraction temperature on alcohol content and sensory score

由圖1可知，酒精度隨茶湯浸提溫度的升高呈先上升后下降的趨勢，這是由于隨著溫度的升高，茶湯中的茶多酚、茶多糖、氨基酸等水浸出物逐漸增多，增加了酵母的營養(yǎng)來源，提高了酵母發(fā)酵酒精的轉(zhuǎn)化效率，從而使酒精度升高。當(dāng)浸提溫度＞90℃時(shí)，茶湯中較高的生物堿濃度抑制了酵母菌的生長[13-15]，使酒精度沒有繼續(xù)上升，但此溫度條件下茶酒的感官評(píng)分較低。當(dāng)浸提溫度為85℃時(shí)，茶酒的感官評(píng)分最高，為7.5分，隨著浸提溫度的繼續(xù)上升，茶酒的苦澀味較重。綜合考慮，選擇較優(yōu)浸提溫度為85℃。

2.1.2 不同料液比對(duì)茶酒品質(zhì)的影響

圖2 不同料液比對(duì)茶酒酒精度和感官評(píng)分的影響Fig.2 Effect of different solid-liquid ratio on alcohol content and sensory score

由圖2可知，當(dāng)料液比在1∶20～1∶30（g∶mL）時(shí)，茶酒的酒精度及感官評(píng)分均隨料液比的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，當(dāng)料液比為1∶40（g∶mL）時(shí)，茶酒的酒精度及感官評(píng)分均最高，分別為9.4%vol和7.7分，綜合考慮，選擇較優(yōu)料液比為1∶40（g∶mL）。

2.1.3 不同酵母接種量對(duì)茶酒品質(zhì)的影響

由圖3可知，接種量為0.29%～0.6%條件下，茶酒的酒精度基本相同，茶酒的感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢；接種量為0.3%時(shí)，茶酒的感官評(píng)分最高，為7.7分。綜合考慮，選擇較優(yōu)的酵母接種量為0.3%。

圖3 不同酵母接種量對(duì)茶酒酒精度和感官評(píng)分的影響Fig.3 Effect of different yeast inoculum on alcohol content and sensory score

2.1.4 不同加糖量對(duì)茶酒品質(zhì)的影響

圖4 不同加糖量對(duì)茶酒酒精度和感官評(píng)分的影響Fig.4 Effect of different sugar quantity on alcohol content and sensory score

由圖4可知，隨著加糖量在8%～16%范圍內(nèi)逐漸增加，茶酒的酒精度逐漸增大，感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢；加糖量為10%時(shí)，茶酒的酒精度適中，感官評(píng)分最高，為7.9分；加糖量為16%時(shí)茶酒的酒精度達(dá)到最高，但感官評(píng)分較低。綜合考慮，選擇較優(yōu)的加糖量為10%。

2.1.5 不同發(fā)酵溫度對(duì)茶酒品質(zhì)的影響

圖5 不同發(fā)酵溫度對(duì)茶酒酒精度和感官評(píng)分的影響Fig.5 Effect of different fermentation temperature on alcohol content and sensory score

由圖5可知，隨著發(fā)酵溫度在16～30℃范圍內(nèi)的升高，茶酒的酒精度呈現(xiàn)先上升后基本不變的趨勢，感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢；在發(fā)酵溫度為24℃時(shí)酒精度達(dá)到最高，為6.8%vol，但此時(shí)感官評(píng)分不高；在發(fā)酵溫度為28℃時(shí)茶酒的感官評(píng)分最高，為7.9分，酒精度與發(fā)酵溫度為24℃時(shí)基本一致。綜合考慮，選擇較優(yōu)的發(fā)酵溫度為28℃。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)

2.2.1 模型分析

表3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及感官評(píng)分結(jié)果Table 3 Experiment design and results of sensory score

通過Design-Expert 8.0軟件對(duì)表3的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到方差分析結(jié)果如表4所示。以茶酒的感官評(píng)分為響應(yīng)值，經(jīng)回歸擬合后，得到回歸方程：

表4 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 4 Variance analysis of response surface experiments

由方差分析結(jié)果和回歸方程可知，模型的P＜0.01（極顯著），失擬項(xiàng)檢驗(yàn)的P=0.187 2＞0.05（不顯著），R2=0.979 7表明因變量與自變量之間的線性關(guān)系顯著，模型與試驗(yàn)數(shù)據(jù)充分?jǐn)M合，所以，可以利用此回歸方程確定茶酒的最佳發(fā)酵工藝。B、BC、A2、B2、C2都達(dá)到了顯著或極顯著水平，所選因素對(duì)茶酒感官評(píng)分的影響順序?yàn)椋杭犹橇浚景l(fā)酵溫度＞酵母接種量。

2.2.2 響應(yīng)面交互作用分析與茶酒最佳發(fā)酵條件的確定

以茶酒感官評(píng)分為響應(yīng)值的響應(yīng)面及等高線見圖6。從其等高線圖可直觀反映出2個(gè)變量間交互作用的顯著程度，其中圓形表示兩因素交互作用不顯著，而橢圓形表示兩因素之間的交互作用顯著。

圖6 加糖量、發(fā)酵溫度、酵母接種量交互作用對(duì)茶酒感官評(píng)分影響的響應(yīng)曲面及等高線Fig.6 Response surface plots and contour line of effects of interaction between sugar addition,fermentation temperature and inoculum on sensory score of tea wine

通過軟件分析確定茶酒最佳發(fā)酵工藝為酵母接種量0.31%、加糖量9.6%、發(fā)酵溫度27.54℃，在該條件下，由回歸方程算出的感官評(píng)分理論值為8.12分?？紤]到實(shí)際可操作性，將條件修改為酵母接種量0.3%、加糖量9.6%、發(fā)酵溫度27.5℃。根據(jù)所得的分析數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，測定結(jié)果為酒精度6.5%vol，感官評(píng)分8.1分，與預(yù)測結(jié)果基本相同，證明采用響應(yīng)面法優(yōu)化得到的發(fā)酵工藝條件合理可靠。

3 結(jié)論

通過單因素和響應(yīng)面試驗(yàn)考察了浸提溫度、料液比、酵母接種量、加糖量和發(fā)酵溫度對(duì)茶酒糖度下降速率、酒精度和感官評(píng)分的影響，確定了最佳工藝條件為浸提溫度85℃，料液比1∶40（g∶mL），酵母接種量0.3%，加糖量9.6%，發(fā)酵溫度27.5℃，在該組合下茶酒的酒精度為6.5%vol，感官評(píng)分為8.1分。所得產(chǎn)品為黃橙色，透明發(fā)亮，酸甜適中，富含茶多酚、咖啡堿等多種營養(yǎng)成分，兼有茶香和酒香。

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(1.貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院，貴州貴陽，550025；2.貴州大學(xué)發(fā)酵工程與生物制藥省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州貴陽，550025）

為了探討紅茶酒發(fā)酵的最佳工藝，考察了茶葉浸提溫度、料液比、酵母接種量、加糖量和發(fā)酵溫度對(duì)茶酒酒精度和感官評(píng)分的影響，并采用響應(yīng)面法優(yōu)化茶酒發(fā)酵的條件。結(jié)果表明，茶酒發(fā)酵最佳工藝條件為浸提溫度85℃，料液比1∶40（g∶mL），酵母接種量0.3%，加糖量9.6%，發(fā)酵溫度27.5℃，在此條件下，茶酒的酒精度為6.5%vol，感官評(píng)分為8.1分。所得產(chǎn)品為黃橙色，透明發(fā)亮，酸甜適中，富含茶多酚、咖啡堿等多種營養(yǎng)成分，兼有茶香和酒香。

茶酒；發(fā)酵工藝；感官評(píng)分；酒精度

ZOU Congli1,ZHOU Hongxiang1,2*,CHEN Shuo1
(1.College of Liquor and Food Engineering,Guizhou University,Guiyang 550025,China;2.Province Key Laboratory of Fermentation Technology and Biological Pharmany,Guizhou University,Guiyang 550025,China)

In order to explore the fermentation technology of black tea wine,the effect of tea extraction temperature,solid-liquid ratio,yeast inoculum, sugaradditionandfermentationtemperatureonalcoholcontentandsensoryscoreofthewinewereanalyzed.Thefermentationconditionswereoptimized by response surface tests.Results showed that the optimal technology parameters were extraction temperature 85℃,solid-liquid ratio 1∶40(g∶ml),yeast inoculum 0.3%,sugar addition 9.6%and fermentation temperature 27.5℃.Under these conditions,the alcohol content of the wine was 6.5%vol and sensory score was 8.1.The final product showed yellow-orange color,transparent and bright,sweet and sour with tea and wine aroma.It contained tea polyphenols,caffeineandothernutrients.

tea wine;fermentation technology;sensory score;alcohol content

TS262.91

0254-5071（2017）02-0180-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.02.039

2016-09-14

鄒聰麗(1990-)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)榘l(fā)酵工程。

*通訊作者：周鴻翔(1975-)，男，副教授，本科，研究方向?yàn)橛椭庸?、食品生物技術(shù)。

Preparation of fermented black tea wine