红曲紫薯酒发酵工艺的研究

【摘 要】本文以紫薯作为原料，结合福建闽派黄酒的酿造工艺，采用红曲酿造，优化了红曲紫薯酒的生产工艺，通过正交实验确定最优水平。最优发酵条件为：经酶解预处理后的紫薯汁，添加0.10%酵母、10%红曲在20 ℃发酵20天所得红曲紫薯酒感官品质最好。最优条件下，红曲紫薯酒总糖3.25 g/L，非糖固形物4.8 g/L，酒精度8.4% vol，pH=3.84，总酸4.30 g/L，氨基酸态氮0.75 g/L。

【关键词】紫薯；红曲；发酵

一、引言

紫薯（Solanum tuberosum）又叫黑薯，薯肉呈紫色至深紫色。它除了具有普通红薯的功能性营养成分外，因其含有十分丰富的花青素类色素、硒、多糖、植物蛋白、维生素和矿物质等多种营养成分，而成为当前农产品研究和开发的热点。我国虽是世界甘薯最大供应地，但是只有40%用于人类消费和工业用途，其余的都用作动物饲料。

红曲，是一种天然食品添加剂，也一直是一种药食两用的产品。红曲含有多种氨基酸和不饱和脂肪酸，多种酶与糖，尤其功能性成分Monacolin K，能够有效抑制胆固醇合成，调节人体异常血脂，降低血压，防止动脉粥样硬化，保护肾脏，预防癌症。红曲代谢能够产生大量乙酸、丙酸、丁酸等有机酸类，以及β-苯乙醇、异丁醇、正丙醇、异戊醇等对酒类风味影响较为明显的物质，添加红曲的酒液能获得更好更持久的香气，因此红曲非常适合酒类发酵。福建省具有悠久的红曲黄酒酿造历史，酿造工艺相对完善，对于开发酿酒新原料，新工艺具有良好的理论和技术基础。以紫薯为原料生产出的紫薯酒，以其优良的感官特性和抗氧化、预防心脑血管疾病、降低血糖等保健功能表现出极大的发展潜力。

闽派黄酒以红曲为其特色菌种，生产出的黄酒具有悦人的色泽和香气，且兼具保健功能。因此本文在传统闽派黄酒工艺基础上改良原料，以紫薯代替大米为主要原料，添加红曲进行发酵，探索新型保健酒开发的可能性。

二、材料与方法

（一）实验材料与设备

（1）材料

紫薯 市售

α-淀粉酶（酶活力>3700 u/g）

果胶酶（酶活力 30000 u/g）

糖化酶（酶活力>105 u/g）

柠檬酸

分析纯安琪酵母 市售

红曲 市售

葡萄糖、硫酸铜、酒石酸钾钠、硫酸亚铁、次甲基蓝、氢氧化钠、甲基红、盐酸、甲醛均为国药分析纯

（2） 实验仪器、设备

AB 204电子天平 上海台衡仪器仪表有限公司

Delta320酸度计 上海摩速科学器材有限公司

恒温水浴锅 成都赛可隆机械设备有限公司

（二）实验方法

（1） 工艺流程

紫薯蒸熟加水打浆淀粉酶液化果胶酶水解糖化酶糖化过滤清汁发酵添加红曲和酵母发酵倒罐灭菌装罐

（2）酶解处理

紫薯蒸熟与水1：1混合打浆，之后依次用α-淀粉酶在pH=5.8，70 ℃下处理85min，添加量5.6 u/g；果胶酶在pH=4.8，65 ℃水解12 min，添加量15 u/g；糖化酶在pH=4.8 60 ℃下处理53 min，添加量180 u/g。

（3）最佳发酵工艺的研究

1.不同发酵时间对主发酵的影响

将酶解好的紫薯汁添加添加10%的红曲，0.10%酵母，在20 ℃发酵5天、10天、15天、20天、25天、30天，以酒精度和总糖含量作为指标，研究发酵时间对主发酵的影响。

2.不同温度对主发酵的影响

将酶解好的紫薯汁添加10%的红曲，0.10%酵母，分别在16 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃，35 ℃发酵30天，以酒精度和总糖含量作为指标，研究温度对主发酵的影响。

3.不同酵母添加量对主发酵的影响

将酶解好的紫薯汁分别添加0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%的酵母，在20 ℃发酵30天，以酒精度和糖含量作为指标研究不同酵母添加量对主发酵的影响。

4.不同红曲添加量对主发酵的影响

将酶解好的紫薯汁分别添加5%、10%、15%、20%、25%红曲，在20 ℃发酵30天，以酒精度和糖含量作为指标研究不同红曲添加量对主发酵的影响。

5.最佳发酵工艺参数正交试验

根据单因素实验结果进行四因素三水平的正交试验，得出最优工艺参数。

6.指标的测定

按照GB/T 13662-2008中规定的方法测定样品理化指标。

7.红曲紫薯酒感官评定

根据酒的外观、香气、口味和风格对红曲紫薯酒的感官进行评价，随机将样品分给10名实验室人员进行品评，每项满分10分，总分40分。最后分数为总分平均得分，评定标准见表1：

表1 红曲紫薯酒感官评定标准

Table 1 The sensory evaluation standard of red starter and purple sweet potato wine

三、结果与讨论

（一）不同发酵时间对发酵效果的影响

表2 发酵时间对发酵效果的影响

Table 2 The influence of fermentant time on the effect of fermentation

由图2可知，酒样总糖含量在发酵前10天迅速下降至4.36 g/L，之后随着发酵天数的增加略有下降但基本稳定在3g/L左右；酒精度随着发酵天数增加而增加，第20天时达到最大值7.2% vol，之后酒精度随着发酵结束略有下降；pH值在第10天迅速下降至3.68之后稍上升至3.93，发酵第30天降至3.77，下降幅度不大。

发酵5天、10天、15天、20天、25天、30天的酒样感官评分分别为：14分、20分、26分、32分、34分、28分，因此发酵时间宜选择在20-25天。

（二）不同发酵温度对发酵效果的影响

表3 不同发酵温度对发酵效果的影响（如下表）

Table 3 The influence of different fermentation temperature effect on fermentation

由表3可知，酒样总糖含量在25 ℃以下随着温度的升高而降低，酵母繁殖加快，总糖利用率高，酒精度随之升高；超过25 ℃酒样总糖含量开始有所回升，酒精度开始下降。16 ℃和20 ℃时酒样色泽艳丽，香气柔和，且口感清爽；温度超过25 ℃酒样pH下降，开始产生一点酸味，pH值下降，超过30℃酒体发酵过快，使得酒液酸味过大，影响口感，发酵温度过高不利于酒样香气的形成。

发酵温度为16℃、20℃、25℃、30℃、35℃的酒样感官评分分别为：30分、33分、26分、25分、28分、28分。因此发酵温度以16 ℃～20 ℃为宜。

（三）不同酵母添加量对发酵效果的影响

表4不同酵母添加量对发酵效果的影响

Table 4 The influence of different yeast addition amount on the effect of fermentation

由表4可知，酵母添加量0.05%的酒样酒味不足，口感略淡；酵母添加量0.10%的酵母在发酵结束后产生的酒精度最大，酒样酸度适中，香气纯正；酵母添加量0.15%的酒样口味偏酸，香气不纯净；添加量超过0.20%，酵母将糖分主要用于自身生长，酒精产量减少，酒度降低，香气较杂，口感偏酸，因此酵母添加量以0.10%为宜。

（四）不同红曲添加量对发酵效果的影响

表5 不同红曲添加量对发酵效果的影响

Table 5 The influence of different red starter addition amount on the effect of fermentation

由表5可知，红曲添加量5%的酒样发酵缓慢，酒味较淡，口感偏酸；红曲添加量为10%的酒样具有较悦目的色泽，酒味适中，口感平衡；红曲添加量超过15%之后酒样酒味较浓，但是随着红曲添加量的增大，红曲颜色逐渐加深，红曲味盖过紫薯香气，且酒味发涩发苦，故选择红曲添加量为10%为宜。

（五）正交试验

根据上述单因素实验得出的结果进行正交试验，结果如表6：

表6 发酵工艺正交试验

表7 方差分析表

由表6、表7可知，发酵温度对红曲紫薯酒发酵效果影响最为显著，最优工艺参数为B2D2A1C2，即酵母添加量0.10%，红曲添加量10%，发酵时间20天，发酵温度20 ℃。

（六）发酵工艺的验证

对最优发酵工艺生产出的红曲紫薯酒各项指标进行测定，所得结果如下：

总糖3.25 g/L，非糖固形物4.8 g/L，酒精度8.4% vol，pH=3.84，总酸4.30 g/L，氨基酸态氮0.75 g/L。

以上指标符合低度保健酒的品质要求，且具有悦目的色泽和柔净醇和的口感与愉悦的香气，酒体协调，能够满足消费者对此类酒品的要求，具有一定市场竞争潜力。

四、总结

本研究以紫薯为原料，通过用α-淀粉酶、果胶酶、糖化酶依次对紫薯浆液进行酶解，采用纯液态发酵；研究酵母和红曲添加量、发酵温度、发酵时间对红曲紫薯酒发酵过程的影响，优化红曲紫薯酒发酵工艺，最后得出：经预处理后的紫薯汁，添加0.10%酵母、10%红曲在20 ℃发酵20天所得红曲紫薯酒感官品质最好，并研究了发酵过程中主要指标的变化规律。最优条件下，红曲紫薯酒总糖3.25 g/L，非糖固形物4.8 g/L，酒精度8.4% vol，pH=3.84，总酸4.30 g/L，氨基酸态氮0.75 g/L。

红曲紫薯酒色泽鲜艳，香气典雅，口感清爽，酒精度低，纯天然无添加，良好的抗氧化能力，增加了其保健功能，正好符合了市场低度保健饮料酒的需求，具有十分广阔的市场前景。另外，红曲紫薯酒原料易得，将其结合闽派黄酒瑰宝-红曲，并在传统黄酒酿造工艺基础上进行改进，不增加设备，利于规模化生产。

参考文献：

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