酱香蜂蜜酒发酵工艺优化及其品质分析

陈 娟1,2,喻仕瑞1,2*,郑华艳1,3,姬 莉1,宋丹丹1,王欣甜1,李 梅1,张翠红1

(1.茅台学院 食品科学与工程系,贵州 遵义 564501;2.贵州省保健酒酿造技术工程研究中心,贵州 遵义 564502;3.茅台学院 特色食品资源利用人才基地,贵州 遵义 564502)

摘 要:该研究以酱香型白酒七轮次丢糟和蜂蜜为原料酿造酱香蜂蜜酒,以多酚含量为评价指标,采用单因素及响应面试验优化其酿造工艺,对其体外抗氧化活性进行评价,并以未添加蜂蜜酒样为对照,对其理化指标、挥发性风味物质、无机元素含量及抗氧化活性进行对比分析。结果表明,酱香蜂蜜酒最佳酿造工艺为蜂蜜添加量15%,酵母添加量0.053%,发酵时间17 d,发酵温度为28.5 ℃。此优化工艺条件下,酱香蜂蜜酒的多酚含量为3.49 mg/L,感官评分为89.3分,兼具酱香和蜂蜜的风味特征。与未加蜂蜜发酵酒样相比,酱香蜂蜜酒的酒精度、总酸、总酯、固形物含量较高,分别为13.13%vol、3.10 g/L、1.30 g/L、0.54 g/L;甲醇均未检出;有害金属Pb较低(0.40 mg/L);人体必需微量元素Zn较高(36.2 mg/L);挥发性风味物质更丰富,共检出26种,其中有机酸类7种,醇类11种,酯类3种,醛类1种,酮类2种,吡嗪类2种;抗氧化活性更强,其1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、羟基、2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)自由基清除率更高。

关键词:酱香蜂蜜酒;发酵工艺优化;感官评价;多酚;抗氧化;挥发性风味物质

酱香型白酒糟是酱香型白酒生产过程中出现的副产物[1],白酒酒糟中含有丰富的蛋白质、脂肪、磷、钾、维生素及其他微量营养成分[2],直接丢弃酒糟造成极大浪费。2022年我国酱香型白酒糟产量约达300万t[3],目前对酒糟主要用于生产饲料、沼气和堆肥[4],另外高价值成分提取也是研究热点,如具有抗氧化活性的多糖[5]、功能肽[6]、多酚[7]等物质。七轮次酒糟也可生产翻砂酒,即第八轮次酒,但产量少、风味不佳,苦味、焦糊味重,一般较少用于生产成品酒,多用作调味酒[8]。利用七轮次酒糟继续发酵产酒的研究较少,加入蜂蜜发酵的研究也未见报道。

蜂蜜是一种药食同源的食品,主要含有葡萄糖和果糖[9],还含有丰富的酶类、有机酸、维生素、蛋白质等营养成分,风味物质也特别丰富[10]。此外,蜂蜜中含有丰富的多酚[11-13],是其保健功效的重要保障[14],具有抗氧化[15]、抗炎[16]、抗菌[17]、预防结肠炎[18]、保护酒精性肝损伤[19]、改善心血管健康[20]等功效。蜂蜜酿酒已有悠久的历史[21],既保留了蜂蜜营养成分和保健功能,经发酵后其抗氧化活性还得到一定提高[22]。将蜂蜜加入酒糟一起发酵,既可补充酒糟中消耗的糖类,为酵母菌的生长提供必要条件,同时增加活性成分,赋予产品一定的保健功能。

本研究以酱香型白酒七轮次酒糟和蜂蜜为原料酿制酱香蜂蜜酒,以多酚含量及感官评分为评价指标,通过单因素和响应面试验对酿造工艺条件进行优化,对其体外抗氧化活性进行评价,并以未添加蜂蜜酒样为对照,对其理化指标、挥发性风味物质、无机元素含量及抗氧化活性进行对比分析,旨在生产一款具有酱香风味的蜂蜜保健酒,既实现酱香型白酒酒糟的综合利用,又能满足消费者对新型风味健康酒的需求。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

酱香型白酒第七轮次酒糟:仁怀市某酒厂;蜂蜜(五味子为主的百花蜜):贵州绥阳宽阔水;DV10酵母、RC212酵母、K1酵母、EC1118酵母:加拿大拉曼公司;葡萄酒·果酒活性干酵母:安琪酵母股份公司;没食子酸标准品(纯度>98%):中国食品药品检定研究院;福林酚(分析纯)、1,1二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(2,2'-azinobis(3-ethylbenzothia-zoline-6-sulfonic acid),ABTS):上海沪试试验室器材股份有限公司。

1.2 仪器与设备

DR403精密酒精计:深圳市雅戈科技有限公司;FA2204电子天平:上海菁海仪器有限公司;HH恒温水浴锅:江苏中大仪器科技有限公司;SHB-Ⅲ循环水式真空泵:郑州长城科技有限公司;1530 MμLtiskan SkyHigh全光谱酶标仪:美国Thermo Scientific公司;RE-52AA旋转蒸发仪:北京科伟永兴仪器有限公司;Agilent 7900安捷伦电感耦合-等离子体质谱(inductive coupled plasma-mass spectrometer,ICP-MS)仪、Agilent GC 7890B气相色谱(gas chromatography,GC)仪:美国安捷伦公司;Mars6微波消解仪:美国CEM仪器有限公司;Trace 1310 GC-ISQ7000气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)仪:赛默飞世尔科技公司。

1.3 方法

1.3.1 酱香蜂蜜酒酿造工艺流程及操作要点

操作要点:

称取一定量酱香型白酒第七轮次酒糟,加入12%蜂蜜后充分搅拌混匀,加入0.046%已活化的活性干酵母(称取适量酵母于试管中,加入少量水在37 ℃恒温水浴锅中活化30 min),充分混匀后,装入瓶中使用保鲜膜密封。将装好的样品放至28 ℃恒温箱中发酵17 d,再将酒样于60 ℃蒸馏40 min,即得到酱香蜂蜜酒。

1.3.2 酱香蜂蜜酒发酵工艺优化

单因素试验:固定发酵条件为蜂蜜添加量12%,酵母添加量0.046%,发酵时间17 d,发酵温度28 ℃,以多酚含量为主要评价指标,感官评分为辅助评价指标,分别考察蜂蜜添加量(6%、9%、12%、15%、18%);酵母添加量(0.032%、0.039%、0.046%、0.053%、0.060%);发酵时间(13 d、15 d、17 d、19 d、21 d);发酵温度(24 ℃、26 ℃、28 ℃、30 ℃、32 ℃)对酱香蜂蜜酒发酵效果的影响。

响应面优化试验:在单因素试验结果的基础上,选择酵母添加量(A)、发酵时间(B)、发酵温度(C)为自变量,酱香蜂蜜酒中多酚含量(Y)为响应值,进行3因素3水平响应面试验,响应面试验因素与水平见表1。

表1 酱香蜂蜜酒发酵工艺优化响应面试验因素与水平
Table 1 Factors and levels of response surface tests for fermentation technology optimization of sauce-flavor mead

水平 A 酵母添加量/% B 发酵时间/d C 发酵温度/℃-1 0 1 0.046 0.053 0.060 15 17 19 26 28 30

1.3.3 酱香蜂蜜酒感官评价

感官评价小组由20名具有感官评价经验的食品专业人员组成,男女各占一半,参考中华人民共和国轻工行业标准QB/T 5475—2020《蜂蜜酒》,结合酱香蜂蜜酒的特点,分别从色泽、香气、口感、风格4个方面进行感官评价,满分为100分,酱香蜂蜜酒感官评价标准见表2。

表2 酱香蜂蜜酒感官评价标准
Table 2 Sensory evaluation standards of sauce-flavor mead

项目 评语 感官评分/分色泽(20分)香气(30分)口感(40分)风格(10分)光泽透亮澄清略有光泽,无明显悬浮物浑浊,有悬浮物香气浓郁,酒香和蜂蜜协调酒香、蜜香较淡,无异香香气不足且有异香入口柔和,口感温和略有点涩,清淡苦涩,平淡酒体丰满醇厚,有典型性酒体风格一般,典型性不明显酒体不明显,无典型性15~20 10~14 0~9 25~30 15~24 0~14 35~40 20~34 0~19 8~10 5~7 0~4

1.3.4 酱香蜂蜜酒理化指标分析

(1)基本理化指标的测定

酒精度的测定:采用精密酒精计;总酸的测定:采用GB 12456—2021《食品安全国家标准食品中总酸的测定》中酸碱指示剂滴定法;总酯、固形物的测定:按照GB 10345—2022《白酒分析方法》,总酯的测定:采用指示剂法,固形物的测定:采用称量法。

(2)多酚含量的测定

采用福林酚法测定多酚含量[23],略有改动。配制20%碳酸钠溶液备用。吸取酒样40 μL加入酶标板内,再加入40 μL福林酚和120 μL 20%碳酸钠溶液,避光反应15 min后,在波长765 nm处测定其吸光度值。配制20%碳酸钠溶液备用,吸取酒样40 μL加入酶标板内,再加入40 μL福林酚和120 μL 20%碳酸钠溶液,避光反应15 min后,在波长765nm处测定吸光度值。分别配制质量浓度为1mg/L、2mg/L、3 mg/L、4 mg/L、5 mg/L的没食子酸标准溶液,按上述方法测定吸光度值制作标准曲线,其标准曲线回归方程为y=0.038 7x-0.004 7,相关系数R2=0.999 1。

(3)甲醇含量的测定

使用气相色谱(GC)仪检测酱香蜂蜜酒中甲醇的含量。

GC条件:使用P/N:19091J-413毛细管柱(30 m×320μm×0.25 mm),自动进样,进样量为1 μL,压力为4.955 1 psi。色谱柱的升温程序为初始温度50 ℃,保持2 min,之后以5 ℃/min升到190 ℃,保持2 min,最后运行30 min。设定进样口的温度为220 ℃,色谱柱流量为1.0 mL/min,载气为氢气(H2)与氮气(N2),氢气(H2)流量为30.0 mL/min,尾吹气(N2)(组合)流量为25.0 mL/min。

(4)无机元素的测定

使用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)仪检测酱香蜂蜜酒中无机元素的含量。ICP-MS工作参数为He模式,射频功率1550W;载气为氩(Ar),流量为1.01L/min;等离子气流量为15.0L/min;雾化室采用石英雾化室,雾化室温度2 ℃;碰撞气(He)流量为2.6 mL/min,采用镍采样锥和镍截取锥。

1.3.5 酱香蜂蜜酒抗氧化活性测定

(1)DPPH自由基清除能力

参考杨琦等[24]的方法,在试管中加入1.0mL酒样和1.0mL的0.2 mmol/L DPPH乙醇溶液,混匀后静置,30 min后吸取试样加入比色皿中,使用分光光度计在波长517 nm处测吸光度值。使用蒸馏水将酒样稀释为0.8 mL/mL、0.6 mL/mL、0.4 mL/mL、0.2 mL/mL,测定不同浓度酒样的DPPH自由基清除能力,计算半抑制浓度(half maximal inhibitory concentration,IC50)值。DPPH自由基清除率(A1)计算公式如下:

式中:Ax为1 mL待测酒样加1 mL DPPH乙醇溶液的吸光度值;Ay为1 mL酒样加1 mL溶剂的吸光度值;A0为1 mL DPPH乙醇溶液加1 mL溶剂的吸光度值。

(2)ABTS自由基清除能力

参考成柯等[25]的方法,在试管中加入0.2 mL的7.4 mmol/L ABTS溶液和0.2 mL的2.6 mmol/L K2S2O8溶液,混匀后置于暗处反应12 h,再用体积分数95%乙醇进行稀释,使该混合液(工作液)在波长734 nm处吸光度值为0.70。吸取0.2 mL酒样与0.8 mL工作液混匀后静置6~8 min,吸取试样加入比色皿中,使用分光光度计测定波长734 nm处待测样品的吸光度值,以体积分数95%乙醇作为对照,计算IC50值。ABTS自由基清除率(A2)计算公式如下:

式中:A0为待测样品的吸光度值;Ax为体积分数95%乙醇(对照)的吸光度值。

(3)羟自由基清除能力[26]

吸取2 mL的6 mmol/L FeSO4溶液、6 mmol/L H2O2溶液、待测酒样,依次加入试管中,摇匀后静置10 min,再加入6mmol/L水杨酸溶液2mL,静置30min,吸取试样加入比色皿中,使用分光光度计在波长510nm处测定吸光度值,以蒸馏水作为对照,计算IC50值。羟自由基清除率(A3)计算公式如下:

式中:Ax为待测样品的吸光度值;A0为蒸馏水(对照)的吸光度值。

1.3.6 挥发性风味成分的测定

使用气相色谱-质谱联用仪对挥发性风味物质进行检测。

气相色谱条件:TG-WAXMS色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);升温程序为初始温度35 ℃保持5 min,5 ℃/min升至220 ℃保持1 min;进样口温度230 ℃;进样量0.5 μL;进样方式为分流进样,分流比20∶1;载气为高纯氦气(He),流量1.0 mL/min。

质谱条件:电子电离(electronic ionization,EI)源,离子源温度280 ℃;接口温度230 ℃;扫描模式为全扫描模式,扫描范围为29~350 m/z;切割时间1.0 min。

定性定量方法:采用保留时间定性,用峰面积定量。

1.3.7 数据处理

试验设3次重复,采用SPSS19.0进行数据处理与分析,统计检验水平P<0.05则差异具有统计学意义。采用Design-Expert8.0.6软件进行响应面试验设计和数据分析。采用Origin 7.0进行拟合,计算清除率的IC50值。

2 结果与分析

2.1 酱香蜂蜜酒发酵工艺优化单因素试验结果

2.1.1 蜂蜜添加量的确定

蜂蜜添加量对酱香蜂蜜酒品质的影响见图1。由图1可知,随着蜂蜜添加量在6%~18%范围内增加,酱香蜂蜜酒中多酚含量不断增加,其原因是,蜂蜜是酱香蜂蜜酒中多酚的主要来源[27]。当蜂蜜添加量为6%~15%时,感官评分逐渐升高;当蜂蜜添加量为15%时,感官评分达到最大值,为90.1分,此时,多酚含量为2.68 mg/L;当蜂蜜添加量>15%时,感官评分逐渐下降。随着蜂蜜添加量增加,糖度过高会对酵母的发酵会产生不利影响,感官评分下降。因此,确定最适蜂蜜添加量为15%。

图1 蜂蜜添加量对酱香蜂蜜酒品质的影响
Fig. 1 Effect of honey addition on the quality of sauce-flavor mead

2.1.2 酵母添加量的确定

酵母添加量对酱香蜂蜜酒品质的影响见图2。由图2可知,随着酵母添加量在0.032%~0.053%范围内增加,酱香蜂蜜酒多酚含量及感官评分随之升高;当酵母添加量为0.053%时,多酚含量和感官评分均达到最大,分别为2.71 mg/L、88.0分;当酵母添加量>0.053%后,多酚含量和感官评分均呈下降趋势。因此,确定最适酵母添加量为0.053%。

图2 酵母添加量对酱香蜂蜜酒品质的影响
Fig. 2 Effect of yeast addition on the quality of sauce-flavor mead

2.1.3 发酵时间的确定

发酵时间对酱香蜂蜜酒品质的影响见图3。由图3可知,随着发酵时间在13~17 d范围内增加,酱香蜂蜜酒中多酚含量和感官评分均逐渐上升;当发酵时间为17 d时,多酚含量和感官评分均达到最大值,分别为2.59 mg/L、88.6分;当发酵时间>17 d时,多酚含量和感官评分逐渐下降。因此,确定最适发酵时间为17d。

图3 发酵时间对酱香蜂蜜酒品质的影响
Fig. 3 Effect of fermentation time on the quality of sauce-flavor mead

2.1.4 发酵温度的确定

发酵温度对酱香蜂蜜酒品质的影响见图4。由图4可知,当发酵温度为24~26 ℃时,感官评分不断升高;当发酵温度为26 ℃时,感官评分达最大值,为86.5分;当发酵温度高于26 ℃时,感官评分逐渐下降。随着发酵温度在24~28 ℃范围内增加,酱香蜂蜜酒中多酚含量不断增加;当发酵温度为28 ℃时,多酚含量达到最高,为2.66 mg/L,此时,感官评分为84.6 分,当发酵温度高于28 ℃时,多酚含量逐渐下降。因此,确定最适发酵温度为28 ℃。

图4 发酵温度对酱香蜂蜜酒品质的影响
Fig. 4 Effect of fermentation temperature on the quality of sauce-flavor mead

2.2 酱香蜂蜜酒发酵工艺优化响应面试验结果及模型的建立及分析

在单因素的试验基础上,以酱香蜂蜜酒中多酚含量(Y)作为响应值,以酵母添加量(A)、发酵时间(B)、发酵温度(C)为自变量,进行3因素3水平的Box-Behnken响应面试验,响应面试验设计及结果见表3,回归模型方差分析见表4。

表3 酱香蜂蜜酒发酵工艺优化响应面试验设计及结果
Table 3 Design and results of response surface tests for fermentation technology optimization of sauce-flavor mead

试验号 A 酵母添加量/%B 发酵时间/d C 发酵温度/℃多酚含量/(mg·L-1)1 2 3 4 5 6 7 8 0.060 0.053 0.046 0.046 0.053 0.053 0.053 0.060 17 17 17 17 15 19 17 17 26 28 26 30 26 30 28 30 2.39 3.33 2.93 2.66 2.66 3.19 3.26 2.86

续表

试验号 A 酵母添加量/%B 发酵时间/d C 发酵温度/℃多酚含量/(mg·L-1)9 10 11 12 13 14 15 16 17 0.060 0.046 0.053 0.053 0.046 0.053 0.053 0.060 0.053 15 19 17 15 15 17 19 19 17 28 28 28 30 28 28 26 28 28 2.59 2.99 3.52 3.26 2.59 3.59 2.86 2.66 3.52

表4 回归模型方差分析
Table 4 Variance analysis of regression model

注:“*”表示对结果影响显著(P<0.05);“**”表示对结果影响极显著(P<0.01)。

方差来源 平方和 自由度 均方 F 值 P 值 显著性模型**ABCA B AC BC A2** *B2 C2 10.19 2.44 1.96 6.95 1.19 5.96 0.793 4 47.58 9.45 9.24 0.002 9 0.162 0 0.204 3 0.033 6 0.312 4 0.044 7 0.402 6 0.000 2 0.018 0 0.018 9** *残差失拟项纯误差总变异2.11 0.056 1 0.045 0 0.159 6 0.027 2 0.136 9 0.018 2 1.09 0.217 0 0.212 2 0.160 8 0.081 1 0.079 7 2.27 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 7 3 4 1 6 0.234 1 0.056 1 0.045 0 0.159 6 0.027 2 0.136 9 0.018 2 1.09 0.217 0 0.212 2 0.023 0 0.027 0 0.019 9 1.36 0.375 7

通过Design-Expert 8.0.6软件分析,得到多元二次响应面回归模型方程为:

Y=3.44-0.08A+0.08B+0.14C-0.08AB+0.18AC-0.07BC-0.51A2-0.23B2-0.22C2

由表4可知,该模型极显著(P值<0.01);失拟项不显著(P值=0.375 7>0.05),说明此回归模型可充分反映酵母添加量、发酵时间、发酵温度3个因素对酱香蜂蜜酒中多酚含量的影响;模型的决定系数R2=0.929 1,调整决定系数R2Adj=0.837 9,表明该模型相对可靠,可以预测92.91%的试验结果,表明该模型拟合度较好。由P值可知,二次项A2对结果有极显著影响(P<0.01),一次项C、交互项AC、二次项B2C2对结果有显著影响(P<0.05),其他因素没有显著影响(P>0.05);由F值可知,各因素对酱香蜂蜜酒中多酚含量的影响顺序为:发酵温度(C)>酵母添加量(A)>发酵时间(B)。

响应面图较直观地反应各因素之间的交互作用对酱香蜂蜜酒多酚含量的影响,响应面的曲线走势越陡峭,表明影响越显著,响应面的曲线越平缓,则影响作用越小[28],等高线为椭圆形,则交互作用显著,等高线为圆形,则交互作用不显著[29]。各因素间交互作用对酱香蜂蜜酒多酚含量影响的响应曲面及等高线见图5。

图5 各因素间交互作用对酱香蜂蜜酒多酚含量影响的响应面及等高线
Fig. 5 Response surface plots and contour lines of the effects of interaction between various factors on polyphenol contents of sauce-flavor mead

由图5可知,随着酵母添加量的增加,酱香蜂蜜酒多酚含量呈升高后降低的趋势,随发酵温度升高,多酚含量亦呈升高后降低的趋势。AC交互形成的曲面坡度较大,且形成的等高线接近椭圆,说明交互作用显著,这与方差分析结果一致。

2.3 验证试验

根据响应面试验优化得到,酱香蜂蜜酒最佳的发酵工艺参数为酵母添加量0.053%,发酵时间17.262 d,发酵温度28.555 ℃。在此优化条件下,酱香蜂蜜酒的多酚含量理论值为3.470 mg/L。为了方便实际操作,将酱香蜂蜜酒酿造工艺参数修正为酵母添加量0.053%,发酵时间17 d,发酵温度28.5 ℃。在此条件下进行3次平行验证试验,测定酱香蜂蜜酒的多酚含量实际值为3.488 mg/L,与理论值接近,证明此模型优化酱香蜂蜜酒可行。此时,感官评分为89.3分。

2.4 酱香蜂蜜酒抗氧化活性分析

由图6A、图6B可知,随着酱香蜂蜜酒添加量在0.2~0.6 mL/mL增加,DPPH、羟自由基清除率逐渐升高,当酱香蜂蜜酒样添加量>0.6 mL/mL,其对DPPH、羟自由基清除率增加速率趋于平缓。通过拟合得到酱香蜂蜜酒DPPH、羟自由基清除率的IC50值分别为0.702 mL/mL、0.748 mL/mL。由图6C可知,随着酱香蜂蜜酒体积比的升高,ABTS自由基清除率随之上升,呈现一定的相关性,经拟合得到酱香蜂蜜酒ABTS自由基清除率的IC50值为0.660 mL/mL。

图6 酱香蜂蜜酒DPPH自由基(A)、羟自由基(B)及ABTS自由基(C)清除率
Fig. 6 DPPH radical (A), hydroxyl radical (B), ABTS radical (C)scavenging rate of sauce-flavor mead

2.5 蜂蜜酒品质对比分析

2.5.1 理化及卫生指标对比分析

酱香蜂蜜酒理化及卫生指标检测结果见表5。由表5可知,酱香蜂蜜酒的总酸、总酯、固形物(分别为3.10 g/L、1.30 g/L、0.54 g/L)高于未加蜂蜜发酵酒样;两个酒样甲醇均未检出,酱香蜂蜜酒铅含量显著低于未加蜂蜜发酵酒样,酱香蜂蜜酒卫生指标均符合QB/T 5475—2020《蜂蜜酒》,而未加蜂蜜发酵酒样铅含量严重超过GB 2762—2022《食品安全国家标准食品中污染物限量》标准(0.5 mg/kg)。

表5 酱香蜂蜜酒与对照组理化及卫生指标检测结果
Table 5 Determination results of physicochemical and health indexes of sauce-flavor mead and control group

注:“-”表示未检出,同行不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下同。

指标 酱香蜂蜜酒 未加蜂蜜发酵酒样酒精度/%vol总酸(以乙酸计)/(g·L-1)总酯(以乙酸乙酯计)/(g·L-1)固形物/(g·L-1)甲醇/(g·L-1)铅/(mg·L-1)2.16b 1.00b 0.37b 0.32b-2.00a 13.13a 3.10a 1.30a 0.54a-0.40b

2.5.2 挥发性风味物质对比分析

由表6可知,酱香蜂蜜酒中共检出26种挥发性风味物质,其中有机酸类7种,醇类11种,酯类3种,醛类1种,酮类2种,吡嗪类2种;未加蜂蜜发酵酒样共检出22种挥发性风味物质,其中有机酸类8种,醇类9种,酯类1种,醛类1种,酮类2种,吡嗪类1种。相比之下,未添加蜂蜜发酵酒样中挥发性风味物质种类少4种。

表6 酱香蜂蜜酒与对照组挥发性风味物质对比
Table 6 Comparison of volatile flavor substances of sauce-flavor mead and control group

序号 种类 保留时间/min 挥发性风味物质峰面积酱香蜂蜜酒未加蜂蜜发酵酒样1234567891 0酸类11 12 13 14 15醇类16.50 19.53 21.62 21.75 22.44 23.87 24.83 28.69 6.99 9.07 10.80 12.57 17.33 22.53 22.88 2-羟基乙基丙酸醋酸甲酸丙酸2-甲基丙酸丁酸3-甲基丁酸己酸丙醇2-甲基丙醇丁醇3-甲基丁醇3-乙氧基丙醇2,3-丁二醇丙二醇20 971 070a 38 831 603a-750 451b 2 366 368a 2 751 961a 2 944 211a 132 190a 2 652 602b 1 606 995a 243 615a 11 207 407a 166 865 9 397 660a 4 032 439a 129 984b 705 203b 1 811 088a 1 878 203b 1 232 219b 2 619 808b 139 036b 131 775b 52 067 326a 275 644b 108 109b 315 679b-2 261 182b 3 288 709b

续表

注:“-”表示未检出。

序号 种类 保留时间/min 挥发性风味物质16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28酯类醛类酮类吡嗪类24.58 25.78 29.29 29.99 3.15 27.31 27.96 1.81 21.32 14.85 15.31 15.90 17.97呋喃甲醇3-甲基硫丙醇苯甲醇苯乙醇乙酸乙酯苯乙酸乙酯2-苯乙基乙酸酯乙醛糠醛3-羟基丁酮1-羟基丙酮吡嗪3-甲基吡嗪峰面积酱香蜂蜜酒未加蜂蜜发酵酒样3 547 269a 63 964 205 882a 3 833 565a 2 337 399a 203 256 96 939 381 833-3 566 692a 1 405 284a 130 334b 68 167 2 272 006b-126 083b 2 204 868b 256 336b-- -478 097 1 362 521b 1 256 342b 800 942a-

与未添加蜂蜜发酵酒样相比,酱香蜂蜜酒中增加了3-乙氧基丙醇、3-甲基硫丙醇、苯乙酸乙酯、2-苯乙基乙酸酯、乙醛和3-甲基吡嗪6种物质,为酱香蜂蜜酒形成独特的风味奠定了基础,如3-甲基吡嗪属于吡嗪类化合物,是白酒香气成分的重要组成物质[30];3-甲硫基丙醇俗称菠萝醇,具有洋葱、甜的肉及肉汤的气味,是调配肉味香精的重要香料之一[31]。酱香蜂蜜酒中不含有未添加蜂蜜发酵酒样中产生的糠醛、甲酸;此外,丙醇、吡嗪和丙酸也低于未加蜂蜜发酵酒样,其中糠醛和吡嗪是酱香型白酒的特征风味物质[32],可以看出,由于蜂蜜的添加,酱香风味有所减弱。除此之外,其他挥发性风味物质含量均高于未添加蜂蜜发酵酒样。

2.5.3 无机元素对比分析

由表7可知,酱香蜂蜜酒与未加蜂蜜酒样中所含的无机元素的量具有较大差异。Be、Ni、Se、Ag、Sb、Tl、Th 7种元素在2种酒样中均未检出,As、Mo在两种酒样中含量一致,酱香蜂蜜中其他14种无机元素均低于未添加蜂蜜发酵酒样,其中包括了有害重金属Pb、易引起酒体浑浊甚至沉淀的Mg、Fe、Ba,影响白酒的色泽的Fe、Mn[33],而对人体有益的必需的微量元素之一Zn的含量略高于未添加蜂蜜发酵酒样。总的来说,酱香蜂蜜酒中无机元素优于未添加蜂蜜酒样。

表7 酱香蜂蜜酒与对照组无机元素含量对比
Table 7 Comparison of inorganic element content of sauce-flavor mead and control group

注:“-”表示未检出。

无机元素未加蜂蜜酒样/(mg·L-1)酱香蜂蜜酒/(mg·L-1)无机元素未加蜂蜜酒样/(mg·L-1)酱香蜂蜜酒/(mg·L-1)Be Na Mg Al K Ca V Cr Mn Fe Co Ni Pb<0.0 2 388a 282.3a 499.5a 1 169a 2 993a 0.1a 0.2a 9.4a 53.2a 0.1a<0.0 2.0a 0 431.1b 113.5b 201.4b 239.4b 2689b 0b<0.0 3.9b 51.7b 0b<0.0 0.4b Cu Zn As Se Mo Ag Cd Sb Ba Tl Fb Th 1.7a 34.3b 0.3-0.1<0.0 0.1a 0 97.1a 0 2a 0 1.3b 36.2a 0.3<0.0 0.1<0.0 00 24.2b 0 0.4b<0.0

2.5.4 抗氧化活性对比分析

由表8可知,与未加蜂蜜酒酒样相比,酱香蜂蜜酒的DPPH自由基清除率、羟自由基清除率、ABTS+自由基清除率均显著升高(分别为67.68%、61.75%、77.49%)(P<0.05),说明加入蜂蜜对抗氧化能力提升有显著影响。

表8 酱香蜂蜜酒与对照组抗氧化活性对比
Table 8 Comparison of antioxidant activity of sauce-flavor mead and control group

测定指标 酱香蜂蜜酒 未加蜂蜜发酵酒样DPPH自由基清除率/%羟自由基清除率/%ABTS+自由基清除率/%67.68±0.12a 61.75±0.15a 77.49±0.22a 28.53±0.10b 26.50±0.08b 31.00±0.11b

3 结论

以七轮次酱香型白酒丢糟与蜂蜜为原料,经固态发酵后蒸馏得到酱香蜂蜜酒,在单因素试验基础上进行响应面试验对酱香蜂蜜酒发酵工艺进行优化,得到其最优发酵工艺条件为:蜂蜜添加量15%,酵母添加量0.053%,发酵时间17 d,发酵温度为28.5 ℃。在此优化工艺条件下,酱香蜂蜜酒的多酚含量为3.488 mg/L;感官评分为89.3分,其DPPH、羟自由基、ABTS+自由基清除率的IC50值分别为0.702 mL/mL、0.748 mL/mL、0.660 mL/mL;其酒精度、总酸、总酯、固形物含量分别为13.13%vol、3.10 g/L、1.30 g/L、0.54 g/L;甲醇未检出;挥发性风味物质种类共检出26种,其中有机酸类7种,醇类11种,酯类3种,醛类1种,酮类2种,吡嗪类2种;具有一定抗氧化活性,DPPH自由基清除率、羟自由基清除率、ABTS+自由基清除率分别为67.68%、61.75%、77.49%,与未添加蜂蜜的酒样相比,酱香蜂蜜酒的酒精度、总酸、总酯、固形物较高,总酯较低,挥发性风味物质更丰富,抗氧化活性更强,无机元素更优。为酒糟的综合利用及新型风味健康酒的开发提供了一定参考。

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Optimization of fermentation technology and quality analysis of sauce-flavor mead

CHEN Juan1,2,YU Shirui1,2*,ZHENG Huayan1,3,JI Li1,SONG Dandan1,WANG Xintian1,LI Mei1,ZHANG Cuihong1
(1.Department of Food Science and Engineering,Moutai Institute,Zunyi 564501,China;2.Guizhou Health Wine Brewing Engineering Research Center,Zunyi 564502,China;Characteristic Food Resource Utilization Talent Base,Moutai Institute,Zunyi 564502,China)

Key words:In this study,sauce-flavor(Jiangxiangxing)mead was brewed with the seventh rounds of distiller's grains and honey as raw materials.The brewing technology were optimized by single factor and response surface tests with polyphenol content as evaluation index,and its antioxidant activity in vitro were evaluated.In addition,the physicochemical indexes,volatile flavor substances,inorganic elements content and antioxidant activity were compared with the sample without honey addition.The results showed that the optimum brewing process of sauce-flavor mead were obtained as follows:honey addition 15%,yeast addition 0.053%,fermentation time 17 d,temperature 28.5 ℃.Under these optimal conditions,the polyphenol content of sauce-flavor mead reached 3.49 mg/L,and the sensory score was 89.3 which had the flavor characteristics of sauce-flavor and honey. Compared with the fermented wine sample without honey,the alcohol content,total acid,total ester and solids content of sauce-flavor mead were higher,which were 13.13%vol,3.10 g/L,1.30 g/L and 0.54 g/L,respectively.Methanol was not detected,the content of harmful metal Pb was lower(0.40 mg/L),and the essential trace element Zn was higher (36.2 mg/L). The types of volatile flavor substances were more abundant, and a total of 26 volatile substances were detected, including 7 organic acids, 11 alcohols, 3 esters, 1 aldehyde, 2 ketones and 2 pyrazines.The free radical scavenging rates of DPPH,hydroxyl and ABTS were higher.

Abstract:sauce-flavor mead;fermentation technology optimization;sensory evaluation;polyphenol;antioxidant activity;volatile flavor substance

中图分类号:TS261.4

文章编号:0254-5071(2024)04-0231-08

doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2024.04.035

引文格式:陈娟,喻仕瑞,郑华艳,等.酱香蜂蜜酒发酵工艺优化及其品质分析[J].中国酿造,2024,43(4):231-238.

收稿日期:2023-08-28 修回日期:2023-11-20

基金项目:贵州省教育厅青年成长项目(黔科合KY字〔2018〕456);贵州特色食品开发及综合利用工程研究中心(黔教合KY字〔2020〕022);茅台学院特色食品资源综合利用创新平台建设(黔科中引地〔2019〕4006);茅台学院高层次人才科研启动经费项目(mygccrc[2022]075);2020年遵义市科技与大数据局、茅台学院市校联合科技研发资金项目(遵市科合HZ字〔2020〕316号)

作者简介:陈 娟(1986-),女,讲师,硕士,研究方向为食品营养与安全。

*通讯作者:喻仕瑞(1973-),男,教授,博士,研究方向为特色食品研发与生物质能源化。