山藥發酵酒的制備工藝優化

樊龍星，張朝正，趙華

工業發酵微生物教育部重點實驗室，天津市工業微生物重點實驗室，天津市微生物代謝與發酵過程控制技術工程中心，天津科技大學生物工程學院（天津 300457）

山藥是一種傳統的中藥，屬于薯蕷科（Dioscoreaceae）薯蕷屬植物[1]。山藥中富含山藥多糖、尿囊素、皂苷和黃酮等已被研究的營養成分。其中，山藥多糖具有降低糖脂[2]、提高免疫力[3]、抗氧化[4]、延緩衰老[5]、預防組織疾病[6]等功效。尿囊素具有促進細胞生長，預防皮膚開裂，軟化角質蛋白和緩解疼痛[7-8]等功效。皂苷具有緩解疲勞[9]、調節心血管[10]、預防腫瘤[11]等功效。黃酮具有抗氧化性、改善心腦血管疾病、降低血糖和膽固醇等功效[12]。因此，山藥具有極高的保健和藥用價值。

山藥酒作為新興酒種，其制備工藝各異。試驗使用河南焦作的鐵棍山藥為原材料，對酵母接種量，溫度和發酵時間進行單因素和正交試驗，確定最佳發酵條件，為混合飲料的研發作鋪墊。

1 材料與方法

1.1 材料

鐵棍山藥（河南焦作）；釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）：安琪活性干酵母；高效液化酶（諾維信公司）；高效糖化酶（諾維信公司）。

1.2 設備與儀器

Centrifuge 5418微量離心機（德國Eppendorf公司）；Agilent 7980A氣相色譜儀（安捷倫科技有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 酒精度檢測

利用氣相色譜法檢測樣品的酒精度[13]。

樣品處理：將發酵后的樣品離心取上清液，過0.22 μm的濾膜注入色譜瓶中，加蓋密閉保藏。

氣相色譜條件：色譜柱HP-5的石英柱（30 m×0.25 μm×0.25 mm），載氣為氮氣，分流比20∶1，流速1.0 mL/min，進樣量1.0 μL，進樣口溫度200 ℃，檢測器溫度200 ℃，柱溫箱初始溫度40 ℃，保持5 min，再以20 ℃/min升至170 ℃，保持1 min?？諝饬魉?00 mL/min，氫氣流速40 mL/min。

1.3.2 還原糖檢測

將搗碎的山藥樣品置于250 mL容量品中，采用直接滴定法檢測其中的還原糖含量[14]。

城鄉規劃中的農村景觀設計應遵循相應的原則，提高城鄉規劃的整體質量。為了遵循協調的原則，城鄉規劃中的農村景觀設計具有不同的內容類型，需要根據當地地形和景觀進行規劃和設計，生態保護的要求和歷史文化的特點.結合農村景觀與園林景觀的設計規劃，提高了農村景觀要素與內容的和諧統一，促進了農村景觀的良好發展。農村景觀與園林景觀的結合，規劃中地理特征的鮮明表現，區域文化的靈活融合和規劃設計的歷史發展，對提高城鄉規劃的整體質量具有催化作用。

1.3.3 單因素試驗方法

以酒精度和殘糖為主要標準，分別以酵母接種量（0.1%，0.2%，0.3%，0.4%和0.5%），溫度（20，25，30，35和40 ℃）和發酵時間（16，20，24，28和32 h）為影響因素，進行單因素試驗，確定影響因素的最佳試驗水平，為正交試驗奠定基礎。

1.3.4 正交試驗方法

根據單因素試驗結果，以酒精度作為主要衡量指標，以酵母接種量、溫度和發酵時間為自變量進行正交試驗，以確定發酵山藥的最佳條件。正交試驗設計見表1。

表1 正交試驗水平

2 結果與討論

2.1 單因素試驗

2.1.1 接種量對發酵的影響

將酵母菌以原料的0.1%，0.2%，0.3%，0.4%和0.5%進行接種，在25 ℃下，發酵24 h，將發酵液離心取上清液，對其進行檢測，確定酵母最佳接種量，試驗結果如圖1所示。

圖1 接種量對發酵的影響

2.1.2 溫度對發酵的影響

按照原料0.2%的接種量接入酵母，在15，20，25，30和35 ℃溫度下進行發酵，發酵時間24 h，將發酵液離心，取上清進行檢測，確定最佳發酵溫度，試驗結果如圖2所示。

隨著溫度升高，酒精度不斷上升，達到最大時，還原糖不斷降低趨近于0。溫度25 ℃時，酒精度達到最大，溫度繼續升高，酒精度幾乎不再變化，還原糖在25 ℃時達到1.74 g/L，溫度繼續升高，變化較小。因此選擇25 ℃為最佳發酵溫度。

圖2 溫度對發酵的影響

2.1.3 時間對發酵的影響

按照原料的0.2%接種量接入酵母，在25 ℃，分別發酵12，16，20，24和28 h，將發酵液離心，取上清液進行檢測，確定最佳發酵時間，結果如圖3所示。

由圖3可知，在一定發酵時間內，時間越長，酒精度越高，還原糖的含量越低，在原料一定情況下，發酵時間16 h時，發酵液的酒精度達到最大，還原糖含量降低到最小，隨著時間延長，其值幾乎沒有變化。因此選擇最佳發酵時間16 h。

圖3 時間對發酵的影響

2.2 正交試驗

表2 正交試驗結果

表3 方差分析結果

正交試驗是在單因素最佳發酵條件的基礎上進行的，以酒精度為考察指標。由表2可知，在接種量，溫度和發酵時間3個影響因素中，各因素的極差RC＞RA＞RB，即在對山藥發酵作用的影響由大到小依次為發酵時間、接種量、溫度，且山藥最佳發酵條件為A2B3C3，即接種量0.2%，溫度30 ℃，發酵時間20 h。在此條件下進行驗證試驗，得到酒精度為3.96%vol。由表3可知，發酵時間對山藥發酵具有顯著影響，而其他2個因素的影響未達到顯著水平。

3 結論

以山藥為原料，通過單因素試驗和正交試驗，確定山藥發酵的最佳發酵條件為：酵母接入量是原料0.2%，溫度30 ℃，發酵時間20 h。各因素對山藥發酵的影響依次為：發酵時間＞接種量＞溫度。發酵時間對山藥發酵具有顯著影響，其他條件無顯著影響。在最優條件下進行驗證試驗，結果顯示酒精度為3.96%vol，為混合飲料的配制提供依據。