紫菜酒加工工藝研究

劉秀敏，崔志軍，趙　麗，陳利梅(.河北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北石家莊050035；.中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所，天津300308)

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紫菜酒加工工藝研究

劉秀敏1，崔志軍1，趙麗1，陳利梅2
(1.河北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北石家莊050035；2.中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所，天津300308)

摘要：研究了紫菜酒的加工工藝，并對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)預(yù)處理、酶解和澄清處理等過(guò)程進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明，紫菜酒生產(chǎn)工藝如下，水浴：料液比為1∶50（g/mL），溫度90℃，水浴1 h。果膠酶酶解條件為：加入紫菜懸浮液中至終濃度為75 U/mL, 55℃下酶解6 h。蛋白酶酶解條件為：果膠酶酶解液降溫冷卻至45℃后，加入終濃度為350 U/mL的蛋白酶，酶解7 h。發(fā)酵：釀酒酵母和生香酵母比例為2∶1，接種量為1.5 %，初始加糖量為15 %，發(fā)酵72 h后，再補(bǔ)加10 %的蔗糖，繼續(xù)發(fā)酵72 h，溫度20℃。澄清：選取果膠酶作為澄清劑，用量為0.4 g/L，靜置6 h。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行的理化指標(biāo)、感官指標(biāo)和微生物指標(biāo)的檢測(cè)顯示，該產(chǎn)品口感醇厚，有淡淡的甜味，具有較為濃郁的紫菜清香味，且含有較高的氨基酸，是一種綠色天然保健酒。

關(guān)鍵詞：紫菜；保健酒；發(fā)酵；酶解

紫菜是一種重要的經(jīng)濟(jì)海藻，世界各地均有分布，溫帶地區(qū)最適生長(zhǎng)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的約有70余種[1]。紫菜具有極高的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值，它的蛋白質(zhì)含量占干品的30 %左右，在海藻類(lèi)植物中首屈一指；同時(shí)含有維生素B1、B2、PP和鈣、磷、鐵、鎂、碘、硒等多種微量元素[2-3]，是典型的高蛋白、高纖維、低熱值、低脂肪的健康食品；另外紫菜還含有膽堿、煙酸、胡蘿卜素、硫胺素、降血壓肽等生物活性物質(zhì)，具有增強(qiáng)記憶力、緩解疲勞、調(diào)節(jié)血壓、保持體內(nèi)酸堿平衡等生理功效。因此，紫菜被譽(yù)為“長(zhǎng)壽菜”“神仙菜”，一直以來(lái)都是人們?nèi)粘２妥郎系臓I(yíng)養(yǎng)食品[4-5]。目前，紫菜的加工主要停留在表面的烘干制品和粉碎上，主要產(chǎn)品包括紫菜片、紫菜海苔、紫菜醬及用于鮮食的紫菜湯調(diào)料等，比較單一[6-8]。

本研究通過(guò)對(duì)發(fā)酵工藝過(guò)程(重點(diǎn)在預(yù)處理、酶解、澄清工藝等)的優(yōu)化，研制成紫菜酒，符合人們追求健康飲食的需求，不僅豐富了中國(guó)老百姓的餐桌，也為紫菜的開(kāi)發(fā)利用提供了一條新途徑，具有較高的推廣價(jià)值和廣闊的開(kāi)發(fā)前景。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

原料：條斑紫菜。

主要試劑：蛋白酶、果膠酶(購(gòu)自阿瑪諾天野酶制劑商貿(mào)(上海)有限公司)；釀酒酵母、生香酵母(由中科院提供)；葡萄糖、蔗糖、檸檬酸、明膠等均為市售食用級(jí)。

1.2儀器與設(shè)備

水浴恒溫振蕩器(常州萬(wàn)豐儀器公司)；超聲波儀(北京華圣科儀公司)；離心機(jī)，氣相色譜儀，氨基酸分析儀，721型紫外分光光度計(jì)，電熱恒溫培養(yǎng)箱等。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1發(fā)酵型紫菜酒生產(chǎn)工藝流程

選料—清洗—粉碎—懸浮—水浴—超聲波處理—蛋白酶、果膠酶水解—調(diào)酸、調(diào)糖—發(fā)酵—澄清—低溫控菌包裝—成品。

1.3.2工藝要點(diǎn)

1.3.2.1紫菜懸浮液的制備

選用優(yōu)質(zhì)條斑紫菜，用水沖洗附著物和泥沙，80℃烘干至恒重后粉碎，過(guò)100目篩備用。加入純凈水將紫菜粉充分懸浮，將懸浮液置于水浴鍋中，75℃浸提1 h[9]。水浴后的紫菜懸浮液置于浴槽式超聲波儀中，超聲處理30 min。

1.3.2.2紫菜酶解液的制備

超聲后的紫菜懸浮液離心，去除殘?jiān)尤牍z酶和蛋白酶進(jìn)行復(fù)合酶解[3]。將酶解后的紫菜懸浮液離心，去除殘?jiān)玫阶喜酥闷咸烟钦{(diào)整紫菜汁的糖度為10 %～22 %，用檸檬酸調(diào)整紫菜汁的pH值為4.5～5.0。

1.3.2.3發(fā)酵菌種的活化

菌種的活化：將釀酒酵母和生香酵母分別接種到培養(yǎng)基(葡萄糖2 %，蛋白胨2 %，酵母膏1 %，121℃滅菌20 min)中，30℃培養(yǎng)活化48 h。

1.3.2.4澄清和灌裝

選用果膠酶作為澄清劑對(duì)發(fā)酵后的紫菜汁進(jìn)行澄清，在低溫控菌條件下灌裝[10]。

1.4測(cè)定項(xiàng)目與方法

酒精度的測(cè)定：氣相色譜法[11]。

游離氨基酸含量：采用甲醛滴定法[14]。

還原糖：采用水解液在520 nm下吸光值來(lái)表示相對(duì)量。

細(xì)菌總數(shù)和大腸菌群的測(cè)定：按照SN/T 1897—2007方法檢測(cè)。

2　結(jié)果與分析

2.1紫菜懸浮工藝參數(shù)的確定

2.1.1用水量的確定

按照重量體積比1∶20、1∶50、1∶80（g/mL）的比例，在5 g紫菜粉末中分別加入100 mL、250 mL、400 mL純凈水，在90℃水浴鍋中水浴1 h，冷卻，過(guò)濾。采用感官評(píng)定方法[15]對(duì)加水量進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知，紫菜粉末與純凈水量比例（g/mL）為1∶20時(shí)，紫菜粉末幾乎不能被溶解，懸浮液非常黏稠渾濁，懸浮液過(guò)濾困難，得率很低。紫菜粉末與純凈水量比例為1∶50時(shí)，懸浮液呈紫褐色，比較黏稠，有較為濃厚的紫菜味道，且濾液得率可以達(dá)到68 %。當(dāng)紫菜粉末與純凈水量比例為1∶80時(shí)，懸浮液變得較為稀薄，紫菜味道偏淡，濾液得率提高有限。因此，紫菜粉末與加水量比例確定為1∶50。

2.1.2水浴時(shí)間的確定

在90℃條件下，分別水浴0.5 h、1 h、1.5 h、2 h，采用感官評(píng)定法對(duì)不同水浴時(shí)間所得效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 加水量對(duì)懸浮效果的影響

表2 水浴時(shí)間對(duì)懸浮效果的影響

由表2可知，水浴時(shí)間過(guò)短，紫菜有效成分不能充分浸提出來(lái)，懸浮液紫菜味道不濃；延長(zhǎng)水浴時(shí)間，可以增加可溶性物質(zhì)溶出，紫菜味濃，但過(guò)長(zhǎng)則又會(huì)引起營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的破壞，且增加能耗。因此，水浴時(shí)間確定為1 h。

2.2酶解工藝參數(shù)的確定

2.2.1果膠酶酶解條件優(yōu)化

2.2.1.1果膠酶加入量?jī)?yōu)化

酶的加入量對(duì)水解至關(guān)重要，本研究根據(jù)公司建議(阿瑪諾天野酶制劑商貿(mào)(上海)有限公司)，選擇添加25 U/mL、50 U/mL、75 U/mL、100 U/mL、150 U/mL的果膠酶量來(lái)研究酶加入量對(duì)水解的影響，55℃下處理6 h，以水解液的OD520表示，結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 果膠酶加入量對(duì)水解液中還原糖OD520的影響

如圖1所示，隨著加入酶量的增加，水解液中還原糖的OD值也在增加，當(dāng)加入酶量增加至75 U/mL時(shí)，OD值的增速放緩，綜合考慮過(guò)程成本，選擇加酶量為75 U/mL。

2.2.1.2酶解溫度

在75 U/mL加酶量的條件下，選擇酶解溫度分別為25℃、35℃、45℃、55℃、65℃，分別處理6 h，以水解液的OD520表示，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 果膠酶酶解溫度對(duì)水解液中還原糖OD520的影響

由圖2可知，隨著溫度的升高，水解液中還原糖含量逐漸升高，當(dāng)溫度達(dá)到55℃時(shí)水解液中還原糖含量達(dá)到最高。隨著溫度的繼續(xù)升高，水解液中還原糖含量降低，表明該酶在55℃下酶活最高，故選擇水解溫度為55℃。

2.2.1.3酶解時(shí)間

在75 U/mL加酶量的條件下，55℃下分別處理2 h、4 h、6 h、8 h、10 h，以水解液的OD520表示，結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 果膠酶水解時(shí)間對(duì)水解液中還原糖OD520的影響

由圖3可知，隨著水解時(shí)間的延長(zhǎng)，水解液中還原糖含量逐漸增加，達(dá)到6 h時(shí)，水解速度放緩，到8 h時(shí)水解液中還原糖含量達(dá)到最高值，但是綜合水解效率選擇水解時(shí)間為6 h。

2.2.2蛋白酶酶解條件優(yōu)化

2.2.2.1蛋白酶加入量對(duì)酶解的影響

在果膠酶處理的水解液中降溫至45℃，分別選擇加入150 U/mL、250 U/mL、350 U/mL、450 U/mL和550 U/mL的蛋白酶，酶解5 h，測(cè)定水解液中游離氨基酸的含量，結(jié)果見(jiàn)圖4。

由圖4可知，隨著加酶量的增加，水解液中游離氨基酸也在增加，當(dāng)加酶量達(dá)到350 U/mL時(shí)，水解液中游離氨基酸的增加開(kāi)始放緩，綜合考慮成本，選擇加酶量為350 U/mL。

圖4 蛋白酶加入量對(duì)水解液中游離氨基酸的影響

2.2.2.2酶解溫度對(duì)酶解效果的影響

在果膠酶處理的水解液中分別降溫至15℃、25℃、35℃、45℃和55℃時(shí)，再加入350 U/mL的蛋白酶，酶解5 h，測(cè)定水解液中游離氨基酸的含量，結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 蛋白酶酶解溫度對(duì)水解液中游離氨基酸含量的影響

由圖5可知，隨著酶解溫度的升高，水解液中游離氨基酸也在增加，當(dāng)酶解溫度達(dá)到45℃時(shí)，水解液中游離氨基酸達(dá)到最高，因此選擇酶解溫度為45℃。

2.2.2.3酶解時(shí)間對(duì)酶解效果的影響

在果膠酶處理的水解液中降溫至45℃時(shí)，加入350 U/mL的蛋白酶，分別酶解1 h、3 h、5 h、7 h、9 h、11 h、13 h，測(cè)定水解液中游離氨基酸的含量，結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖6 蛋白酶酶解時(shí)間對(duì)游離氨基酸含量的影響

由圖6可知，隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)，水解液中游離氨基酸也在增加，當(dāng)酶解時(shí)間達(dá)到7 h時(shí)，水解液中游離氨基酸達(dá)到最高，因此選擇酶解時(shí)間為7 h。

綜上所述，果膠酶酶解條件：加入紫菜懸浮液中至終濃度為75 U/mL, 55℃下酶解6 h；蛋白酶酶解條件為：果膠酶酶解液降溫冷卻至45℃，加入終濃度為350 U/mL的蛋白酶，酶解7 h。研究所采用的果膠酶和蛋白酶的水解力較高，可產(chǎn)生大量的還原糖和氨基酸，這樣就保證了釀制出的紫菜酒具有較高的營(yíng)養(yǎng)和保健功能[16]。

2.3發(fā)酵工藝參數(shù)的確定

將酶解后的紫菜懸浮液離心除去殘?jiān)频米喜酥Ｓ闷咸烟腔蛘崽钦{(diào)整紫菜汁的糖度為15 %，用檸檬酸調(diào)整紫菜汁的pH值為4.5～5.0。

研究發(fā)現(xiàn)，釀酒酵母和生香酵母比例對(duì)酒的風(fēng)味影響比較大，因此需要確定二者的比例。

將釀酒酵母和生香酵母分別接種于種子培養(yǎng)基中(0.6 %～1 %紫菜粉，0.4 %～1 %葡萄糖)活化24 h；將釀酒酵母和生香酵母以紫菜汁質(zhì)量1.5 %的接種量分別接種于處理好的紫菜汁中，選擇其接種比例分別為1.5 %釀酒酵母、1 %釀酒酵母∶0.5 %生香酵母、0.5 %釀酒酵母∶1 %生香酵母和1.5 %生香酵母，接種好的紫菜汁于20℃發(fā)酵，經(jīng)5 d發(fā)酵后的紫菜汁，每天進(jìn)行無(wú)氧倒桶1次，連續(xù)倒桶2～3次，繼續(xù)置于20℃下發(fā)酵，8～12 d完成發(fā)酵，得紫菜酒原液。對(duì)原液采用感官評(píng)定的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)后選定最佳接種比例。感官評(píng)價(jià)評(píng)分表見(jiàn)表3。共邀請(qǐng)7位評(píng)酒員測(cè)評(píng)，評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表4。

表3 紫菜酒原液感官評(píng)分表

表4 紫菜酒原液感官評(píng)分結(jié)果

由表4可知，接種量為1 %釀酒酵母和0.5 %生香酵母時(shí)評(píng)價(jià)最優(yōu)，因此選擇此條件為接種量。

本方法所選用的釀酒酵母和生香酵母具有發(fā)酵起始速度快，發(fā)酵比較平穩(wěn)，酒精度較高，產(chǎn)香能力較強(qiáng)，是優(yōu)良的紫菜釀酒酵母組合。

2.4澄清工藝的確定

2.4.1果膠酶用量的確定

稱取0.1 g果膠酶溶解到10 mL純凈水中，配制成1 %的果膠酶溶液。向5個(gè)裝有20 mL紫菜原酒的三角瓶中分別加入果膠酶溶液0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL、1 mL，配制成果膠酶含量為0.1 g/L、0.2 g/L、0.3 g/L、0.4 g/L、0.5 g/L的紫菜酒樣品，攪拌均勻后靜置，待酒液完全澄清后，取上清液，在波長(zhǎng)680 nm下進(jìn)行透光率測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)圖7。

圖7 果膠酶濃度對(duì)紫菜酒澄清度的影響

由圖7可知，隨著果膠酶用量的增加，紫菜酒原酒的澄清度呈上升趨勢(shì)，當(dāng)果膠酶濃度為0.3 g/L時(shí)，紫菜酒原酒的透光率超過(guò)75 %，澄清效果明顯；當(dāng)果膠酶濃度為0.4 g/L時(shí)，紫菜酒原酒透光率達(dá)到90 %以上；當(dāng)果膠酶濃度大于0.4 g/L時(shí)，澄清度變化幅度不大。因此，確定果膠酶作為澄清劑的最適用量為0.4 g/L。

2.4.2果膠酶澄清時(shí)間的確定

取50 mL紫菜酒原酒，加入1 %的果膠酶溶液至終濃度達(dá)到0.4 g/L，靜置澄清，澄清1 h、2 h、3 h、4 h、6 h、8 h、12 h、24 h后，取上清液分別測(cè)定澄清度，結(jié)果見(jiàn)圖8。

圖8 果膠酶作用時(shí)間對(duì)紫菜酒澄清度的影響

由圖8可知，澄清度隨著澄清時(shí)間的延長(zhǎng)而上升，6 h后變化幅度趨于穩(wěn)定，因此，果膠酶澄清紫菜原酒的作用時(shí)間控制在6 h。

2.5紫菜酒產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的檢測(cè)

感官指標(biāo)：色澤，均勻一致，呈棕色；狀態(tài)，均勻，無(wú)雜質(zhì)，無(wú)沉淀；滋味和味道，具有紫菜特有的清香，無(wú)異味。

理化指標(biāo)：酒精度10 %vol左右。

微生物指標(biāo)：該紫菜酒菌落總數(shù)1 cfu/mL，未檢出致病菌。

3　結(jié)論

紫菜酒生產(chǎn)工藝如下，水浴：料液比為1∶50（g/mL），溫度90℃，水浴1 h。果膠酶酶解條件為：加入紫菜懸浮液中至終濃度為75 U/mL, 55℃下酶解6 h。蛋白酶酶解條件為：果膠酶酶解液降溫冷卻至45℃時(shí)，加入終濃度為350 U/mL的蛋白酶，酶解7 h。發(fā)酵：釀酒酵母和生香酵母比例為2∶1，接種量為1.5 %，初始加糖量為15 %，發(fā)酵72 h后，再補(bǔ)加10 %的蔗糖，繼續(xù)發(fā)酵72 h，溫度20℃。澄清：以果膠酶作為澄清劑，用量為0.4 g/L，靜置6 h。

對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行的理化指標(biāo)、感官指標(biāo)和微生物指標(biāo)的檢測(cè)顯示，該產(chǎn)品口感醇厚，有淡淡的甜味，具有較為濃郁的紫菜清香味，且含有較高的氨基酸，是符合GB 19297—2003微生物衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的綠色天然保健酒。

研制的紫菜酒經(jīng)過(guò)懸浮、酶解、發(fā)酵、澄清等工藝最終制成成品，保留了紫菜獨(dú)特的香味，通過(guò)超聲等處理，在最大限度溶出營(yíng)養(yǎng)成分的同時(shí)，又沒(méi)有破壞紫菜中的藻蛋白等營(yíng)養(yǎng)成分。本研究研制的紫菜酒沒(méi)有添加任何香味劑、防腐劑、色素等添加劑，營(yíng)養(yǎng)豐富，蛋白質(zhì)含量高，可滿足不同層次消費(fèi)者的需求。

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The Processing Techniques of Laver Wine

LIU Xiumin1, CUI Zhijun1, ZHAO Li1and CHEN Limei2
(1. Hebei Jiaotong Vocational and Technical College, Shijiazhuang, Hebei 050035; 2. Tianjin Institute of Industrial Biotechnology, Chinese Academy of Sciences, Tianjin 300308, China)

Abstract:The processing techniques of laver wine were studied and the key points including pretreatment, enzyme hydrolysis and clarification were optimized as follows: 1 h water bath of grinded laver (the ratio of grinded laver and water was 1∶50 (g/mL) at 90℃, then 75 U/mL pectinase was added to the laver suspension for hydrolysis at 55℃for 6 h, and 350 U/mL protease was added as the solution temperature dropped to 45℃for 7 h hydrolysis. The inoculating quantity of S.cerevisiae and aroma-producing yeast at the ratio of 2∶1 was 1.5 % and the initial sugar content adjusted to 15 %. After 72 h fermentation, 10 % sugarcane was added for subsequent 72 h fermentation at 20℃. Finally, 0.4 g/L pectinase was selected as the clarifier for the clarification with 6 h standing time. The produced laver wine had strong laver aroma and light sweet taste, contained high content of amino acids, and it was a kind of green healthcare wine.

Key words：laver；healthcare wine；fermentation；enzyme hydrolysis

作者簡(jiǎn)介：劉秀敏(1978-)，女，講師，博士。

收稿日期：2015-12-09

DOI：10.13746/j.njkj.2015461

中圖分類(lèi)號(hào)：TS262.91；TS261.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-9286(2016)04-0085-04

優(yōu)先數(shù)字出版時(shí)間：2016-02-02；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160202.1552.008.html。