高溫瞬時滅菌對米酒品質的影響

張蕙銘，夏偉良，邢楓，王美琪，金鐵巖

延邊大學農學院 （延吉133002）

米酒是一種以大米或糯米為原料的甜米酒。然而，由于其蛋白質、糖類含量豐富，酒精度低等特點，米酒易發(fā)生霉變、變質，導致品質下降。

超高溫瞬時滅菌技術（UHT），由于其成本低廉、安全可靠，被廣泛應用于食品加工領域。加熱溫度一般為120～150 ℃，加熱時間在1～30 s，制品可達到商業(yè)無菌的要求。國內許多企業(yè)在食品加工中已開始應用高溫滅菌技術，并取得良好效果[1]。王嵩等[2]用高溫換熱設備殺菌啤酒的研究表明，相比隧道式巴氏殺菌，板式高溫換熱殺菌設備耗能低，相對于低溫巴氏殺菌，其殺菌時間短，對酒的風味物質破壞程度小。

米酒發(fā)酵階段，第一批細菌主要為硝酸鹽還原菌，第二批為明串珠菌腸系膜、清酒乳桿菌等。巴氏殺菌等被廣泛用作滅菌技術，然而加熱會對其感官特性產生負面影響。

米酒常用殺菌方式為低溫加熱滅菌、紫外線殺菌、高溫瞬時滅菌等。其中高溫瞬時滅菌為米酒殺菌新技術，為使其更好地應用于實際生產，對米酒的滅菌進行研究[3]。試驗以米酒為原料，用高溫瞬時滅菌方法，采用正交試驗設計，對米酒pH、總酸含量、總糖含量、乙醇含量和感官指標進行考察，對色度、微生物指標及保質期進行監(jiān)測與分析，建立最適殺菌標準。該試驗旨在為米酒的商業(yè)滅菌提供數據支持及理論依據，提高米酒品質。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

朝鮮族傳統米曲；蒸餾水。

高溫瞬時滅菌鍋（RP6L10型，鄭州東晨流體設備廠）；數字酸度計（PHS-3C型，上海鵬順科學儀器有限公司）；水銀溫度計、酒精計（0.5%，3支組，沈陽市玻璃計器廠）；紫外可見分光光度計（UV-1800型，上海美譜達儀器有限公司）；手持糖度儀（WY-055型，長春市第四光學儀器廠）。

1.2 試驗方法

1.2.1 高溫瞬時滅菌的方法

將試驗所用米酒經離心泵送至高溫瞬時滅菌機裝置內進行預熱，經高溫桶（120～135 ℃）進行加工，米酒迅速加熱，達到殺菌溫度，時間保持分別是2，5和8 s。高溫瞬時滅菌技術使這些微生物及酶類很快被殺滅。試驗過程中使用一種新型高效節(jié)能裝置——熱虹吸循環(huán)冷卻設備。試驗是將大米在常溫下用粉碎機粉碎成顆粒并放入高溫桶內。當物料離開高溫桶時，與冷料換熱，獲得冷卻，一般溫度低于65 ℃[4]。

1.2.2 現代朝鮮族米酒制作工藝流程

試驗所用米酒生產方法：以大米為原料并在水中浸泡5～6 h，蒸煮后冷卻，以朝鮮族傳統的米曲為發(fā)酵劑，按1∶1.5體積比加水，米酒是在9～11 ℃的低溫條件下，經20～25 d發(fā)酵精制而成。工藝流程如圖1所示。

圖1 現代朝鮮族米酒制作工藝流程

圖2 DNS葡萄糖標準曲線

1.2.3 pH測定

對酸度計進行調試校正，取30 mL試驗樣杯中米酒，放在磁力攪拌器上面，洗凈玻璃電極，置于樣品米酒內，不接觸燒杯的邊緣及底部，直到數值平穩(wěn)1 min，平行記錄3次并取均值。

1.2.4 總酸測定

取50 mL試驗樣品，放入250 mL燒杯中，加入50 mL無CO2的水，將其攪拌均勻然后加入幾滴1%酚酞指示劑，用0.1 mol/L NaOH滴定至微紅色保持30 s不褪色，測量消耗NaOH的體積，重復3次進行平行測定[5]。

1.2.5 酒精度測定

用比重法先抽取100 mL酒樣，蒸餾按慣例進行，餾出液不少于量筒中的40 mL，用蒸餾水100 mL補滿，用水銀溫度計測溫度，用0.5%的3支組特型酒精計放入量筒中，酒精計穩(wěn)定時讀數，根據酒精度及溫度換算表換算成酒精度20 ℃，參考GB/T 13662—2008《黃酒酒精計濃度與溫度》，換算表保留小數點后1位。

1.2.6 總糖測定

米酒中總糖是由酒中還未還原雙糖、多糖與酶水解所組成，參照Kang等[6]總糖含量用還原糖（葡萄糖）的含量表示，其原理是：還原糖經堿性條件加熱氧化為糖酸，而DNS（3,5-二硝基水楊酸）經糖還原后從黃色轉變?yōu)楹稚?，還原糖含量的多少與棕紅色材料顏色深淺呈正比，在波長540 nm處有一定的吸光度。

取出50 mL試樣，用1 mol/L的NaOH溶液調至中性，水浴20 min，降溫到室溫，邊搖邊加5 mL乙酸鋅溶液，5 mL亞鐵氰化鉀，定容至100 mL，靜置30 min，過濾，得樣液，取不同梯度的樣液和DNS反應，測其吸光度。得知樣液內葡萄糖含量，求出總糖含量?？偺呛浚╣/100 mL）按式（1）計算。

式中：m為標準曲線得到的葡萄糖質量，mg；V1為樣液總體積，mL；V2為測定用體積，mL；V為樣品體積，mL。

1.3 感官評價

米酒感官評價見表1。

表1 米酒感官評價表

1.4 微生物指標

1.4.1 菌落總數

采用平板傾注法，以10倍稀釋比例對殺菌酒樣品進行混勻，取1 mL不同稀釋倍數的稀釋液放入平皿中，降溫至45 ℃，并將其倒入營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中，平皿保持水平位置，涂布使樣液與培養(yǎng)基充分接觸，放置在37 ℃條件下培養(yǎng)72 h，同時取出1 mL空白稀釋液傾注于無菌平皿，作為空白對照，統計平板上菌落的數量。

1.4.2 酵母菌測量

將經過殺菌處理的酒液以10倍稀釋法稀釋至不同濃度，每次稀釋用2～3個平皿，取1 mL樣本液投入培養(yǎng)皿，加入15 mL 45 ℃ YM培養(yǎng)基，于25 ℃厭氧培養(yǎng)72 h，并同時取1 mL空白稀釋液倒入無菌平皿，用作空白對照，記錄平皿上菌落數量。

1.4.3 乳酸菌測量

取25 mL滅菌樣酒，加入225 mL無菌生理鹽水，以10倍稀釋的方式取出0.1 mL濃度均一的液體，添加到MRS培養(yǎng)基中，用于涂布，放置在36 ℃的厭氧條件下培養(yǎng)48 h，同時將1 mL空白稀釋液放入無菌平皿中作為對照，對培養(yǎng)基上的菌落數進行統計。

1.5 數據處理

試驗試驗結果均采用平均值±標準差（x±SD）形式表示，試驗數據采用Excel 2016軟件進行作圖和數據統計，用SPSS 25.0軟件進行差異分析，所有試驗均重復3次。

2 結果與分析

2.1 葡萄糖標準曲線

以葡萄糖濃度為標準繪制的標準曲線，方程為y=0.068 8x-0.001 0（R2=0.994 4）。

2.2 高溫瞬時滅菌后米酒理化指標的變化

120～135 ℃高溫殺菌時間分別是2，5和8 s的米酒在貯存20周的pH變化情況如圖3所示。由試驗結果可知，溫度升高可導致米酒中微生物增多，卻又能降低米酒氧化程度，延長米酒的保質期。此外，在低溫下貯存的米酒其酸度和色度均有一定上升。經高溫瞬時殺菌處理米酒，其pH同未滅菌的米酒相比變化平緩，未滅菌米酒的pH不斷降低[7-9]。

圖3 高溫瞬時滅菌不同時間米酒pH變化

如圖4可以得出，米酒在120～135 ℃的高溫滅菌設備中進行處理，高溫瞬時2，5和8 s時儲存20周后總酸含量變化情況。相對于未經殺菌的米酒，高溫滅菌不同時，總酸含量變化較為平緩。

如圖5所示，120～135 ℃髙溫殺菌設備對米酒2，5和8 s進行處理，其總糖含量與未滅菌的米酒相比，貯存20周，高溫滅菌后不同時期的變化比較穩(wěn)定。

如圖6所示，米酒經125 ℃高溫殺菌設備2，5和8 s處理后，儲存20周后酒精度發(fā)生變化，相對于未經殺菌的米酒，高溫滅菌不同時酒精度的變化較為平緩[10]。

圖6 高溫瞬時滅菌不同時間米酒中乙醇發(fā)生改變

2.3 高溫瞬時滅菌后米酒的色度變化

從圖7～圖9可以看出，高溫瞬時滅菌后米酒，殺菌后亮度提高，在儲存期間，其亮度沒有明顯的改變，保持了原有亮度。經過高溫短時滅菌處理的米酒在常溫下可長時間保持較高亮度，但隨著存放時間延長，亮度逐漸降低，且隨溫度升高，亮度下降幅度增大。高溫處理的米酒儲藏期間亮度提高顯著，儲藏后期呈現亮暗，但在常溫下加工后米酒亮度變化不大。a*和b*升高說明高溫對米酒的紅色度和黃色度有一定影響，同時提高米酒的亮度。

圖7 高溫瞬時滅菌不同時間米酒L*值發(fā)生改變

圖8 高溫瞬時滅菌不同時間米酒a*值發(fā)生改變

圖9 高溫瞬時滅菌不同時間米酒b*值發(fā)生改變

2.4 高溫瞬時滅菌對米酒中微生物指標影響的研究

從表2～表4可以看出，高溫瞬時滅菌會對酒體菌落總數產生較大影響，實現超高溫瞬間滅菌，且貯存過程中，活菌數不增加[11]。

表2 高溫瞬時滅菌不同時長朝鮮族米酒菌落總數的變化 單位：CFU/mL

表3 高溫瞬時滅菌不同時長朝鮮族米酒酵母菌總數的變化 單位：CFU/mL

2.5 高溫瞬時滅菌的米酒感官評定

由表5可知，經未殺菌及殺菌2 s處理的米酒隨儲存時間變長存在顯著性差異（P＜0.05），其色澤評價分降低程度大于經5 s和8 s處理的米酒，5 s的米酒在儲存4周后無顯著性差異（P＞0.05）。

表5 高溫瞬時滅菌不同時長后米酒色澤評分 單位：分

由表6可知，在米酒風味方面，未殺菌、殺菌2 s、殺菌8 s這3種處理方式在隨著儲存時間延長后風味衰減較為嚴重，而5 s試驗組并無顯著性差異（P＞0.05），證明米酒在殺菌5 s后其風味可以長期儲存并基本不發(fā)生變化。

表6 高溫瞬時滅菌不同時長后米酒風味評分 單位：分

由表7可知，5 s試驗組中米酒感官綜合評價隨著儲存時間的延長并未存在顯著性差異（P＞0.05），而未殺菌、殺菌2 s和8 s在儲存時間延長后存在顯著性差異（P＜0.05）。綜合而言，殺菌5 s處理后米酒的綜合水平最高。

表7 高溫瞬時滅菌不同時長后米酒綜合評分 單位：分

3 結論

高溫瞬時滅菌（UHT）處理使用連續(xù)流熱處理進行滅菌過程。UHT在120～135 ℃下短時間運行，以滅活微生物。因此，UHT的優(yōu)點是使用較短的加工時間，以保留食品的自然感官和營養(yǎng)特性，減少質量損失。

盡管米酒可以使用多種滅菌方法，但每種方法都有特定的機會和缺點。應根據滅菌目的和食品選擇最合適的方法。熱處理在世界范圍內被廣泛用于保存米酒。然而，一些研究仍表明，由于對米酒最終感官質量的特定不利影響，在這些熱處理過程中應限制米酒質量的劣化。盡管熱處理已闡明其在保護產品微生物安全方面的有益作用，但商業(yè)米酒生產商仍在尋找最有效的選擇，以獲得營養(yǎng)和感官上可接受的米酒[12-14]。因此，米酒行業(yè)的首要關注點是找到一種有效工藝，以確保米酒的微生物安全，最大限度減少質量缺陷。就殺菌效果而言，UHT可以殺死一些巴氏殺菌無法殺死的細菌，但其對產品風味的影響也難以解決。

米酒在120～135 ℃的高溫設備中，經過2，5和8 s的高溫進行瞬時滅菌，不同高溫瞬時滅菌的米酒，就理化指標而言，其變化平緩；在微生物方面，高溫瞬時滅菌可達到米酒內部無菌的要求；由色度和感官評價的結果可知，不同的高溫瞬時滅菌，對米酒的色度和香氣有明顯影響，從綜合風味、綜合評價等方面進行剖析，得出5 s瞬時滅菌對米酒品質影響最小。試驗表明，不同殺菌方法對米酒儲藏期間理化指標、感官評價的影響，對微生物指標進行分析，高溫瞬時滅菌的最適條件是滅菌溫度125 ℃、滅菌時長5 s。