香蕉米酒酿造工艺的响应面法优化

DOI院10.12161/j.issn.1005-6521.2019.18.020

云oodResearchAndDevelopment食品研究与开发圆园19年9月第40卷第18期

115香蕉米酒酿造工艺的响应面法优化

段笑影，刘姝蔓，白佳美，高伟贤，陆思，王虹玲*渊沈阳工学院生命工程学院袁辽宁抚顺113122冤

摘

要：以糯米尧香米尧香蕉为原料酿造香蕉米酒袁为米酒资源的进一步开发奠定试验基础遥以感官评分为评价指标袁

研究香米与糯米比例尧酒曲添加量尧香蕉汁添加量对香蕉米酒品质的影响曰在单因素试验基础上进行响应面法优化香蕉米酒的酿造工艺遥试验结果表明袁香蕉米酒制作的最佳工艺条件为院香米与糯米的质量配比为1颐4尧酒曲添加量为究发酵所得香蕉米酒酒香浓郁并伴有香蕉的果香遥关键词：米酒曰香蕉曰发酵曰工艺曰响应面分析法

0.40%尧香蕉汁的添加量为28.00%遥按照此优化方法袁香蕉米酒感官评分最高袁为93.98分袁酒精度为4.60%vol遥该研

OptimizationofResponseSurfaceMethodologyforBrewingProcessofBananaRiceWine渊CollegeofLifeEngineering袁ShenyangInstituteofTechnology袁Fushun113122袁Liaoning袁China冤DUANXiao-ying袁LIUShu-man袁BAIJia-mei袁GAOWei-xian袁LUSi袁WANGHong-ling*

粤遭泽贼则葬糟贼：Bananaricewinewasmadefromglutinousrice，fragrantriceandbanana，whichlaidanexperimentalfoundationforfurtherdevelopmentofricewineresources.Theeffectsoftheratiooffragrantricetoglutinousrice，theamountofwineballandbananajuiceonthequalityofbananaricewinewerestudied.The

responsesurfacemethodwasusedtooptimizethebrewingprocessofbananaricewine.Theexperimentalresults

ratiooffragrantricetoglutinousricewas1颐4，theamountofaddedwineballwas0.40%，andtheamountofsensoryscore，withascoreof93.98andaalcoholprecisionof4.60%vol.Inthisstudy，thefermentedbananaricewinewasfull-bodiedwithbananafruitflavor.

运藻赠憎燥则凿泽：ricewine；banana；fermentation；technology；analysisofresponsesurface

引文格式院

段笑影袁刘姝蔓袁白佳美袁等.香蕉米酒酿造工艺的响应面法优化[J].食品研究与开发袁2019袁40渊18冤院115-119nanaRiceWine[J].FoodResearchandDevelopment袁2019袁40渊18冤院115-119

DUANXiaoying袁LIUShuman袁BAIJiamei袁etal.OptimizationofResponseSurfaceMethodologyforBrewingProcessofBa原

showedthatthebesttechnologicalconditionsfortheproductionofbananaricewinewereasfollows：thequalityaddedbananajuicewas28.00%.Accrodingtothisoptimizationmethod，bananaricewinehadthehighest

香蕉袁芭蕉科袁芭蕉属植物袁热带地区广泛栽培食用袁味道香甜袁营养价值高尧热量低袁含有磷元素尧蛋白质尧糖类尧钾元素尧VA尧VC袁以及丰富的膳食纤维袁具有清糯米和香米是制作米酒常用的原料袁米蒸熟后加入酒曲袁酒曲中含有的酵母菌渊还有少量的毛霉和根霉冤可

基金项目院2018年度辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目野应用型本科院校生物工程专业创新型人才培养实践教学体系改革探究冶作者简介院段笑影渊1995要冤袁男渊汉冤袁本科袁研究方向院微生物发酵遥剂的研究遥

*通信作者院王虹玲渊1986要冤袁女渊汉冤袁副教授袁博士袁从事微生物酶制

将糖转化成酒精遥同时袁在发酵过程中袁原料中的蛋白质被分解为游离氨基酸和多肽类物质袁利于人体对营养物质的充分吸收袁维生素和矿物质结合状态的变化也大大提高了原料的营养价值[4-5]遥糯米和香米酿制的米酒不仅出汁率高尧酒清香淡雅尧醇而不烈尧滋补脾胃尧强身健体尧生津止渴尧开胃提神去油腻[6-9]袁还具有活气养血尧滋阴补肾尧健脾和胃尧补气益中尧舒筋活血的功效[10-13]遥

目前袁我国对香蕉产品研究主要集中在复合饮料方面袁且较多种类均停留在实验室阶段袁市面上的香蕉饮料种类甚少[14]遥郗恩光等[15]利用响应面法优化香

热尧润肠尧解毒尧降脂尧养阴润燥和生津止渴的功效[1-3]遥

116段笑影袁等院香蕉米酒酿造工艺的响应面法优化

应用技术

蕉金针菇发酵饮料的工艺袁并且在此工艺下饮料的感官评分为93分遥国外对香蕉研究主要集中在香蕉基因及其表达物在生活中的应用遥AungkanaOrsuwan等[16]利用蜂蜡和蒙脱土加固香蕉粉生物复合膜袁并对其防水性能和物理性能进行了研究袁结果表明袁蜂蜡和蒙脱土提高了生物复合膜的透明度和水阻隔性能遥本试验旨在扩大香蕉制品种类和酒的品种袁为米酒和果酒的融合提供新的参考遥1材料与方法

蒙山曰甜酒曲院安琪酵母股份有限公司曰复合果胶酶渊50000U/g冤院广州市天河区远天酶制剂厂遥1.2仪器与设备

SW-CJ-2FD超净工作台院试验有限公司医疗

设备厂曰WYT-32手持糖度仪院济南新昕仪器仪表有限公司曰DHP9012电热恒温培养箱院上海一恒科学仪器

有限公司曰SKG1323榨汁机院艾诗凯奇电器有限公司曰公司遥

PHS-3C型数字精密pH计院广州市爱宕科学仪器有限

1.1材料与试剂

1.3方法

香蕉院广东省汕头市曰香米院泰国曰糯米院山东省沂

1.3.1工艺流程及操作要点

香蕉寅剥皮寅称量寅预处理寅打浆寅冷却寅酶解

糯米尧香米寅浸泡寅沥干寅蒸饭寅淋饭寅摊凉寅按比例混合寅拌入甜酒曲寅加蔗糖寅发酵寅滤酒寅成品香蕉的选取院选用的香蕉必须为完全成熟的香蕉袁成熟完全的香蕉糖含量为16.5%~19.5%袁淀粉含量为1%~3%袁利于发酵袁且出酒率高[17]遥

香蕉预处理院香蕉剥皮后用100益沸水热烫处理5min袁以破坏氧化酶袁防止因褐变影响酒的色泽度袁还可减少VC的损失曰此外袁热烫还有助于果肉的软化袁利于打浆遥将热烫后的香蕉果肉与水按照1颐2渊kg/L冤的比例打浆遥

添加果胶酶院香蕉打浆后需要冷却至浆液中心温度低于50益袁加入0.5%的果胶酶袁酶解3h遥

香米和糯米预处理院糯米和香米均在水中浸泡24h袁使米中淀粉吸水至手捏无硬心袁蒸饭至米饭疏松不糊袁熟而不烂遥用无菌水淋饭袁且越快越好遥

拌曲和糖化院将蒸熟的糯米饭和香米饭按各组试验质量配比混合后袁摊凉至30益~35益拌曲袁搅拌均匀后压实袁在中间挖大小适中的倒喇叭状空洞以保证适当的溶氧量遥

混合院待米饭糖化2h后再加入不同比例的香蕉汁袁混合后再加适量蔗糖搅拌均匀袁糖度保持在6%~10%遥

发酵院使用750mL玻璃罐发酵袁将和混合液在

口感渊35分冤澄清度渊15分冤气味渊30分冤

项目色泽渊20分冤

评分标准

淡黄色或金黄色袁色泽均匀

乳黄色或黄色棕黄色或其他颜色果香尧米酒香味纯正袁无异味果香尧米酒香较淡袁无异味果香尧米酒香不明显袁有异味无沉淀袁无悬浮物尧澄清透明略有沉淀和悬浮物袁较透明有少量杂质尧沉淀袁稍微浑浊细腻袁酒味及甜度适宜无异味袁果味和酒味不够协调酒味不足袁整体过甜或过酸

感官评分16~209~150~822~3010~210~911~157~100~625~3511~240~10引

评价指标袁研究各因素对香蕉米酒品质的影响遥1.3.3感官评分标准

0.6%尧0.8%尧1.0%尧1.2%冤为主要因素袁以感官评分为

从色泽尧气味尧澄清度尧口感4个方面对制备的香

蕉米酒进行评分袁按参照文献[18]的感官要求袁对香蕉米酒进行感官评价袁得分取平均值遥具体分值见表1遥

表1香蕉米酒感官测定

Table1Sensoryevaluationcriteriaofbananaricewine

布内夹一层脱脂棉的方法袁既防止直接接触空气袁又可保持通气遥

1.3.2香蕉米酒制备的单因素试验

在香蕉米酒的酿造过程中袁分别以香米与糯米的

28益下密闭式发酵袁每天搅拌一次遥密封采用两层纱

1.3.4响应面分析

在单因素试验结果基础上袁进行香米与糯米质量

比渊A冤尧香蕉汁添加量渊B冤尧酒曲添加量渊C冤三因素三水平的Box-benhnken试验设计[19-23]袁以感官评价为响应值袁进行响应面分析袁每组平行3次袁取平均值袁优化香蕉米酒的酿工艺遥试验设计因素和水平见表2遥

质量比渊1颐1尧1颐2尧1颐3尧1颐4尧1颐5冤尧香蕉汁添加量渊25%尧50%尧75%尧100%尧120%冤尧酒曲添加量渊0.4%尧

应用技术

段笑影袁等院香蕉米酒酿造工艺的响应面法优化

表2三因素三水平编码设计

Table2Threefactorsthreelevelscodingdesign

因素

水平A香米与糯米B香蕉汁C酒曲质量比

添加量/%

添加量/%-1011颐20.611颐颐345025750.81.01.3.5酸度理化测指定标

袁按照GB5009.239-2016叶食品安全国家标准食品酸度测定曳曰酒精度测定袁按照GB5009.225-2016物指叶标食品检测安袁全按照国家GB标准47.18-2010酒中乙醇浓度叶食品的测安定全曳曰国家微生标准食品微生物学检验乳和乳制品检验曳遥2

2.1结果与分析

2.1.1单香因素米与试验糯米及配结果

香米与糯米配比比对对香香蕉蕉米米酒酒的的影响影响

见图1遥

10090807060500

1颐1

香1米颐2

与糯1米颐3

质量比1颐4

1颐5

1颐6

图1香米与糯米配比对香蕉米酒的影响

Fig.1Influenceoffragrantriceandglutinousriceonbananarice

wine

为研究香米与糯米配比对香蕉米酒的影响袁将香米与糯米质量比分为1颐1尧1颐2尧1颐3尧1颐4尧1颐5袁5个水平进行分析遥由图1可知袁香米与糯米质量比为1颐3时试验评分最高袁但当香米与糯米质量配比低于或高于1颐3时袁香蕉米酒感官评分反而下降遥当低于最适添加量时袁糯米含量相对较低袁酒曲中根霉菌和酵母菌活性不高袁酒香味和甜度不足曰当高于最适添加量时袁酒曲中根霉菌和酵母菌生长旺盛袁致使酒精度不足袁酸度增加袁即香米与糯米质量配比为1颐3时最为适宜遥

2.1.2香香蕉汁蕉汁添添加加量量对对香香蕉蕉米米酒酒的的影响影响

见图2遥从图2可以看出袁当香蕉汁添加量为50%时香蕉米酒的感官评分达到最大值为90.26分袁但是当香蕉汁添加量低于或高于50%时袁香蕉米酒感官评分反而

1171009080

7060500

25

香50

蕉汁添75

加量100

/%125150

图2香蕉汁添加量对香蕉米酒的影响

Fig.2Influenceofbananapulpadditiononbananaricewine

下降袁是因为当蕉浆添加量低于50%时袁米酒风味突出袁米酒颜色较浅曰添加量高于50%时袁香蕉汁促进了酒曲的发酵袁发酵周期缩短袁米酒的口感不协调袁风味欠佳遥因此香蕉米酒的香蕉汁添加量在50%左右适宜遥

2.1.3不酒同曲的添酒加曲量添对加香量蕉对米香酒蕉的米影响

酒的影响见图3遥

1009080706050

0

0.4

0.6

酒曲添0.8

加量/%

1.0

1.2

1.4

图3酒曲添加量对香蕉米酒的影响

Fig.3Theinfluenceoftheamountofliquoraddedonthebanana

ricewine

由图3可知袁酒曲添加量为0.8%时袁香蕉米酒的感官评分为最大值袁为91.06分袁当酒曲添加量不足足0.8曰%添时加袁量酒过曲高时不能袁充酒分曲利用中的香根米霉与菌糯与米酵袁母致菌使大酒量香繁不

殖袁使发酵周期缩短袁酒精量减少袁酸度增加遥因此初步确定香蕉米酒酿造适宜的酒曲添加量为0.8%遥2.2.12.2响应回归面模型法优化的建立发酵及试验结果方差分析及分析

中心组合设计方案及试验结果见表3遥

表3Box-Behnken设计方案与质量评价结果

Table3Box-Behnkendesignschemeandqualityevaluation

results

试验号ABC感官评分21-131

-101.8177.044-10

-1.5550-11-10-1093.4874.05段笑影袁等院香蕉米酒酿造工艺的响应面法优化

应用技术

118续表3Box-Behnken设计方案与质量评价结果Continuetable3Box-Behnkendesignschemeandquality

evaluationresults

试验号ABC感官评分67000801-10092.88085.8084.56109

10

0-11-10

93.48

111210154.05131081.5514-101192.75150168.0567.0816-11

17-1010-1082.23-162.0282.08对表3中的响应值进行统计分析袁确立如下回归方程院

1.41BCY=92.98+1.96-9.35AA-4.25B+3.75C-4.40AB+1.78AC+2对回归方程-11.33方差B2分-5.33析的结果C2遥

见表4遥

表4回归方程方差分析

Table4Analysisofvarianceofregressionequation方差来源平方和自由度均差F值P值显著性模型2477.2275.25219.33<0.0001显著A38.53138.53

30.71

0.0009

**B180.801180.80144.06<0.0001**C140.551140.55112.00<0.0001**AB154.701154.70123.27<0.0001**AC25.35125.3520.200.0028**BC15.96115.96

12.72

0.0091

**A2B2234.361C

2

343.79

76.191234.36343.79186.74**残差8.78176.19273.94<0.000<0.00010.0001

1**71.2560.71**失拟项8.5451.7114.24

0.0669

不显著

纯误差0.2420.12

总和

2486.0616

注院**P约0.01袁差异极显著曰*P约0.05袁差异显著遥

由表4可以看出回归模型极显著渊P约0.01冤袁失拟项不显著渊P跃0.05冤曰方程相关系数R20.972adj=0.9919袁量对试验结果9袁表明该影响模型最大拟合程袁度较在所好取的遥一各因素次项香水蕉汁平添R2范围加=内袁影响香蕉米酒感官评分的因素主次顺序为院香蕉

汁添加量>酒曲添加量>香米与糯米配比遥2.2.2通过响应Design面分析Expert8.0.6软件袁绘制了响应面分析

图见图4遥

9590a

85807570651.00

0.50

0.00

1.00

C酒曲添加量

-0.50

-1.00-1.00

-0.50

0.00

0.50

A香米与糯米配比

95b

9085807570651.00

0.50

0.00

0.50

1.00

B香蕉汁添加量

-0.50

-1.00-1.00

-0.50

0.00

A香米与糯米配比

95c

9085807570651.00

0.50

0.00

1.00

C酒曲添加量

-0.50

-1.00-1.00

-0.50

0.00

0.50

B香蕉汁添加量

图4各因素交互效应对香蕉米酒酒精度影响的曲面图Fig.4Surfacediagramoftheinfluenceofeachfactorinteraction

effectonthealcoholconsumptionofbananaricewine

由图4a可以看出当香米与糯米配比不变时袁香蕉米酒的感官评分随酒曲添加量的提高呈现先增后减的趋势曰当酒曲添加量不变时袁香蕉米酒的感官评分随酒曲添加量的增加呈现先增后减的趋势遥

图4b表示香蕉汁添加量和香米与糯米配比交互作用对香蕉米酒的影响遥当香米与糯米配比不变时袁香蕉米酒的感官评分随香蕉汁添加量的提高呈现先增后减的趋势曰当香蕉汁添加量不变时袁香蕉米酒的感官评分随香米与糯米配比的增加呈现先增后减的

应用技术

段笑影袁等院香蕉米酒酿造工艺的响应面法优化

[3]

趋势袁与表4回归方程方差分析的结果符合遥

图4c表示酒曲添加量和香蕉汁添加量对香蕉米酒感官评分的影响袁从图中可知二者对香蕉米酒的感官评价有显著影响袁且二者交互作用明显遥当酒曲添加量不变时袁感官评价随香蕉汁添加量升高呈现先升高后降低的趋势曰当香蕉添加量不变时袁感官评价随酒曲添加量的升高呈现先升高后降低的趋势遥2.2.3最佳培养条件的预测和试验验证

王虹玲,武婷茹,姜诗文.香蕉皮单宁的提取及其提取物的抑菌抗氧化活性[J].食品与发酵工业,2014(11):253-259然科学版),2014(4):325-3272015(3):43-46152-155

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分析袁得出香蕉米酒的优化条件为香米与糯米配比为0.25感官尧评香价蕉汁为添94.17加量遥根为据上27.45述%优化条件对尧酒曲添加香量蕉为米0.39酒进行%袁试验验证时袁将试验条件调整为香米与糯米质量比为1重颐复4袁香3次蕉汁平行试验添加量袁为测28.00得香%蕉袁米酒酒曲感官添加评量分为的0.40实际%平袁均值为93.98分袁酒精度为4.60%vol遥

此外袁优化的香蕉米酒的酒精度渊4.60%vol冤尧总酸渊4.30g/L袁以乳酸计冤和糖度渊8.00%冤均达到GB2758-2012酒曳的要求袁微叶生物食品检安验结果全国家袁未检标准出发大酵肠酒杆及其菌群配和制致病菌袁符合GB12696-2016叶食品安全国家标准发酵

酒及其配制酒生产卫生规范曳的卫生标准遥3

结论

本研究以香蕉尧糯米和香米为原料制备香蕉米酒袁以香米与糯米配比尧香蕉汁添加量尧酒曲添加量为考察因素袁以感官评分为响应值袁在单因素试验基础上进行响应面试验遥通过响应面回归方程确定香蕉米酒优化发酵的最优条件为院香米与糯米配比为1颐4尧香蕉汁添加量为28.00%尧酒曲添加量为0.40%遥按照此优化条件测得香蕉米酒感官评分最高袁为93.98分袁酒精度为4.60%vol袁总酸尧可溶性糖等理化指标符合国家标准遥发酵所得香蕉米酒酒香浓郁并伴有香蕉的果香遥本研究为米酒资源的深度开发提供了理论和试验基础遥参考文献：

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收稿日期：2018-10-26