耳叶牛皮消啤酒的酿造工艺研究

丁 斌，陈 熙，2

（1.亳州学院生物与食品工程系，安徽亳州 236800；2.安徽大学生命科学学院，安徽合肥 230601）

从19 世纪末开始，我国开始引入啤酒及啤酒制造业[2]。啤酒行业作为我国酿酒工业中最年轻、规模最大、发展最快的行业。自2002 年，中国超过美国成为世界第一大啤酒产销国以来，产量至今已连续15 年位居世界首位。2017 年行业统计全国啤酒产量为4.401×107kL，人均年消费量35.77 L。

我国啤酒产品大都是淡爽型啤酒，风味、品种比较单一，仅在包装和原麦汁度数上有所差异，主要原料大都是大麦麦芽，添加了部分大米为辅料，缺乏特征显著的新型啤酒[2]，因此，改善产品的趋同性成了中国啤酒业的关注热点。开发新型啤酒，既能满足广大消费者对于新产品的追求，丰富啤酒的种类，也能给企业带来较好的经济效益[3]。

白首乌的分布较为广泛，3 种植物的产区有所不同，耳叶牛皮消多产于江苏、浙江、山东、河南等省，以江苏盐城地区滨海县为主产区；隔山牛皮消多产于吉林、辽宁、山东等省，多野生；戟叶牛皮消多产于山东、陕西、河北、河南等省，以山东泰安和济南历城为主产区，仅有少量栽培。滨海白首乌为萝藦科鹅绒藤属植物耳叶牛皮消（Cynanchum auriculatumRoyle ex Wight）的干燥块根，是我国特有的传统药食同源产品之一，具有滋补肝肾、益精血、壮筋骨、乌须发、止心痛和延年益寿之功效，具有较高的食用和药用价值[4-7]。

本文将白首乌块根粉碎后与麦芽混合，经过糖化、发酵工艺酿制一种具有较高功能价值的营养型工坊啤酒，并通过对酿造过程中的工艺参数进行优化，将制得的啤酒按照GB 4927—2008《啤酒》标准进行质量评价[1]，并对其功能性成分的含量进行测定，对其抗氧化能力进行初步研究。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

原料及耗材：滨海白首乌（市售）；大麦芽（购自江苏农垦麦芽有限公司）；酒花（购自北京理博兆禾酒花有限公司）；纯净水。

菌种：啤酒酵母（购自德国fermentis公司）。

仪器设备：小型中药材粉碎机，江阴瑞丽和机械制造有限公司；BL-410F 电子天平，上海卓爵仪器设备有限公司；超净工作台，苏州佳宝净化工程设备有限公司。5 L锥形瓶、发酵栓，南京科环分析仪器有限公司；BCD-610W 冰箱，厦门兴润星贸易有限公司；电热恒温水浴锅，上海博迅实业有限公司；紫外-可见分光光度计，上海天美科学仪器有限公司；恒温恒湿培养箱，上海新苗医疗器械制造有限公司；数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 麦汁制备[8]

称取一定量经EBC 粉碎机粉碎的大麦芽，按照料水比为1∶4 的比例加入48 ℃的酿造水，维持40 min 后升温至63 ℃(1 ℃/min)，保温30 min；接着升温至72 ℃(1 ℃/min)后维持20 min 后进行碘试；碘试正常后升温至78 ℃(1 ℃/min)保温10 min，过滤。过滤后的麦汁进行煮沸，煮沸时间为80 min，添加粉碎后的一定量滨海白首乌和酒花。滨海白首乌煮沸前加入，酒花分3 次添加，煮沸开始时添加1/2，煮沸30 min 后添加1/4，煮沸结束前10 min添加1/4。煮沸结束后过滤沉淀物，冷却麦汁后调整麦汁浓度为11°P备用。

1.2.2 啤酒发酵实验[8]

斜面酵母菌株1 环，接种到10 mL 麦汁的试管中，并放置于28 ℃培养36 h，经振荡均匀后取1 mL菌液装入含9 mL 麦汁的试管中，并放于25 ℃恒温培养箱培养36 h，之后取出混匀，倒入装有70 mL麦汁的250 mL 的三角瓶中，于23 ℃恒温培养箱培养48 h 后，取出放入4 ℃恒温培养箱12 h 沉降酵母泥，倒掉上清液将酵母泥转接入250 mL 麦汁培养基(500 mL 锥形瓶)，摇匀后装上发酵栓并用水密封，于12 ℃下发酵7 d。

1.2.3 滨海白首乌添加比例的确定

将滨海白首乌与大麦芽的比例分别为1∶30、1∶25、1∶20、1∶15、1∶10，进行称量并粉碎，并按照麦汁制备方法制备得到11°P 的麦汁浓度。按照啤酒发酵实验，在12 ℃下发酵7 d 后得到不同滨海白首乌添加比例的啤酒，并在4 ℃下后酵7 d备用。

1.2.4 酒花添加量的确定

由于滨海白首乌味苦甘涩，在添加时对啤酒的风味造成一定的影响。因此需要对酒花的添加量进行确定。根据正交优化实验设置，酒花添加量分别为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%。

1.2.5 主酵温度的确定

发酵温度对啤酒质量具有非常重要的作用，且发酵温度越高，啤酒成熟时间越短，口感和风味也会有相应的影响。因此通过将主酵温度分别设置为10 ℃、12 ℃、14 ℃和16 ℃，研究主酵温度的变化对啤酒的影响。

1.2.6 白首乌保健啤酒最佳生产工艺确定

通过选择的白首乌添加量、酒花添加量、发酵温度参数进行正交优化实验，以感官品评得分为评价标准，确定白首乌保健啤酒的最佳工艺参数。

1.2.7 感官品评

将发酵完成的啤酒放置于品评杯中，按照感官品评要求，由感官品评小组成员进行打分，并以此作为评价保健啤酒质量的一个指标。

1.2.8 保健啤酒质量分析[9]

使用阿贝折光仪对啤酒发酵过程中糖度进行检测；使用血球计数法对发酵过程中酵母数进行计数；使用苯酚硫酸法进行总糖测定；使用3,5-二硝基水杨酸法对啤酒还原糖含量测定。

2 结果与讨论

2.1 滨海白首乌添加量的测定

将滨海白首乌与大麦芽的比例分别为1∶30、1∶25、1∶20、1∶15、1∶10，进行称量并粉碎。并按照麦汁制备方法制备得到11 °P 的麦汁浓度，并发酵成成品啤酒。虽然添加了少量的滨海白首乌，但成品啤酒的麦芽风味、酒花风味等指标并没有太大变化，因此对感官品评标准进行相应的调整，详见表1。

实验表明，3 号啤酒样品的滨海白首乌与大麦芽的比例为1∶20 时，成品啤酒酒体饱满，具有白首乌特有的风味，口感和泡沫比较好，最终的感官品评分数最高，因此选择1∶20 的滨海白首乌与大麦芽作为原料，进行啤酒酿造试验。

滨海白首乌中富含多种活性成分，如甾体皂苷、白首乌多糖、维生素等，具有抗肿瘤、抗氧化等作用，有益人体健康。而添加适量的滨海白首乌作为原材料，使得啤酒在保持其原有特性的基础上，又具有一定的保健作用。

2.2 酒花添加量的确定

酒花的添加不仅能够赋予啤酒独特的酒花香味、苦味，同时也能够起到一定的防腐作用。而少量的啤酒花则会使得成品啤酒口感寡淡，且容易产生杂味，而过量的酒花则会导致啤酒苦味值过高，影响啤酒口感，且滨海白首乌微苦，在糖化过程中加入适量的滨海白首乌，一方面会使得成品啤酒中含有滨海白首乌特有的风味，另一方面也影响啤酒整体的风味，因此需要确定最优啤酒花添加量，保证啤酒正常的风味稳定性和质量（表2）。

表1 感官品评标准及得分

分别按照0.1 %、0.15 %、0.2 %、0.25 %、0.3 %的添加比例称取酒花，并将糖化液得到的麦汁进行煮沸，并进行发酵实验。研究酒花添加量的不同对啤酒质量影响的单因素试验。

当酒花添加比例小于0.2 %时，滨海白首乌的味道比较突出，无法体现出啤酒特有的酒花香和苦味；而当酒花添加比例大于0.2%时，滨海白首乌特有的微苦味和酒花、麦芽的苦味进行叠加，导致成品啤酒苦味明显增加，消费者难以接受。当酒花添加比例为0.2%时，苦味比较合适，既有啤酒特有的风味，同时也能显现出滨海白首乌的特征风味，口味比较纯正，酒体协调均匀透亮。

2.3 最佳发酵条件的确定

通过正交实验确定最佳发酵条件，根据单因素实验结果得知滨海白首乌添加量、酒花添加量对啤酒质量具有重要影响，此外发酵温度也会对啤酒风味和口感产生一定影响。而由于本研究中滨海白首乌在糖化开始前与大麦芽进行混合，因此酵母接种量和发酵时间与正常啤酒发酵条件无太大变化，选取滨海白首乌添加比例、酒花添加比例和发酵温度进行三因素、四水平的正交优化实验，以啤酒感官品评得分作为评价指标，结果如表3所示。

表2 酒花添加比例对啤酒风味的影响

表3 L16（43）正交试验结果

根据表3 正交实验结果可知，最佳工艺配比为A3B3C1。即滨海白首乌添加比例为1∶20、酒花添加量0.3 %、发酵温度为10 ℃。而通过极差结果分析，影响白首乌保健啤酒质量的因素大小次序为滨海白首乌比例＞酒花添加量＞发酵温度。

3 结论

根据单因素选择和正交实验结果可以得出，影响滨海白首乌保健啤酒质量的因素中滨海白首乌添加比例对其影响最大，且滨海白首乌添加比例＞＞酒花添加量＞发酵温度，糖化过程中滨海白首乌与大麦芽比例为1:20。

滨海白首乌性微苦，且其有效成分具有抗氧化等功效，能够赋予白首乌保健啤酒独特的风味和功效。酒花的添加一方面保证酒体风味稳定性，另一方面给予啤酒独特的酒花香和苦味。酒花添加量0.2%为宜，此时啤酒苦味适合，且能够体现出白首乌独特的风味特征，酒体协调、无异味。滨海白首乌与大麦芽比例为1∶20、酒花添加量0.2%、酵母添加量0.5%、发酵温度为10 ℃下发酵7 d，酿造而成的白首乌保健啤酒，既具有典型啤酒风味，又兼具白首乌特征风味，酒体醇厚协调。