黑枸杞乳清酒发酵工艺优化

    乳清是生产干酪和干酪素的副产物，含有乳中近一半 的营养成分，其中干物质约含6%～8%，粗蛋白质1%，粗脂 肪0.3%～0.4%，总糖3%～5%（乳糖占99.8%）。目前乳清 处理方式不能有效促进乳清再利用产业的发展。因此， 利用乳清或其干燥产物生产乳清干酪、浓缩乳清蛋白、 乳清蛋白酶解产物、乳糖和乳清饮料等高附加值的产品 是未来的主要发展方向。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

黑枸杞：银川杞里乡商贸有限公司；乳清粉：新西兰恒 天然集团有限公司；啤酒酵母：安琪酵母股份有限公司；乳糖酶（10万U/g）：山东圣斯德食品添加剂有限公司。

1.2 仪器与设备

PB-10精密电子pH计：赛多利斯科学仪器（北京）有限 公司；HWS-12电热恒温水浴锅：上海一恒科学仪器有限公司； SPME装置：上海安谱实验科技股份有限公司；Trace 1300-ISQ 型GC-MS联用仪、U3000高效液相色谱仪：美国赛默飞世尔 科技公司。

1.3 方法

1.3.1 黑枸杞乳清酒生产工艺流程及操作要点

黑枸杞汁制备 菌种活化 ↓ ↓ 乳清→复水→加乳糖酶水解→杀菌→混合→成分调整→接种→ 发酵→过滤→成品 原料选择：选择无霉变、无病虫害的黑枸杞干。 黑枸杞汁制备：将黑枸杞进行研磨，按照1∶5（g∶mL）加 入水，搅拌均匀，静置30 min，取上清。 乳清液制备：乳清粉按照1∶10（g∶mL）加水溶解，制得 10%的乳清溶液，加入0.7%的乳糖酶，搅拌均匀后35 ℃酶 解3 h。 杀菌：65 ℃水浴30 min。 成分调整：按200 g/L加入蔗糖。 菌株活化：啤酒活性干酵母按料水比为1∶10（g∶mL）配 制，加入2%蔗糖，置于35 ℃水浴锅中活化30 min至大量起 泡即酵母活化完成。 接种：在超净工作台中完成，以防止污染。 发酵：发酵瓶用带有单向阀的瓶盖密封，置于28 ℃恒 温培养箱中。 过滤：用砂芯漏斗过滤不溶性固形物。

1.3.2 黑枸杞乳清酒发酵工艺优化单因素试验

固定初始原料体积比（黑枸杞汁∶乳清汁）1∶4，接种量 1%，发酵温度28 ℃，发酵时间120 h。分别改变原料体积比 （1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6）、接种量（0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、 1.4%）、发酵时间（96 h、108 h、120 h、132 h、144 h），对黑枸 杞乳清酒粗品进行感官评定以确定原料体积比、接种量和 发酵时间的最佳水平。

1.3.3 黑枸杞乳清酒发酵工艺优化正交试验

在单因素试验的基础上，设计3因素3水平正交试验， 考察原料体积比（A）、接种量（B）和发酵时间（C）对黑枸杞 乳清酒感官品质的影响，正交试验因素与水平见表1。

1.3.4 测定方法

感官评价：根据国家标准 GB/T 16861—1997《感官分 析通过多元分析方法鉴定和选择用于建立感官剖面的描 述词》，选择描述词，根据GB/T 10220—2012《感官分析 方 法学 总论》建立感官评分标准，满分100分。选定20人 （男、女各10人），根据表2标准主要围绕色泽、香气、口感和 组织状态对黑枸杞乳清酒进行感官评定。黑枸杞乳清酒中挥发性风味物质分析：利用HS-SPMEGC-MS法，量取8.0 mL黑枸杞乳清酒放入20 mL SPME 样品瓶中，将老化后的萃取头插入样品瓶顶空部分进行萃 取，在60 ℃水浴条件下平衡10 min，萃取头顶空吸附30 min 后，在GC进样口释放1 min。 气相色谱-质谱条件：DB-5毛细色谱柱（30 m×0.25 mm， 0.25 μm）；载气为氦气（He）；载气流速1.0 mL/min；离子源温 度230 ℃；进样口温度250 ℃；升温程序：初始温度50 ℃保 持1 min，以2 ℃/min升温至100 ℃保持3 min，再以4 ℃/min 升温至220 ℃保持10 min，不分流进样；质量扫描范围50～ 550 m/z；溶剂延迟时间1 min。

1.3.5 统计分析

单因素和正交试验中每个水平做3次平行试验。利用 SPSS软件对数据进行方差分析（采用一般线性模型单因素 Duncan法）。


2 结果与分析

黑枸杞乳清酒感官评分随黑枸杞汁与乳清 汁体积比的减少呈现先升高后下降趋势。在黑枸杞汁与乳 清汁的体积比为1∶3时，感官评分达到最大值89.1分，此时酒 体色泽鲜明，口感纯正，故黑枸杞汁与乳清汁最佳体积比 确定为1∶3。影响黑枸杞乳清酒感官评价的因素主次 顺序为黑枸杞汁与乳清液体积比（A）＞发酵时间（C）＞接 种量（B），最优工艺组合为A2B3C1，即黑枸杞汁∶乳清液为1∶ 3、接种量1.1%、发酵时间115 h，在此条件下所得黑枸杞乳 清酒的感官评分为90.2分。在检测到的挥发性风味物质中，酯类化合 物所占的比例最大，占全部挥发性风味物质的72.42%，共有 41种，其中癸酸乙酯含量最高，占总挥发性物质的28.57%， 其次是辛酸乙酯，占20.87%。癸酸乙酯具有有椰子香味， 辛酸乙酯具有梨子香味。酯类物质是酒体中最活跃的成 分，整体提供了怡人的果香香气，可使黑枸杞乳清酒变得 清甜醇香。醇类物质所占比例仅次于酯类物质，占检出总量的 24.76%。共有10种，其中异戊醇和2-甲基丁醇含量较高，分 别为9.29%和6.72%。异戊醇有苹果白兰地香气和辛辣味， 2-甲基丁醇是一种香味成分，这两种物质在形成黑枸杞乳 清酒整体风味中具有重要作用。

3 结论

采用单因素及正交试验对以乳清粉和黑枸杞为原料 的黑枸杞乳清酒发酵工艺进行优化，结果表明，黑枸杞乳 清酒最佳发酵工艺为黑枸杞汁与乳清液体积比1∶3、接种量 1.1%、发酵时间115 h、发酵温度28 ℃。在此工艺条件下，得 到的黑枸杞乳清酒呈透亮紫色、口感纯正、风味良好，感官 评分为90.2分。



 

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