保健型牛蒡鲜啤酒生产研究

摘要：研究了保健型牛蒡鲜啤酒的工艺流程。在啤酒发酵过程中添加牛蒡原汁，通过正交试验和感官评定确定工艺：牛蒡原汁在原料糖化时添加、添加量为 4%，啤酒发酵时间为 13 d。试验结果表明，通过此工艺酿出的成品啤酒具有牛蒡的香气，口味纯正爽口。
牛蒡，又名东洋参、牛鞭菜等，属菊科两年生草本植物。牛蒡根含有丰富的菊糖、牛蒡酸、淀粉、蛋白质等化合物，同时含有 Mn、Ca、Fe、Mg、Zn等人体必需的宏量元素和微量元素。牛蒡还具有消肿毒、祛风热、消渴、治头晕咽痛等作用，所以牛蒡既是一种营养价值丰富又是药用价值高的保健蔬菜，为我国古老的药食两用食物。明朝李时珍称其“剪苗淘为蔬，取根煮，曝为脯，云其益人”，《本草纲目》中详载其“通十二经脉，除五脏恶气”；《名医别录》称其“久服轻身耐老”。随着人民生活水平的提高，人们对啤酒的要求除了美妙感官享受，越来越追求其附加的保健功能。牛蒡是徐州的特产，因此，本试验利用牛蒡原汁发酵鲜啤酒，对保健型牛蒡鲜啤酒发酵生产进行了初步的研究

1 材料与方法
1.1 试验材料
新鲜的牛蒡，徐州丰县；大麦芽、酒花、啤酒酵母、糖化酶、液化酶，购自青岛啤酒（徐州）有限公司；环状糊精，市售；护色剂，包括柠檬酸、抗坏血酸、NaCl、白醋，为食用级；其他化学试剂，实验室自备。
1.2 仪器与设备
JB/T5374-1991 型电子天平，灵敏度为 0.01%，梅特勒托利多仪器有限公司；PB-10 型酸度计，Sartoriua Germany 生产；MASTER-10T 手持式折射仪，广州戈迪电子科技有限公司；质机，杭州惠合机械设备有限公司；XSP-2CA 型显微镜，上海上光新光学科技有限公司；冰箱，青岛海尔股份有限公司； GMF-FP-500 打浆机、GMF-FC-500 果蔬破碎机，上海果丰机械设备有限公司；JML-120 型胶体磨，杭州惠合机械设备有限公司；小型啤酒生产线，生物工程系发酵实训中心。
1.3 分析测定方法
pH 值，用 PH 计测定；成品啤酒酒精度，用蒸馏法；酵母数，采用血球记数法；还原糖，采用3，5- 二硝基水杨酸法；总糖，采用苯酚硫酸法。感官评定标准: 选择青岛啤酒（徐州）有限公司 15 位具有丰富感官评定经验的评定员对产品进行打分，打分标准为色泽 10 分、香气 30 分、口味40 分、透明度 10 分、风格 10 分进行综合评分，满分 100 分，取平值。

2 工艺流程
大米→粉碎→糊化酒花
↓ ↓
大麦芽→粉碎→糖化→过滤→煮沸→旋沉→
↑
牛蒡原汁
冷却→接种→主发酵→后发酵→过滤→包装→成品

3 工艺操作要点
3.1 牛蒡原汁的制备
新鲜牛蒡→挑选→去皮→护色→破碎→预煮→打浆→胶体磨细磨→浸提→过滤→4.5 倍稀释→牛蒡原汁
3.2 牛蒡原汁制备要点
3.2.1 牛蒡的选择
选择无霉烂，表面淡棕褐色或黑褐色，有不整齐的纵皱纹或纵沟的牛蒡。质地稍硬，易折断，断面略平坦，皮部棕褐色，木质部黄白色，有放射状纹理及裂隙，形成层环棕色明显的牛蒡较好。
3.2.2 护色
牛蒡中含有大量儿茶酚和酪氨酸等酚类化合物，这些化合物与空气中的氧气发生酶促反应，或与某些金属离子发生化学反应从而使牛蒡变色。因此，去完皮后的牛蒡需要进行护色处理。本试验采用质量浓度 1%柠檬酸和质量浓度 2%食盐的水溶液护色，护色效果良好，产品质量较好。
3.2.3 预煮
把切破碎的牛蒡放入沸水中，按 1 g∶4 mL 的料水比煮沸 15 min，迅速冷却。预煮的目的是把牛蒡中的水溶性的糖等溶出3.2.4 浸提浸提的固液比为 1 g∶8 mL，提取温度为 70 ℃，
提取时间为 90 min，浸提 2 次。
3.2.5 过滤
在原汁中加入质量分数 0.01%的甲壳素，能使果胶等大分子物质迅速絮凝，经过过滤即可得到澄清的原汁。
3.3 麦芽汁的制备
3.3.1 原料配比
大麦芽和大米质量比为 80∶20；糊化料水比1 g∶4 mL～1 g∶5 mL；糖化料水比 1 g∶3 mL～1 g∶4 mL；酒花质量分数 0.08%～0.10%；牛蒡原汁质量分数3％～4％。
3.3.2 原料粉碎
大麦芽的粉碎：要求麦皮破而不碎，胚乳的粗、细粉应有一定的比例。粉碎前，提前 5 min~10 min加适量水湿润大麦表面，达到麦芽粉“破而不碎”的要求。粉碎过程中，随时取样检查麦芽粉碎情况，根据麦芽粉的粗细，适当调整手轮和进料量，粗细粉质量比为 1∶2.5。
大米粉碎：一般越细越好。过 80 目筛以上的米粉质量分数为 80%，80 目筛以下的米粉质量分数为 20%以下。
3.3.3 糖化、糊化、过滤
麦芽粉碎后，37 ℃条件下按 1 g∶4 mL 的料水比例加入糖化锅，同时加入质量分数 4%的牛蒡原汁，待搅拌匀后升温至 50 ℃，保温 40 min，待蛋白质分解后升温至 68 ℃再保温，直到用碘液检验糖化液不再显示蓝色。大米粉碎后按 1 g∶5 mL的料水比例，37 ℃条件下加入糊化锅，50 ℃保温溶解后保温 30 min，升温至 70 ℃，保温 50 min 后升温至 100 ℃再保温 10 min。麦芽醪和糊化醪糖化后，升温过滤。
3.3.4 麦汁煮沸
麦汁煮沸时间约为 90 min，酒花分 3 次加入，初沸腾 5 min~10 min 时添加质量分数 20%的苦型酒花；煮沸 40 min 左右时，添加质量分数 50%~60%苦型酒花；香型酒花在煮沸结束前 5 min~10 min 加入，质量分数 20%~30%。煮沸时用乳酸调整 pH 值到 5.2～5.4，煮沸强度≥8.5%，然后旋沉、薄板换热冷却到 7 ℃～8 ℃。
3.3.5 发酵
冷却后的麦汁泵入发酵罐，同时添加啤酒酵母，接种量为 0.5%左右。满罐后每隔一天排放 1次冷凝固物，共放 3 次。初始发酵温度为 7 ℃±0.5 ℃，主酵温度为 9 ℃±0.5 ℃，当残糖质量分数降为 3.8%~4.2%左右时保压进入后酵，罐压维持在 0.12 MPa，贮酒时间≥9 d。
3.3.6 过滤下酒时，应避免吸氧过多，为此先将贮酒罐充满水，再用 CO2将水顶出。当 CO2充满贮酒罐时，用硅藻土过滤机过滤和膜滤精滤后充入清酒罐贮存。过滤后要求清酒的浊度≤0.5 EBC。

4 牛蒡啤酒的研制试验
4.1 牛蒡原汁添加量的确定
对牛蒡原汁不同添加量进行感官评定。
4.2 牛蒡原汁添加方式的确定
牛蒡原汁的添加有 3 种方式：①在原料糖化时添加；②在麦汁煮沸时添加；③在啤酒后酵时添加。根据试验，发现在麦汁煮沸和啤酒后酵时添加，发酵出来的鲜啤酒都有一定程度的沉淀，取出沉淀物分析发现沉淀物大多为没分解的淀粉和高分子蛋白质等，而在原料糖化时加入牛蒡原汁没有沉淀产生。对该现象进行原因分析，主要是因为牛蒡原汁中含有大分子的淀粉和蛋白质。当在麦汁煮沸和啤酒后酵时加入牛蒡原汁时，不能把淀粉和蛋白质充分降解为可溶性小分子，仍以不溶性大分子颗粒的形式存在，终导致鲜啤酒中有不溶性沉淀出。而在原料糖化时加入，牛蒡原汁中大分子的淀粉及蛋白质经相关酶的作用可降解为可溶性小分子物质，因而在成品鲜啤酒中不会有沉淀析出的现象。
4.3 牛蒡啤酒生产工艺参数的确定
通过对牛蒡啤酒生产中的单因素试验结果分析可知，对产品口感和理化指标影响较大的是牛蒡原汁添加量、牛蒡原汁添加方式和发酵时间。因此，采用 L9（33）正交试验来确定牛蒡啤酒的生产工艺参数。影响牛蒡啤酒感官评分因素主次顺序为 A＞B＞C，即牛蒡原汁添加量＞牛蒡原汁添加方式＞发酵时间。在原料糖化时添加牛蒡原汁，综合评分随着添加量的增加先升后降，综合评分出现在 4%添加量时。在糖化时添加牛蒡原汁，综合评分随着发酵时间的延长先升后降，综合评分出现在发酵第 13 d 时。所以优组合为 A2B2C3，即牛蒡原汁的添加量为 4%、在原料糖化时添加、发酵时间为 13 d。对优组合进行验证，连续进行 3次平行试验，终啤酒综合评分平为 94.7 分。

5 牛蒡保健型鲜啤酒的质量指标
5.1 牛蒡保健型鲜啤酒的感官质量
外观：淡黄色，清亮透明；泡沫：洁白细腻，持久挂杯；泡持性（s） ≥190；香气和口味：具有协调的酒花香气和牛蒡特有香气，口味纯正，柔和清爽，杀口力好，无异香、无异味。5.3 牛蒡保健型鲜啤酒的卫生指标
符合 GB2758-2012 规定。

来源：惠合胶体磨研磨设备厂

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