保健型11°P黑米啤酒的研制

董小雷

（天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院　天津　300222）

摘要：本論文主要介紹了以黑米為輔助原料釀造啤酒的工藝和操作要點(diǎn)。為充分突出黑米的特征，保證其營(yíng)養(yǎng)成分，確保黑米啤酒的質(zhì)量，本試驗(yàn)主要從原料配比、糖化工藝和發(fā)酵工藝三方面進(jìn)行了試驗(yàn)，確定了黑米啤酒釀造的工藝參數(shù)。

關(guān)鍵詞：黑米；啤酒；釀造工藝；營(yíng)養(yǎng)

前言

近年來(lái)，隨著居民消費(fèi)水平和消費(fèi)層次的日漸提高，現(xiàn)有的較為單一的產(chǎn)品不再能夠滿足消費(fèi)者的消費(fèi)需求，隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)程度的加劇，新的市場(chǎng)需求在不斷出現(xiàn)，市場(chǎng)上啤酒產(chǎn)品越來(lái)越多，啤酒品種從以前單一的淡色啤酒發(fā)展到目前的淡爽型啤酒、純生啤酒、無(wú)醇啤酒、小麥啤酒等，此外，還有具有營(yíng)養(yǎng)、保健作用的果味啤酒如蘆薈啤酒、苦瓜啤酒、刺梨啤酒、螺旋藻啤酒、復(fù)方SOD （植物提取物）啤酒、姜汁啤酒啤酒等等。國(guó)內(nèi)啤酒工業(yè)也向“營(yíng)養(yǎng)化、淡爽化、健身化、多樣化”轉(zhuǎn)變，逐步與國(guó)際啤酒消費(fèi)潮流同步。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，啤酒市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，為了面對(duì)近期或長(zhǎng)遠(yuǎn)期的市場(chǎng)挑戰(zhàn)，啤酒企業(yè)應(yīng)不斷開(kāi)發(fā)新的啤酒品種，以滿足各個(gè)階層消費(fèi)者的需要，從而達(dá)到擴(kuò)大市場(chǎng)占有率的目的。

目前，黑色食品風(fēng)靡世界各地。食品專家預(yù)言，21世紀(jì)將是自然色食品，特別是黑色食品的消費(fèi)。黑米因其谷皮含有黑色素而得名，是米中之珍品。古時(shí)人們常把它作為珍貴的食物進(jìn)貢皇府，因此黑米又有“貢米” 、“藥米” 、“長(zhǎng)壽米”之美譽(yù)。籽粒細(xì)長(zhǎng)，外皮墨黑，質(zhì)地細(xì)密。不僅營(yíng)養(yǎng)豐富，而且具有多種特殊營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

現(xiàn)代分析表明，每百克黑米含蛋白質(zhì)10.73g，比白米高37.0%；含人體“必需氨基酸” 3280mg，比白米高25.4%。含有17種氨基酸，包括人體必需又不能合成的8種氨基酸（表1） 。

表1　黑米和普通白米的蛋白質(zhì)、氨基酸含量比較（mg/100g）

黑米中的植物脂肪含量比普通百米高1.9倍。植物脂肪含較多的不飽和脂肪酸、油酸、亞油酸，長(zhǎng)期使用，有助于心腦血管疾病的預(yù)防。黑米中的維生素含量比普通百米高1.5～2.4倍，黑米富含維生素B族成分，維生素B₁、B₂、B₆、維生素E等。V_E是一種強(qiáng)抗氧化劑，促進(jìn)人體能量代謝，促進(jìn)血液循環(huán)，改善新陳代謝，預(yù)防血管破裂，防止膽固醇沉淀，減少心血管病的發(fā)生。

黑米的微量元素含量特別豐富，14種人體必需的礦物質(zhì)，尤其是富含鐵和具有抗癌作用的硒（表2） 。每百克含鐵為52.46mg，鈣為310.7mg，鋅為42.02mg，錳為4.975mg，銅為34.43mg，比白米分別高138.4%、107.9%、34.8%、41.2%、38.7%。黑米中活性元素硒的含量為0.112～0.886mg/kg。研究表明，硒是人體必需的營(yíng)養(yǎng)元素，是一種強(qiáng)抗氧化劑，作用與V_E相似，但效力更大。據(jù)《本草綱目》記載，黑米有滋陰補(bǔ)腎、健脾暖肝和明目活血的作用，為歷代奉獻(xiàn)帝王之貢品。此外，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)證明，黑米對(duì)白發(fā)、頭昏、貧血、眼疾、便秘、糖尿病、高血壓、心血管癥等疾病，具有一定的食療作用。黑米含有強(qiáng)心成分，具有保健、養(yǎng)顏、防衰老的功能。

表2　黑米和普通白米的無(wú)機(jī)元素比較

黑米是一種尚未開(kāi)發(fā)利用的特色農(nóng)產(chǎn)品資源，其開(kāi)發(fā)潛力巨大，不僅含有豐富的蛋白質(zhì)脂肪碳水化合物等營(yíng)養(yǎng)成分，更以其特有的提高機(jī)體的非特異性免疫功能，增強(qiáng)抗病力等功能作用而深受人們的喜愛(ài)，并在日本、韓國(guó)、朝鮮、東南亞等地有廣闊的市場(chǎng)。因此，根據(jù)黑米中各種功能因子的結(jié)構(gòu)含量作用機(jī)理及在食品中的穩(wěn)定性等研究結(jié)果，采用食品工程高新技術(shù)，以減少黑米在加工過(guò)程中功能成分的損失，開(kāi)發(fā)具有明確功能因子的黑米啤酒，為啤酒大家族中增添新成員，豐富我國(guó)啤酒工業(yè)的花色品種，滿足多層次消費(fèi)結(jié)構(gòu)的需求，以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1　材料和方法

1.1　啤酒酵母

酵母菌種選用山東輕工業(yè)學(xué)院中德啤酒技術(shù)中心菌種室保存的206號(hào)下面菌種，此菌種具有發(fā)酵度高、凝聚性好、雙乙酰還原快的特性。

1.2　原料

麥芽為主要原料，黑米作為輔料，少量添加酒花作為香料物質(zhì)。

1.3　發(fā)酵設(shè)備

采用用山東輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院啤酒工藝實(shí)驗(yàn)室國(guó)內(nèi)第一條微型啤酒生產(chǎn)線進(jìn)行試驗(yàn)，麥汁產(chǎn)量為500L/次。

2　實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1　發(fā)酵工藝

2.2.1　原料配比的確定

由于黑米中蛋白質(zhì)含量較高，用它做輔料釀造啤酒時(shí)，易造成成品啤酒的混濁；其分解產(chǎn)物易形成更多的深色物質(zhì)，如類黑精等，能加重啤酒的色澤；同時(shí)它在促進(jìn)酵母的增值、啤酒的風(fēng)味適口性方面又是有利的。由于黑米的谷皮中含有大量的多酚物質(zhì)，會(huì)直接影響啤酒的非生物穩(wěn)定性，因此必須適當(dāng)處理。在查閱大量資料基礎(chǔ)上，確定實(shí)驗(yàn)中黑米的添加量為20%，25%，30%。

焦香麥芽的加入，能賦予啤酒特有的焦糖和麥芽香味，并使啤酒具有醇厚的感覺(jué)，焦香麥芽的使用量為啤酒原料的5%～15%。綜合上述分析結(jié)果，我在實(shí)驗(yàn)室以不同的原料配比進(jìn)行了第一組小型實(shí)驗(yàn)，總投料量為110kg，最終得熱麥汁量500L左右，麥汁最終濃度約為11°P，配料所占比例見(jiàn)表3，試驗(yàn)分組如下：

A組配料：黑米22kg，焦香麥芽16.5kg，淺色麥芽71.5kg B組配料：黑米27.5kg，焦香麥芽11kg，淺色麥芽71.5kg C組配料：黑米33kg，焦香麥芽5.5kg，淺色麥芽71.5kg

表3　原料配比不同進(jìn)行小型實(shí)驗(yàn)

2.2.2　粉碎

為有效利用黑米及焦香麥芽的色素物質(zhì)，對(duì)其應(yīng)加強(qiáng)粉碎，特別是黑米，應(yīng)盡可能粉得細(xì)些。而對(duì)淡色麥芽采用增濕法粉碎，要求皮破而不碎，以形成良好的過(guò)濾層。

2.2.3　糊化、糖化

由于黑米表面有一層種皮包著，與大米相比，其糊化、液化效果不好，麥汁過(guò)濾時(shí)間長(zhǎng)，因此，本次實(shí)驗(yàn)增加了低溫浸漬時(shí)間，加大了料水比，使其充分吸水膨脹，以利于糊化和液化。此次實(shí)驗(yàn)糊化鍋料水比為黑米∶水=1∶6，糖化鍋料水比麥芽：水=1∶3.8。用乳酸進(jìn)行調(diào)節(jié)糊化糖化用水pH＜5.4，為了促進(jìn)糊化和糖化過(guò)程中淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)樘堑乃俣龋砑恿烁邷卅?淀粉酶，糊化糖化工藝流程圖見(jiàn)圖1、圖2。

圖1　雙醪一次煮出糖化法工藝圖

圖2　糊化糖化工藝流程圖

2.2.4　麥汁過(guò)濾

醪液靜止30min后，打開(kāi)過(guò)濾閥，將混濁的麥汁適當(dāng)回流，清亮后將其打入麥汁暫存槽中。麥汁過(guò)濾20min后，用糖度計(jì)（10～20°P）測(cè)量第一麥汁濃度。洗糟水量為320L，水溫為78℃，分兩次洗糟。洗糟后混合麥汁濃度控制在10.2～10.4°P。

2.2.5　麥汁煮沸

對(duì)糖化鍋中的混合麥汁進(jìn)行煮沸，煮沸時(shí)間為80min。煮沸強(qiáng)度為8%。

苦酒花為新疆綠寶公司所產(chǎn)顆粒酒花，香花為進(jìn)口捷克薩斯顆粒酒花，酒花添加時(shí)間及添加量如表4：

表4　酒花的添加時(shí)間與添加量

2.2.6　麥汁冷卻發(fā)酵

麥汁冷卻至8℃接種，同時(shí)充氧達(dá)8mg/L左右，起發(fā)后保持此溫度，接種所用菌種為我實(shí)驗(yàn)室純種擴(kuò)培的206號(hào)0代酵母液20L，酵母數(shù)為7×10⁷個(gè)/ml培養(yǎng)液。當(dāng)發(fā)酵降糖至3.8°P時(shí)，進(jìn)行封罐，停止降溫，使發(fā)酵罐自然升溫至12℃，并保持此溫度，進(jìn)行雙乙酰還原，同時(shí)保壓0.12Mp。

2.2.7　啤酒后熟

還原雙乙酰5天后，雙乙酰含量降至0.1mg/L以下，啤酒基本成熟，可以進(jìn)行降溫。降溫速率為0.3℃/h，降至5℃時(shí)，停留1天，排酵母（酵母泥呈黑色，不宜再使用） 。再次降溫時(shí)，降溫速率為0.1℃/h，降溫至0℃，啤酒后熟5～7天就可以了。

2.3　成品啤酒質(zhì)量

2.3.1　品嘗試驗(yàn)

為了檢驗(yàn)三種不同原料配比的黑米啤酒，我們采用了打分法與簡(jiǎn)單描述相結(jié)合的方法，對(duì)上述三種黑米啤酒進(jìn)行了品評(píng)，參與品評(píng)試驗(yàn)的人員有啤酒專業(yè)教師和學(xué)生共8人，匯集主要評(píng)語(yǔ)和打分，見(jiàn)表5。

表5　黑米啤酒評(píng)語(yǔ)和打分

從上表可以看出，三種配料各有所長(zhǎng)，A組啤酒焦香味濃，但色度差； B組啤酒有焦香味，色度略深，米腥味略強(qiáng)； C組啤酒色度較為合適，但黑米腥味太重。從打分來(lái)看，B組黑米啤酒口感更受歡迎，但其色度略顯不足，黑米腥味的存在是一個(gè)缺點(diǎn)，但B組得到了最高分，究其原因，我認(rèn)為黑米啤酒市場(chǎng)定位于黑色啤酒，黑色啤酒有明顯焦香味或咖啡味，黑米啤酒應(yīng)具有一定的焦香味，還應(yīng)具有黑米的特點(diǎn)——米香味，恰恰B組啤酒具備了這樣一個(gè)特點(diǎn)，所以我們認(rèn)為B組黑米啤酒最為理想。

2.3.2　試驗(yàn)B組樣品理化分析

分析結(jié)果見(jiàn)表6。

表6　B組樣品理化分析結(jié)果

以上理化指標(biāo)，基本符合啤酒國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4927-2001關(guān)于黑色啤酒的要求，此次實(shí)驗(yàn)釀制的11°P黑米啤酒口感質(zhì)量還可以，但是關(guān)于啤酒的色澤，參與人員普遍認(rèn)為有點(diǎn)偏淺，有待進(jìn)一步改進(jìn)。

2.3.3　黑米啤酒色度的改進(jìn)

B組黑米啤酒雖得分最高，但色度還存在不足，所以要對(duì)其色度進(jìn)行改進(jìn)。我們采用了德國(guó)weyermann公司生產(chǎn)的深色啤酒著色劑（純天然的黑麥芽提取物） ，色度為9500EBC，對(duì)黑米啤酒進(jìn)行了調(diào)配，最后確定添加量為6.5‰，調(diào)配后黑米啤酒色度為142EBC，外觀幽黑發(fā)亮，焦香味濃郁，有明顯的米香味，口味純正，殺口力強(qiáng)，苦味略重，總體令人滿意。改進(jìn)后的黑米啤酒感官特征見(jiàn)表7。

表7　11°P成品黑米啤酒感官特征

2.3.4　與市場(chǎng)同類產(chǎn)品的品嘗對(duì)比

產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)后，我們將其與市售的黑啤酒進(jìn)行了感觀品評(píng)對(duì)比。由于目前黑米啤酒還沒(méi)有進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，所以在市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)不到黑米啤酒，我們買(mǎi)了部分國(guó)內(nèi)外知名的黑啤酒，與我們生產(chǎn)的黑米啤酒進(jìn)行了科學(xué)的感官品評(píng)對(duì)比，來(lái)考查黑米啤酒的市場(chǎng)接受程度，品評(píng)試驗(yàn)也采取簡(jiǎn)單描述與打分相結(jié)合的方法，結(jié)果匯集表8：

表8　黑米啤酒與市售黑啤酒感官品評(píng)結(jié)果

注： 1號(hào)為藍(lán)帶集團(tuán)釀制的黑啤酒，2號(hào)為日本產(chǎn)惠比壽黑啤酒（EBISU） ，3號(hào)為燕京集團(tuán)產(chǎn)黑啤酒，4號(hào)為青啤集團(tuán)釀制的黑啤酒，5號(hào)為德國(guó)產(chǎn)酷者黑啤酒（koestriber） ，6號(hào)為本次實(shí)驗(yàn)釀制的口味最佳的黑米啤酒。

從上表結(jié)果可以看出，我們?cè)囼?yàn)的黑米啤酒打分排在第四位，所以從啤酒的外觀、色度、泡沫、香味、口味等方面看，利用上述工藝釀造的黑米啤酒是可以接受的，且質(zhì)量并不差。

3　討論

3.1　黑米啤酒是黑米經(jīng)粉碎、糊化、糖化、發(fā)酵等工藝制成，產(chǎn)品不僅保留了黑米原有的營(yíng)養(yǎng)成分和天然芳香，而且酵母發(fā)酵生成了各種有利于增進(jìn)人體健康的代謝產(chǎn)物，使啤酒的營(yíng)養(yǎng)成分成倍增加，具有多種保健功效。

3.2該酒色澤幽黑發(fā)亮，酒體呈琥珀色，富有光澤、泡沫細(xì)膩、持久掛杯、口味純正、醇厚柔和，有明顯的黑米香氣和麥芽香味，是當(dāng)代追求營(yíng)養(yǎng)、保健者的理想飲料。

3.3　制得的黑米啤酒苦味略重，略有雙乙酰味，基本符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（≤0.15 mg/L） 。

3.4　由于黑米色素著色性差，在啤酒后熟期間損失較大，要保證啤酒色度可在在麥汁煮沸期間添加雙倍的天然焦糖或用黑啤著色劑進(jìn)行調(diào)配，產(chǎn)生較好的光澤性及特有的焦香味，提高黑米啤酒的觀賞性，改善了啤酒的口感。

3.5　加入深色焦香麥芽，主要是為了賦予啤酒特有的焦香味，并使啤酒具有醇厚的感覺(jué)。

3.6　在黑米液化中，采用耐高溫a-淀粉酶、在糖化過(guò)程中使用復(fù)合酶，能夠降低麥汁粘度，加快過(guò)濾速度，能增加可發(fā)酵糖含量和提高麥汁產(chǎn)量。

3.7　以黑米為輔助原料釀制黑米啤酒，通過(guò)理化指標(biāo)對(duì)比分析，維生素和微量元素均高干普通淡色啤酒，屬于高營(yíng)養(yǎng)保健型啤酒，是一種無(wú)污染的安全、優(yōu)質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)類食品。

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