CN105219588A

CN105219588A - 采用超声复合酶技术制备姜酒的方法

Info

Publication number: CN105219588A
Application number: CN201510746076.3A
Authority: CN
Inventors: 吴昊; 王成荣; 张立楠
Original assignee: Qingdao Agricultural University
Current assignee: Qingdao Agricultural University
Priority date: 2015-11-05
Filing date: 2015-11-05
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2035-11-05
Also published as: CN105219588B

Abstract

本发明涉及一种采用超声复合酶技术制备姜酒的方法，属于发酵酒类生产领域。所述方法，包括将生姜捣碎成匀浆状物质，加入纯净水，调节料液比，加入复合酶，然后放入超声提取仪中进行超声处理，进而得到姜汁提取液，并采用所述提取液进行发酵生产姜酒的过程。采用本发明制备的姜酒，不仅保留了传统泡制和发酵姜酒的优点，同时还提高了姜酒中功效成分的含量和抗氧化能力，姜酒的营养性和保健功能佳，具有广阔的市场前景，处理步骤更简洁，节约了操作时间。

Description

采用超声复合酶技术制备姜酒的方法

技术领域

本发明涉及一种采用超声复合酶技术制备姜酒的方法，属于发酵酒类生产领域。

背景技术

生姜系姜科，属多年生宿根草本植物的根茎，有“天然抗生素”之美誉，富含多种营养成分。药理实验证明，从姜中分离出来的姜辣素具有刺激粘膜、促进排放，对大脑皮质和中枢神经有兴奋的作用，促进血液循环。研究还发现生姜汁有很强的抗氧化作用，有消除人体自由基的作用，在一定程度上能抑制癌细胞的生长。

酒能刺激人的神经，具有消除疲劳、加速血液循环等功效。酒还可用来配制各种药酒和滋补酒，起到治疗疾病、强身健体、延年益寿等作用。民间常用白酒浸泡的姜酒治疗胃寒、抽筋、消化不良等病症。

目前市场上的姜酒大都是采用传统的泡制工艺制作而成。传统泡制的姜酒具有制造工艺简单、有效成分含量低、香气成分单一等缺点。由于生姜表层覆盖着一层蜡质层，生姜中丰富的功能因子难以析出，有效成分和滋补功效只能发挥10％左右，人对其有效成分的吸收率也不过2.03％，功效缓慢，造成浪费，且传统的姜酒酿造工艺中，生姜的生物活性成分提取不完全、保存率低。公开号为CN102787053A的中国发明专利申请文件公开了一种生姜发酵酒系列及其加工工艺，运用传统白酒的发酵工艺对生姜条进行固体发酵，然后将发酵后的生姜条在白酒中进行浸泡，最后进行勾兑处理而成。这种工艺虽然也运用了发酵程序，但仍未脱离浸泡程序，生姜的有效成分不能全部得以充分利用，降低了姜酒的保健功效。为解决上述问题，公开号为CN103966054A、CN103275844A和公开号为CN102660427A的中国发明专利公开了全程发酵姜酒及其制备方法，运用传统果酒发酵工艺获得了发酵生姜酒，但这种工艺中也存在发酵产品中姜的营养成分及功效成分含量低，发酵时间较长的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用超声复合酶技术制备姜酒的方法；本发明将超声复合酶法应用到生姜发酵酒的过程中，二者协同作用，解决了姜酒中的功效成分提取率低、抗氧化活性低、工艺技术含量低等技术问题。

本发明的技术方案为：

一种采用超声复合酶技术制备姜酒的方法，包括以下步骤：

(1)将生姜捣碎成匀浆状物质，加入纯净水，调节料液比，所述料液比按照1:2-5g/mL的比例调节，加入复合酶，然后放入超声提取仪中进行超声处理，进而得到姜汁提取液，将所得姜汁提取液进行灭酶，然后过滤、离心处理后取上清液；

(2)将步骤(1)所得上清液调糖至10-15°Brix，优选15°Brix，然后进行灭菌；

(3)准备8-12倍于酿酒酵母质量的糖水，在35-42℃下保温，得活化液；

(4)将酿酒酵母溶于步骤(3)所得的活化液中，缓慢搅拌、恒温水浴，进行活化；

(5)将活化后的酿酒酵母接入步骤(2)所得已灭菌的姜汁上清液中，于培养箱中恒温培养，当酒精度不发生明显变化时即为发酵终点，得到姜酒。

所述步骤(1)中，所述复合酶选取纤维素酶、果胶酶和α-淀粉酶；

所述步骤(1)中，所述复合酶添加量为：纤维素酶，酶添加量为200-600U/g；果胶酶，酶添加量为400-800U/g；α-淀粉酶，酶添加量为35-75U/g；

所述步骤(1)中，所述超声处理条件为：超声比功率：3-7W/g，超声处理温度：35-55℃，超声处理时间：10-50min；

所述步骤(1)中，灭酶的方法为：将提取液在85-100℃水浴中处理25-35s，优选在90℃水浴中处理30s。

所述步骤(2)中，灭菌优选置于高压灭菌锅中灭菌，压力为0.1MPa，温度为121℃，时间为10min。

所述步骤(3)中，优选10倍于酿酒酵母质量的糖水(约5°Brix)，并优选在38℃下保温，得活化液。

所述步骤(4)中，缓慢搅拌4-6min，优选5min；于35-42℃下进行恒温水浴，恒温水浴的时间为25-40min；优选在38℃下恒温水浴30min。

所述步骤(5)中，接种量为0.05-0.2％，装液量为75-85％，优选接种量为0.1％，装液量为80％；在培养箱中培养时，培养温度为23-28℃，优选25℃。

姜酒在发酵过程中酒精度会不断增加，可以通过酒精度计进行测量，每隔一段时间测量一次，当酒精度变化不大时，就可判断为发酵终点；一般来讲恒温培养约6-7天，即可达到发酵终点。

本发明所述酶的添加量以每克生姜中酶添加量(所述添加量为酶活力添加量，单位为U)计算。以纤维素酶为例进行说明，本发明中纤维素酶的酶添加量为200-600U/g(本处的g指生姜的量)，选取400U/g说明：如果购买时的纤维素酶量为40000U/g，本处的g为酶的重量，即购买的每克纤维素酶中，酶活力达到40000U，那么如果要满足每克生姜添加400U的纤维素酶，则只需每g生姜中添加纤维素酶0.01g(g为酶的重量)。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)采用本发明制备的姜酒，不仅保留了传统泡制和发酵姜酒的优点，同时还提高了姜酒中黄酮、姜辣素等功效成分的含量。

(2)本发明通过对所得姜酒中的可滴定酸、总酚、游离氨基酸、抗坏血酸、可溶性蛋白质等成分和香气成分组成的测定，并研究不同工艺姜酒的抗氧化活性发现，其抗氧化能力强，姜酒的营养性和保健功能佳，具有广阔的市场前景；本发明制备的姜酒具有不同于简单发酵所得姜酒的独特风味，香气成分更加丰富。

(3)本发明与酶解+超声技术发酵生产姜酒和超声+酶解技术发酵生产姜酒相比，效果更优，步骤更简洁，减少了浸提等步骤，节约了操作时间。

附图说明

图1是实施例3的GC-MS总离子流色谱图，

图2是实施例4的GC-MS总离子流色谱图，

图3是实施例5的GC-MS总离子流色谱图，

图4是实施例6的GC-MS总离子流色谱图，

图5是实施例7的GC-MS总离子流色谱图，

图6是实施例8的GC-MS总离子流色谱图，

图7是市售酒的GC-MS总离子流色谱图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明进行详实的阐述，本发明所使用的酿酒酵母为安琪牌酿酒高活性干酵母。

实施例1：超声复合酶技术发酵生产姜酒

(1)挑选新鲜、没有霉变、无腐烂、肉质较肥厚的生姜，经清洗、切块后，于打浆机中捣碎成匀浆状物质，置于烧杯中备用；加入纯净水，调节料液比为1：3g/mL(即每3mL料液中含1g生姜)，加入400U/g纤维素酶、600U/g果胶酶、55U/gα-淀粉酶，然后放入超声提取仪中，设置超声比功率5W/g，超声温度45℃，超声时间15min，得到超声复合酶协同处理后的姜汁提取液；将得到的姜汁提取液在90℃水浴中处理30s灭酶后，经4层滤布过滤，5000r/min离心5min后取上清液；

(2)将所得上清液调糖至15°Brix，然后置于压力为0.1MPa，温度为121℃的高压灭菌锅中灭菌10min；

(3)准备10倍于酿酒酵母质量的糖水(约5°Brix)，38℃保温，得活化液；

(4)将酿酒酵母溶于活化液中，缓慢搅拌5min，38℃恒温水浴30min，进行活化；

(5)将活化后的酿酒酵母接入已灭菌的姜汁上清液中，接种量为0.1％，装液量为80％，于培养箱中25℃恒温培养约6-7天，当酒精度不发生明显变化时即为发酵终点，得到姜酒。

实施例2：超声复合酶技术发酵生产姜酒

(1)挑选新鲜、没有霉变、无腐烂、肉质较肥厚的生姜，经清洗、切块后，于打浆机中捣碎成匀浆状物质，置于烧杯中备用；加入纯净水，调节料液比为1：2g/mL，加入200U/g纤维素酶、400U/g果胶酶、35U/gα-淀粉酶，放入超声提取仪中，设置超声比功率3W/g，超声温度35℃，超声时间10min，得到超声复合酶协同处理后的姜汁提取液；将得到的姜汁提取液在90℃水浴中处理30s灭酶后，经4层滤布过滤，5000r/min离心5min后取上清液；

实施例3：超声复合酶技术发酵生产姜酒

(1)挑选新鲜、没有霉变、无腐烂、肉质较肥厚的生姜，经清洗、切块后，于打浆机中捣碎成匀浆状物质，置于烧杯中备用；加入纯净水，调节料液比为1：5g/mL，加入300U/g纤维素酶、500U/g果胶酶、45U/gα-淀粉酶，然后放入超声提取仪中，设置超声比功率4W/g，超声温度40℃，超声时间12min，得到超声复合酶协同处理后的姜汁提取液；将得到的姜汁提取液在90℃水浴中处理30s灭酶后，经4层滤布过滤，5000r/min离心5min后取上清液；

实施例4：酶解技术发酵生产姜酒(对照1)

(1)挑选新鲜、没有霉变、无腐烂、肉质较肥厚的生姜，经清洗、切块后，于打浆机中捣碎成匀浆状物质，置于烧杯中备用；加入纯净水，调节料液比为1:5g/mL，加入600U/g纤维素酶、800U/g果胶酶、75U/gα-淀粉酶，45℃恒温酶解浸提1.5h得到姜汁提取液，得到的姜汁提取液在90℃水浴中处理30s灭酶后，经4层滤布过滤，5000r/min离心5min后取上清液；

实施例5：超声技术发酵生产姜酒(对照2)

(1)挑选新鲜、没有霉变、无腐烂、肉质较肥厚的生姜，经清洗、切块后，于打浆机中捣碎成匀浆状物质，置于烧杯中备用；加入纯净水，调节料液比为1：5g/mL，放入超声提取仪中，设置超声比功率5W/g，超声温度45℃，超声时间15min，得到超声处理后的姜汁提取液；经4层滤布过滤，5000r/min离心5min后取上清液；

实施例6：酶解+超声技术发酵生产姜酒(对照3)

(1)挑选新鲜、没有霉变、无腐烂、肉质较肥厚的生姜，经清洗、切块后，于打浆机中捣碎成匀浆状物质，置于烧杯中备用；加入纯净水，调节料液比为1:5g/mL，加入500U/g纤维素酶、700U/g果胶酶、65U/gα-淀粉酶，45℃恒温酶解浸提1.5h得到姜汁提取液，90℃水浴中处理30s灭酶后，放入超声提取仪中，超声比功率5W/g，超声温度40℃，超声时间30min，得到的姜汁提取液在经4层滤布过滤，5000r/min离心5min后取上清液；

实施例7：超声+酶解技术发酵生产姜酒(对照4)

(1)挑选新鲜、没有霉变、无腐烂、肉质较肥厚的生姜，经清洗、切块后，于打浆机中捣碎成匀浆状物质，置于烧杯中备用；加入纯净水，调节料液比为1：4g/mL，放入超声提取仪中，超声比功率4W/g，超声温度50℃，超声时间35min，然后加入100U/g纤维素酶、450U/g果胶酶、65U/gα-淀粉酶，45℃恒温酶解浸提1.5h得到姜汁提取液，得到的姜汁提取液在90℃水浴中处理30s灭酶后，经4层滤布过滤，5000r/min离心5min后取上清液；

实施例8：常规技术发酵生产姜酒(对照5)

(1)挑选新鲜、没有霉变、无腐烂、肉质较肥厚的生姜，经清洗、切块后，于打浆机中捣碎成匀浆状物质，加入纯净水，调节料液比为1：4g/mL，经4层滤布过滤，5000r/min离心5min后取上清液；

实施例9：姜辣素和黄酮含量测定

本实施例对实施例1-8提供的8种姜酒和市售的姜酒(市售姜酒购于青岛城阳大润发超市，商品名：赢城姜酒，山东凤城酒业有限公司)进行成分的测定，以分光光度计比色法测定姜辣素和黄酮含量，得到数据如下：

表1：姜辣素和黄酮含量测定表

项目	姜辣素	姜黄酮
			单位	mg/L	mg/L
实施例1	508.56±10.42^a	211.16±3.86^a
			实施例2	514.68±9.12^a	208.35±4.07^a
实施例3	516.73±10.10^a	215.88±10.05^a
			实施例4	447.84±8.22^c	170.83±9.57^b
实施例5	375.02±18.57^d	180.43±6.25^b
			实施例6	508.52±8.76^a	215.66±7.74^a

实施例7	477.10±11.50^b	167.50±8.20^bc
			实施例8	212.46±12.54^e	155.20±7.70^c
市售酒	198.07±3.98^e	134.27±5.23^d

注：表中的上标中相同字母表示在p≤0.05水平上差异不显著。

实施例8：可滴定酸、总酚、游离氨基酸、抗坏血酸和可溶性蛋白质含量测定

本实施例中，可滴定酸含量采用NaOH滴定法测定，总酚含量采用Folin-Ciocalteau法、结果以没食子酸计方法测定，游离氨基酸含量采用茚三酮显色法测定，抗坏血酸采用2,6-二氯酚靛酚滴定法方法测定，可溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝染色法方法测定；具体测量数据详见表2。

表2：可滴定酸、总酚、游离氨基酸、抗坏血酸和可溶性蛋白质含量测定表

项目	可滴定酸	总酚	游离氨基酸	抗坏血酸	可溶性蛋白质
						单位	mmol/L	mg/L	μg/mL	mg/L	μg/mL
实施例1	22.79±0.25^a	162.86±1.44^a	13.56±0.08^a	53.27±0.88^a	122.41±2.58^a
						实施例2	23.63±0.33^a	158.64±2.65^a	14.01±0.12^a	56.81±1.21^a	130.87±1.46^a
实施例3	25.11±0.89^a	171.39±0.98^a	14.46±0.20^a	54.72±0.86^a	126.46±0.65^a
						实施例4	18.64±0.64^b	157.79±4.69^a	10.68±0.83^b	28.65±0.45^b	76.48±0.42^b
实施例5	15.13±0.08^b	155.67±2.22^a	10.89±0.66^b	29.44±0.65^b	110.50±3.22^c
						实施例6	18.79±0.58^b	159.84±1.78^a	11.21±0.10^b	40.80±0.12^c	112.83±1.27^c
实施例7	18.24±0.33^b	158.01±2.38^a	11.18±0.44^b	41.51±0.22^c	110.49±5.13^c
						实施例8	14.67±0.74^b	108.37±0.86^b	7.88±0.06^c	21.67±0.09^d	56.71±0.21^d
市售酒	18.55±0.89^b	140.40±6.23^c	10.56±0.07^b	20.39±0.40^d	54.36±1.11^d

由表2可知：通过超声复合酶法发酵得到的姜酒中的可滴定酸、总酚、游离氨基酸、抗坏血酸、可溶性蛋白质含量均高于采用其他方法生产的姜酒和市售姜酒。原因是：酶解过程能够促进姜汁中可滴定酸类物质溶出，从而提高姜酒中的可滴定酸含量；酶解处理同样能够破坏生姜细胞的细胞壁导致酚类物质和游离氨基酸更多的溶出；同时超声波产生的空穴效应使得溶剂的剪切力增强，导致生姜细胞破裂，从而释放出更多的酚类物质；另外超声处理能够清除溶液中的溶解的氧，从而有利于Vc的保留。

实施例9：自由基清除能力和铁离子还原能力测定

本实施例通过测定各实施例组生产的姜酒，以及市售姜酒的DPPH自由基清除能力、羟自由基清除能力和铁离子还原能力，对不同工艺姜酒的抗氧化活性进行了研究、作了比较，详见表3。

表3：自由基清除能力和铁离子还原能力测定表

项目	DPPH自由基清除率	羟自由基清除能率	铁离子还原能力
				单位	％	％	FeSO₄/μmol
实施例1	57.94±1.90^a	73.41±2.21^a	541.10±12.50^a
				实施例2	59.22±0.05^a	74.21±2.21^a	538.64±10.23^a
实施例3	59.83±1.32^a	77.58±2.21^a	546.37±12.11^a

实施例4	44.92±1.01^b	64.94±4.42^b	537.54±8.85^a
				实施例5	41.43±1.93^c	63.33±2.32^b	447.82±9.27^b
实施例6	41.48±1.67^c	66.56±2.28^b	540.63±9.37^a
				实施例7	48.10±2.50^b	65.02±4.35^b	543.75±6.25^a
实施例8	38.33±1.88^c	54.67±4.59^c	395.24±6.12^c
				市售酒	32.13±0.76^d	48.21±1.34^d	325.58±8.21^d

结果表明，本发明工艺发酵得到的姜酒的抗氧化能力明显强于对照组姜酒和市售姜酒。其中，表中抗氧化能力测定基于同体积(2mL)的不同工艺发酵姜酒。

实施例10：姜酒的主要香气成分分析

(1)姜酒香气成分的提取

分别取实施例3-8(本发明取实施例3为超声复合酶技术的测试代表)和市售姜酒样品25mL，倒入分液漏斗中，加入25mL正戊烷萃取24h，萃取过程中每4h振荡1次达到充分混合，静置分层后转移上层萃取液于圆底烧瓶中，封口待用。下层液再分别加入25mL溶剂进行第2次和第3次萃取，均萃取24h，每4h振荡1次。将3次萃取液合并，浓缩至5mL左右，氮吹至1mL以下，溶剂定容至1mL，用0.45μm膜过滤，滤液用于GC-MS检测，每个样品作3个平行。

(2)香气成分的检测

气相色谱条件：色谱柱为HP-FFAP毛细管柱(30m×0.32mm×0.25μm)，进样口温度为270℃，载气为氦气，流速1.2mL/min；升温程序：初始温度为60℃保持2min，以2℃/min升至100℃保持5min，再以5℃/min升至250℃保持2min。

质谱条件：电离方式为EI，接口温度为250℃，离子源温度为230℃，电离电压为70eV，四极杆温度为150℃；全扫描模式，质量扫描范围：40-550u。

(3)数据处理

每组试验均重复3次，结果表示为平均值±标准偏差。通过SPSS18.0软件对试验结果进行方差分析和邓肯多重比较，检验显著性(p≤0.05)。GC-MS分析采用NIST05质谱数据库检索结合参考相关文献进行定性，并采用峰面积归一化法进行成分相对含量的计算。

根据所得的生姜发酵酒香气成分的GS-MS总离子流色谱图1-7，图中横轴时间的单位为min；经NTST谱库联机检索，检出主要香气成分的种类及含量见表4，其中，表中相对含量下面的3-8指实施例3-8所制得的姜酒。

表4不同工艺姜酒的主要香气成分

(注：表中“—”代表不含有该物质)

经过初步定性，7种姜酒样品的主要香气成分共103种，其中：实施例3的超声复合酶姜酒定性为51种，实施例4的单一酶解姜酒定性为27种，实施例5的单一超声姜酒中定性为27种，实施例6的先酶解后超声姜酒中定性为33种，实施例7先超声后酶解姜酒的香气成分定性为37种，实施例8的常规技术对照姜酒中定性为26种，而市售姜酒中仅定性出24种。

GS-MS定性出姜酒中的主要香气成分有醇类、酯类、酸类、少数的酚类、烷类和酮类。不同工艺姜酒中的香气成分存在很大差异，实施例3-8制得姜酒中共同含有的香气成分仅有龙脑、松油醇、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇、辛醛、苯乙醇、1,3-丙二醇二乙酸酯、2,6-二甲基-2,6-辛二烯-1,8-二醇、香叶酸、癸酸和异香橙烯环氧化物10种，但每种化合物的含量各不相同。

超声复合酶姜酒和对照姜酒中含量最多的香气成分均为苯乙醇，苯乙醇具有独特的玫瑰、紫罗兰、茉莉花香等多种香味，其赋于姜酒特殊的香味。而市售姜酒中含量最多的香气成分为己酸，其相对含量为45.2％；市售姜酒与超声复合酶姜酒的差异很大，仅有6种香气成分是共有的。

Claims

1.一种采用超声复合酶技术制备姜酒的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(2)将步骤(1)所得上清液调糖至10-15°Brix，然后进行灭菌；

2.根据权利要求1所述的采用超声复合酶技术制备姜酒的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述复合酶选取纤维素酶、果胶酶和α-淀粉酶。

3.根据权利要求2所述的采用超声复合酶技术制备姜酒的方法，其特征在于：所述复合酶添加量为：纤维素酶，酶添加量为200-600U/g；果胶酶，酶添加量为400-800U/g；α-淀粉酶，酶添加量为35-75U/g。

4.根据权利要求1所述的采用超声复合酶技术制备姜酒的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述超声处理条件为：超声比功率：3-7W/g，超声处理温度：35-55℃，超声处理时间：10-50min。

5.根据权利要求1所述的采用超声复合酶技术制备姜酒的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，灭酶的方法为：将提取液在85-100℃水浴中处理25-35s。

6.根据权利要求1所述的采用超声复合酶技术制备姜酒的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，将步骤(1)所得上清液调糖至15°Brix，然后进行灭菌，灭菌置于高压灭菌锅中灭菌，压力为0.1MPa，温度为121℃，时间为10min。

7.根据权利要求1所述的采用超声复合酶技术制备姜酒的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，准备10倍于酿酒酵母质量的糖水，在38℃下保温，得活化液。

8.根据权利要求1所述的采用超声复合酶技术制备姜酒的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，缓慢搅拌4-6min；于35-42℃下进行恒温水浴，恒温水浴的时间为25-40min。

9.根据权利要求1或8任一所述的采用超声复合酶技术制备姜酒的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，缓慢搅拌5min，在38℃下恒温水浴30min。

10.根据权利要求1所述的采用超声复合酶技术制备姜酒的方法，其特征在于：所述步骤(5)中，接种量为0.05-0.2％，装液量为75-85％；在培养箱中培养时，培养温度为23-28℃。