保健型°黑米啤酒的研制

保健型11°P黑米啤酒的研制

董小雷

（天津科技大学生物工程学院　天津　300222）

摘要：本论文主要介绍了以黑米为辅助原料酿造啤酒的工艺和操作要点。为充分突出黑米的特征，保证其营养成分，确保黑米啤酒的质量，本试验主要从原料配比、糖化工艺和发酵工艺三方面进行了试验，确定了黑米啤酒酿造的工艺参数。

关键词：黑米；啤酒；酿造工艺；营养

前言

近年来，随着居民消费水平和消费层次的日渐提高，现有的较为单一的产品不再能够满足消费者的消费需求，随着市场竞争程度的加剧，新的市场需求在不断出现，市场上啤酒产品越来越多，啤酒品种从以前单一的淡色啤酒发展到目前的淡爽型啤酒、纯生啤酒、无醇啤酒、小麦啤酒等，此外，还有具有营养、保健作用的果味啤酒如芦荟啤酒、苦瓜啤酒、刺梨啤酒、螺旋藻啤酒、复方SOD （植物提取物）啤酒、姜汁啤酒啤酒等等。国内啤酒工业也向“营养化、淡爽化、健身化、多样化”转变，逐步与国际啤酒消费潮流同步。随着市场经济的发展，啤酒市场的竞争日趋激烈，为了面对近期或长远期的市场挑战，啤酒企业应不断开发新的啤酒品种，以满足各个阶层消费者的需要，从而达到扩大市场占有率的目的。

目前，黑色食品风靡世界各地。食品专家预言，21世纪将是自然色食品，特别是黑色食品的消费。黑米因其谷皮含有黑色素而得名，是米中之珍品。古时人们常把它作为珍贵的食物进贡皇府，因此黑米又有“贡米” 、“药米” 、“长寿米”之美誉。籽粒细长，外皮墨黑，质地细密。不仅营养丰富，而且具有多种特殊营养价值。

现代分析表明，每百克黑米含蛋白质10.73g，比白米高37.0%；含人体“必需氨基酸” 3280mg，比白米高25.4%。含有17种氨基酸，包括人体必需又不能合成的8种氨基酸（表1） 。

表1　黑米和普通白米的蛋白质、氨基酸含量比较（mg/100g）

黑米中的植物脂肪含量比普通百米高1.9倍。植物脂肪含较多的不饱和脂肪酸、油酸、亚油酸，长期使用，有助于心脑血管疾病的预防。黑米中的维生素含量比普通百米高1.5～2.4倍，黑米富含维生素B族成分，维生素B₁、B₂、B₆、维生素E等。V_E是一种强抗氧化剂，促进人体能量代谢，促进血液循环，改善新陈代谢，预防血管破裂，防止胆固醇沉淀，减少心血管病的发生。

黑米的微量元素含量特别丰富，14种人体必需的矿物质，尤其是富含铁和具有抗癌作用的硒（表2） 。每百克含铁为52.46mg，钙为310.7mg，锌为42.02mg，锰为4.975mg，铜为34.43mg，比白米分别高138.4%、107.9%、34.8%、41.2%、38.7%。黑米中活性元素硒的含量为0.112～0.886mg/kg。研究表明，硒是人体必需的营养元素，是一种强抗氧化剂，作用与V_E相似，但效力更大。据《本草纲目》记载，黑米有滋阴补肾、健脾暖肝和明目活血的作用，为历代奉献帝王之贡品。此外，现代医学证明，黑米对白发、头昏、贫血、眼疾、便秘、糖尿病、高血压、心血管症等疾病，具有一定的食疗作用。黑米含有强心成分，具有保健、养颜、防衰老的功能。

表2　黑米和普通白米的无机元素比较

黑米是一种尚未开发利用的特色农产品资源，其开发潜力巨大，不仅含有丰富的蛋白质脂肪碳水化合物等营养成分，更以其特有的提高机体的非特异性免疫功能，增强抗病力等功能作用而深受人们的喜爱，并在日本、韩国、朝鲜、东南亚等地有广阔的市场。因此，根据黑米中各种功能因子的结构含量作用机理及在食品中的稳定性等研究结果，采用食品工程高新技术，以减少黑米在加工过程中功能成分的损失，开发具有明确功能因子的黑米啤酒，为啤酒大家族中增添新成员，丰富我国啤酒工业的花色品种，满足多层次消费结构的需求，以提高企业的经济效益和社会效益。

1　材料和方法

1.1　啤酒酵母

酵母菌种选用山东轻工业学院中德啤酒技术中心菌种室保存的206号下面菌种，此菌种具有发酵度高、凝聚性好、双乙酰还原快的特性。

1.2　原料

麦芽为主要原料，黑米作为辅料，少量添加酒花作为香料物质。

1.3　发酵设备

采用用山东轻工业学院食品与生物工程学院啤酒工艺实验室国内第一条微型啤酒生产线进行试验，麦汁产量为500L/次。

2　实验结果

2.1　发酵工艺

2.2.1　原料配比的确定

由于黑米中蛋白质含量较高，用它做辅料酿造啤酒时，易造成成品啤酒的混浊；其分解产物易形成更多的深色物质，如类黑精等，能加重啤酒的色泽；同时它在促进酵母的增值、啤酒的风味适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质，会直接影响啤酒的非生物稳定性，因此必须适当处理。在查阅大量资料基础上，确定实验中黑米的添加量为20%，25%，30%。

焦香麦芽的加入，能赋予啤酒特有的焦糖和麦芽香味，并使啤酒具有醇厚的感觉，焦香麦芽的使用量为啤酒原料的5%～15%。综合上述分析结果，我在实验室以不同的原料配比进行了第一组小型实验，总投料量为110kg，最终得热麦汁量500L左右，麦汁最终浓度约为11°P，配料所占比例见表3，试验分组如下：

A组配料：黑米22kg，焦香麦芽16.5kg，浅色麦芽71.5kg B组配料：黑米27.5kg，焦香麦芽11kg，浅色麦芽71.5kg C组配料：黑米33kg，焦香麦芽5.5kg，浅色麦芽71.5kg

表3　原料配比不同进行小型实验

2.2.2　粉碎

为有效利用黑米及焦香麦芽的色素物质，对其应加强粉碎，特别是黑米，应尽可能粉得细些。而对淡色麦芽采用增湿法粉碎，要求皮破而不碎，以形成良好的过滤层。

2.2.3　糊化、糖化

由于黑米表面有一层种皮包着，与大米相比，其糊化、液化效果不好，麦汁过滤时间长，因此，本次实验增加了低温浸渍时间，加大了料水比，使其充分吸水膨胀，以利于糊化和液化。此次实验糊化锅料水比为黑米∶水=1∶6，糖化锅料水比麦芽：水=1∶3.8。用乳酸进行调节糊化糖化用水pH＜5.4，为了促进糊化和糖化过程中淀粉转变为糖的速度，添加了高温α-淀粉酶，糊化糖化工艺流程图见图1、图2。

图1　双醪一次煮出糖化法工艺图

图2　糊化糖化工艺流程图

2.2.4　麦汁过滤

醪液静止30min后，打开过滤阀，将混浊的麦汁适当回流，清亮后将其打入麦汁暂存槽中。麦汁过滤20min后，用糖度计（10～20°P）测量第一麦汁浓度。洗糟水量为320L，水温为78℃，分两次洗糟。洗糟后混合麦汁浓度控制在10.2～10.4°P。

2.2.5　麦汁煮沸

对糖化锅中的混合麦汁进行煮沸，煮沸时间为80min。煮沸强度为8%。

苦酒花为新疆绿宝公司所产颗粒酒花，香花为进口捷克萨斯颗粒酒花，酒花添加时间及添加量如表4：

表4　酒花的添加时间与添加量

2.2.6　麦汁冷却发酵

麦汁冷却至8℃接种，同时充氧达8mg/L左右，起发后保持此温度，接种所用菌种为我实验室纯种扩培的206号0代酵母液20L，酵母数为7×10⁷个/ml培养液。当发酵降糖至3.8°P时，进行封罐，停止降温，使发酵罐自然升温至12℃，并保持此温度，进行双乙酰还原，同时保压0.12Mp。

2.2.7　啤酒后熟

还原双乙酰5天后，双乙酰含量降至0.1mg/L以下，啤酒基本成熟，可以进行降温。降温速率为0.3℃/h，降至5℃时，停留1天，排酵母（酵母泥呈黑色，不宜再使用） 。再次降温时，降温速率为0.1℃/h，降温至0℃，啤酒后熟5～7天就可以了。

2.3　成品啤酒质量

2.3.1　品尝试验

为了检验三种不同原料配比的黑米啤酒，我们采用了打分法与简单描述相结合的方法，对上述三种黑米啤酒进行了品评，参与品评试验的人员有啤酒专业教师和学生共8人，汇集主要评语和打分，见表5。

表5　黑米啤酒评语和打分

从上表可以看出，三种配料各有所长，A组啤酒焦香味浓，但色度差； B组啤酒有焦香味，色度略深，米腥味略强； C组啤酒色度较为合适，但黑米腥味太重。从打分来看，B组黑米啤酒口感更受欢迎，但其色度略显不足，黑米腥味的存在是一个缺点，但B组得到了最高分，究其原因，我认为黑米啤酒市场定位于黑色啤酒，黑色啤酒有明显焦香味或咖啡味，黑米啤酒应具有一定的焦香味，还应具有黑米的特点——米香味，恰恰B组啤酒具备了这样一个特点，所以我们认为B组黑米啤酒最为理想。

2.3.2　试验B组样品理化分析

分析结果见表6。

表6　B组样品理化分析结果

以上理化指标，基本符合啤酒国家标准GB4927-2001关于黑色啤酒的要求，此次实验酿制的11°P黑米啤酒口感质量还可以，但是关于啤酒的色泽，参与人员普遍认为有点偏浅，有待进一步改进。

2.3.3　黑米啤酒色度的改进

B组黑米啤酒虽得分最高，但色度还存在不足，所以要对其色度进行改进。我们采用了德国weyermann公司生产的深色啤酒着色剂（纯天然的黑麦芽提取物） ，色度为9500EBC，对黑米啤酒进行了调配，最后确定添加量为6.5‰，调配后黑米啤酒色度为142EBC，外观幽黑发亮，焦香味浓郁，有明显的米香味，口味纯正，杀口力强，苦味略重，总体令人满意。改进后的黑米啤酒感官特征见表7。

表7　11°P成品黑米啤酒感官特征

2.3.4　与市场同类产品的品尝对比

产品质量改进后，我们将其与市售的黑啤酒进行了感观品评对比。由于目前黑米啤酒还没有进行工业化生产，所以在市场上购买不到黑米啤酒，我们买了部分国内外知名的黑啤酒，与我们生产的黑米啤酒进行了科学的感官品评对比，来考查黑米啤酒的市场接受程度，品评试验也采取简单描述与打分相结合的方法，结果汇集表8：

表8　黑米啤酒与市售黑啤酒感官品评结果

注： 1号为蓝带集团酿制的黑啤酒，2号为日本产惠比寿黑啤酒（EBISU） ，3号为燕京集团产黑啤酒，4号为青啤集团酿制的黑啤酒，5号为德国产酷者黑啤酒（koestriber） ，6号为本次实验酿制的口味最佳的黑米啤酒。

从上表结果可以看出，我们试验的黑米啤酒打分排在第四位，所以从啤酒的外观、色度、泡沫、香味、口味等方面看，利用上述工艺酿造的黑米啤酒是可以接受的，且质量并不差。

3　讨论

3.1　黑米啤酒是黑米经粉碎、糊化、糖化、发酵等工艺制成，产品不仅保留了黑米原有的营养成分和天然芳香，而且酵母发酵生成了各种有利于增进人体健康的代谢产物，使啤酒的营养成分成倍增加，具有多种保健功效。

3.2该酒色泽幽黑发亮，酒体呈琥珀色，富有光泽、泡沫细腻、持久挂杯、口味纯正、醇厚柔和，有明显的黑米香气和麦芽香味，是当代追求营养、保健者的理想饮料。

3.3　制得的黑米啤酒苦味略重，略有双乙酰味，基本符合国家标准（≤0.15 mg/L） 。

3.4　由于黑米色素着色性差，在啤酒后熟期间损失较大，要保证啤酒色度可在在麦汁煮沸期间添加双倍的天然焦糖或用黑啤着色剂进行调配，产生较好的光泽性及特有的焦香味，提高黑米啤酒的观赏性，改善了啤酒的口感。

3.5　加入深色焦香麦芽，主要是为了赋予啤酒特有的焦香味，并使啤酒具有醇厚的感觉。

3.6　在黑米液化中，采用耐高温a-淀粉酶、在糖化过程中使用复合酶，能够降低麦汁粘度，加快过滤速度，能增加可发酵糖含量和提高麦汁产量。

3.7　以黑米为辅助原料酿制黑米啤酒，通过理化指标对比分析，维生素和微量元素均高干普通淡色啤酒，属于高营养保健型啤酒，是一种无污染的安全、优质、营养类食品。

参考文献：

[1]康明官.特种啤酒酿造技术.北京:中国轻工业出版社，1999

[2]汪芳安.我国黑米资源的利用概况[J].陕西粮油科技，1993 ，18 （54）:22～24

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[4]刘长鹏.黑米及其开发利用[J].食品研究与开发，1996 ，17（3）:37～40