紫甘薯屬甘薯類植物，又名紫薯、山川紫，我國 廣為種植，因土壤差異和栽培條件不同，形態(tài)和成分 也不同。紫甘薯富含豐富的花青素類功能物質(zhì)和膳食纖維，日益成為大眾追捧的健康飲食，深加工產(chǎn)品 開發(fā)日漸深入。目前利用紫甘薯開發(fā)的深加工產(chǎn)品 有速溶紫甘薯粉、紅薯啤酒、紅薯葡萄酒等。

冀紫薯 2 號是河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所 選育的紫甘薯新品種，本研究以此為原料，通過單因 素和 Box-Behnken 響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化紫甘薯酒的發(fā)酵 工藝條件，釀造紫甘薯發(fā)酵酒，為紫甘薯新品種的深 加工奠定應(yīng)用基礎(chǔ)，擴(kuò)大工業(yè)開發(fā)價(jià)值和市場潛能。

紫甘薯-冀紫薯 2 號：河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作 物研究所；α-淀粉酶（883 U/g）、糖化酶（100 000 U/g）： 上海寶曼生物科技有限公司；葡萄糖、沒食子酸：天津 市紅巖化學(xué)試劑廠；氫氧化鈉：天津市福晨化學(xué)試劑 廠；石油醚：天津市津東天正精細(xì)化學(xué)試劑廠；酒石酸 鉀鈉、檸檬酸：天津市永大化學(xué)試劑有限公司；苯酚：天 津市標(biāo)準(zhǔn)科技有限公司，以上試劑均為分析純。商用 活性干酵母（安琪、SC、F15）：北京賽普瑞森技術(shù)有限 公司。試驗(yàn)中用到的儀器與設(shè)備如下：DY-D2 電熱恒溫水浴鍋 上海勝啟儀器儀表有限公司 GT-21097-5024 酶標(biāo)儀 美國伯騰儀器有限公司 SW-CJ-2FD 潔凈工作臺 蘇凈集團(tuán)蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司 DELTA320 pH 計(jì) 梅普勒-托利多儀器有限公司 QL-901 振蕩器 海門市其林貝爾儀器制造有限公司 LRH-250 生化培養(yǎng)箱 上海-恒科學(xué)儀器有限公司 AR1140 電子分析天平 奧豪斯國際貿(mào)易（上海）有限公司 ZHWY-2102 恒溫培養(yǎng)振蕩器 上海智城分析儀器制造有限公司。

新鮮紫甘薯清洗→剔除霉斑→蒸熟→加熱水打 漿→淀粉液化→調(diào)節(jié) pH 值，糖化→調(diào)節(jié) pH 值，接種 酵母→發(fā)酵→陳釀→澄清處理→過濾→紫甘薯酒

原料預(yù)處理：新鮮紫甘薯清洗后剔除霉斑，取樣 檢測各種基礎(chǔ)理化數(shù)據(jù)，包括：水分、淀粉、總糖、還原 糖、滴定酸、粗脂肪、粗蛋白、花色苷和總酚等。 蒸熟、打漿：新鮮紫甘薯切片 1 cm 厚，常壓蒸煮 40 min，出鍋后添加預(yù)先加熱到 90 ℃以上熱水，料液 比 1 ∶ 5（g/mL），打漿攪拌均勻。 淀粉液化和糖化：紫甘薯淀粉的液化和糖化采用 耐高溫 α-淀粉酶和糖化酶。淀粉酶加量 2 U/g 原料， 于 92.5 ℃液化 75 min；糖化酶加量 400 U/g 原料，調(diào) pH 4.5，于 50 ℃糖化 50 min，制得紫甘薯糖液。 紫甘薯酒發(fā)酵：調(diào)整紫甘薯糖液的糖含量至 220 g/L，pH 4.0，接種酵母菌進(jìn)行控溫發(fā)酵制得紫甘薯 發(fā)酵原酒。 陳釀、澄清、過濾：主發(fā)酵結(jié)束后，經(jīng) 1 個(gè)月左右后 發(fā)酵，虹吸法倒罐去除酵母泥和沉淀物得到紫甘薯原 酒。將原酒置于溫度恒定在 14 ℃～15 ℃的地下室陳釀半年，虹吸取上清液，加明膠澄清，經(jīng)過濾后得到紫甘 薯發(fā)酵酒。

酵母菌種選擇：紫甘薯糖液調(diào) pH 4.0，分別接種安 琪、SC 和 F15 釀酒酵母，接種量 2×106 個(gè)/mL，控制 28 ℃發(fā)酵，以 CO2 生成量和殘?zhí)呛繛樵u價(jià)指標(biāo)，選 擇發(fā)酵速度快的菌種。 再以選定的酵母菌進(jìn)行發(fā)酵條件的單因素試驗(yàn)， 以 CO2 生成量、糖含量和酒精度為評價(jià)指標(biāo)。紫甘薯 糖液調(diào) pH 4.0，分別固定發(fā)酵溫度 24 ℃，酵母接種量 2×106 個(gè)/mL，發(fā)酵時(shí)間 10 d，分組試驗(yàn)的變量分別為： 酵母接種量 1×106 、2×106 、3×106 、4×106 、5×10（6 個(gè)/mL）； 發(fā)酵溫度：16、20、24、28、32 ℃；發(fā)酵時(shí)間 6、7、8、9、10、 11 d。

冀紫薯 2 號紫甘薯是河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物 研究所選育的紫甘薯新品種，冀紫薯 2 號的淀粉含量占原料干 物質(zhì)的 30.23 %，淀粉經(jīng)蒸煮，加水和加酶水解后得到 糖，糖是發(fā)酵酒的物質(zhì)基礎(chǔ)，本研究經(jīng)雙酶法水解后的 糖液含可發(fā)酵性糖 42.6 g/L，為了釀造酒精度 12 % vol 以 上的發(fā)酵型紫甘薯酒，在接種酵母菌前添加蔗糖，調(diào)整 糖含量至 220 g/L。紫甘薯花色苷和總酚分別占干物質(zhì) 的 3.35 %和 11.03 %，經(jīng)發(fā)酵保留到酒中賦予紫甘薯酒抗 氧化、降血糖、改善肝功能、防癌等保健功能和鮮艷的 色澤外觀。粗脂肪和粗蛋白在水解和發(fā)酵過程中都會 發(fā)生一定程度的水解，在陳釀和澄清時(shí)需予以去除。在相同時(shí)間內(nèi)，安琪酵母的 CO2 釋放 量比 SC 和 F15 酵母菌的多，降糖速率也快。CO2 是酒 精發(fā)酵的副產(chǎn)物，與酒精相伴而生。降糖速率快說明 酵母菌的發(fā)酵和原料轉(zhuǎn)化能力強(qiáng)，在 28 ℃條件下安琪 酵母 2 d 已經(jīng)將糖降至接近于零，比另外兩株酵母菌 達(dá)到相同情況快 20 多個(gè)小時(shí)，雖然發(fā)酵時(shí)間太短或許 會使釀造的酒口感粗糙，但可以通過適當(dāng)降低發(fā)酵溫 度，延長發(fā)酵時(shí)間促成風(fēng)味物質(zhì)的生成。利用 spss 軟件，以 5 組接種量每組 3 個(gè)平行作為因子，酒精度作為評判指標(biāo)進(jìn)行了單因素 ANOVA，分 析結(jié)果如表 5，P=0.000<0.05 （顯著性水平在 0.05）顯 著；多重比較檢驗(yàn)的結(jié)果如圖 2A。由圖 2 可知，酵母 菌接種量為 2×106 個(gè)細(xì)胞/mL 時(shí)，酒精度最高，達(dá)到 12.2 % vol，且 CO2 生成量最多，降糖速率也最快， 24 ℃發(fā)酵 10 d 時(shí)，殘?zhí)菐缀鯙榱恪Ｒ话闱闆r下，在發(fā)酵 溫度固定時(shí)，隨著接種量加大，發(fā)酵速率也加快。但在 液體糖含量一定時(shí)，接種量過大，酵母生長和生存所 需物質(zhì)增加，造成酒精生成量降低，所以最優(yōu)酵母接 種量取 2×106 個(gè)/mL。

經(jīng)過響應(yīng)面試驗(yàn)得到冀紫薯 2 號紫甘薯發(fā)酵紅酒 的最佳發(fā)酵條件為：接種量 2×106 個(gè)/mL，溫度 24 ℃， 發(fā)酵 10 d，紫甘薯酒的酒精度 12.2 % vol。色澤鮮艷成 紫玫瑰色、透明度好、帶有紫甘薯香味、酸度適中、酒體 協(xié)調(diào)、余味悠長。為該品種的開發(fā)應(yīng)用和推廣種植奠 定了理論基礎(chǔ)。