生姜梨酒的研制

生姜梨酒的研制

果酒是在果汁的基礎(chǔ)上，通過破碎、壓榨、果汁、發(fā)酵、制備等工藝制備的低脂飲料。梨在中國分布較廣,被營養(yǎng)學(xué)家譽為“功能食品”;姜是重要的烹飪調(diào)味料之一。梨味甘性涼,姜味辣性溫,將其復(fù)合釀造成生姜梨酒既汲取了梨中的營養(yǎng)物質(zhì),富含豐富的維生素和氨基酸;又汲取了生姜中的姜油酮和辛辣成分,可增強人體內(nèi)分泌,提高免疫功能。生姜梨酒的研制還提高了我國梨和生姜資源的利用率,拓寬了梨酒釀造的方向,具有較好的市場前景。目前,因頂空-固相微萃取(head-spacesolidphasemicroextraction,HS-SPME)技術(shù)結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(gaschromatography-massspectrometry,GC-MS)分析具有敏感、快速、操作簡便等優(yōu)點本研究以梨和生姜為原料,對生姜梨酒的釀造工藝進行研究與優(yōu)化,并對其香氣成分進行分析,旨在研制出健康、優(yōu)質(zhì),符合消費者口味的生姜梨酒,豐富果酒的種類及選擇,促進梨果的深加工利用及梨酒市場的發(fā)展。1材料和方法1.1釀酒生物技術(shù)及應(yīng)用梨、生姜和白砂糖:市售;葡萄酒果酒酵母:釀酒生物技術(shù)及應(yīng)用四川省重點實驗室提供。抗壞血酸、偏重亞硫酸鉀、葡萄糖、檸檬酸、殼聚糖(分析純):成都市科龍化工試劑廠。1.2檢測儀器和儀器7890A-5975B氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀:美國Agilent公司;HT300A固相微萃取儀:意大利HTA公司;1500型全波長酶標(biāo)儀:美國Thermo公司;LS55型熒光分光光度計:美國PerkinElmer公司;MJ-25BM05C型榨汁機:廣東美的精品電器有限公司;WYT-ⅡA型手持式糖量計折射儀:成都格納絲商貿(mào)有限公司;DM3000型正置生物顯微鏡:德國Leica公司;XMT-100C型恒溫培養(yǎng)箱:重慶市永生實驗儀器廠;Bioflo310發(fā)酵罐:德國Eppendorf公司。1.3方法1.3.1生梨酒的生產(chǎn)工藝原料梨→挑選→去皮、去核、破碎→護色1.3.2不同糖度的生姜梨酒發(fā)酵原料預(yù)處理:挑選成熟度高,無霉變,外表無損傷的梨為宜,挑選時盡量選擇萼洼較深的,萼洼深的梨含水量及含糖量都比較高;生姜挑選無霉變的老姜,用清水清洗去泥,然后削皮切片備用。用清水清洗梨,然后削皮,剔除果眼,去芯,切成長寬約2cm的方塊,于護色液(0.2%檸檬酸+0.1%抗壞血酸)中浸泡5min,對果肉進行護色,防止果汁褐變;向果汁中添加90mg/L偏重亞硫酸鉀,進行SO成分調(diào)整:梨汁發(fā)酵的糖度應(yīng)調(diào)整在20%~22%為宜,具體應(yīng)由成品酒酒精度的要求而定,為了使最終發(fā)酵酒酒精度滿足需求,可以添加一定量的白砂糖來調(diào)節(jié)糖度,分別利用乳酸和碳酸鈣來調(diào)節(jié)pH,使之成為酵母適宜生長的環(huán)境。主發(fā)酵:將種子液按8%~10%的比例加入發(fā)酵液,搖勻,密封,靜置發(fā)酵,溫度控制在28~30℃,直至發(fā)酵結(jié)束。發(fā)酵期間,每天振蕩1次,使發(fā)酵液溫度均勻,并每隔1d對糖度和酒精度進行測定。后發(fā)酵:將過濾換罐后的生姜梨酒置于陰涼通風(fēng)處(15~20℃)進行后發(fā)酵,發(fā)酵時間為8d左右。滅菌、陳釀:后發(fā)酵結(jié)束后,將生姜梨酒以65℃滅菌30min,滅菌后靜置冷卻至室溫。過濾后轉(zhuǎn)入經(jīng)刷洗和殺菌處理后的貯酒容器中進行陳釀,陳釀期間品溫控制在6~8℃,陳釀時間為15d左右。新酒在陳釀期間需進行換罐,使清酒與酒腳及時分離,防止酒腳給原酒帶來異味。澄清:采用自然沉淀法。將果酒置于密閉容器中,再冷藏一段時間保持靜止?fàn)顟B(tài),待果酒中的懸浮物逐漸沉降下來后,將果酒上清液轉(zhuǎn)移到新的容器,以得到澄清透明的果酒。1.3.3初始糖度、接種量、初始ph值的確定生姜與梨比例的確定:將生姜與梨汁按照1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50的質(zhì)量比進行配比,初始糖度為20%,接種8%種子液到生姜梨汁配比的發(fā)酵液中,置于28~30℃恒溫培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng),發(fā)酵結(jié)束后酒精度和感官評定來確定最適比例。初始糖度的確定:取適量梨汁加入白砂糖,調(diào)整初始糖度分別為18%、19%、20%、21%、22%,接種8%種子液到不同初始糖度的發(fā)酵液中,置于28~30℃恒溫培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng),發(fā)酵結(jié)束后以酒精度和感官評定來確定最適初始糖度。酵母接種量的確定:調(diào)整發(fā)酵液含糖量為20%,分別接種6%、7%、8%、9%、10%種子液,置于28~30℃恒溫培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng),發(fā)酵結(jié)束后以酒精度和感官評定來確定最適酵母接種量。初始pH的確定:調(diào)整發(fā)酵液含糖量為20%,接種8%種子液,分別調(diào)整pH值為3.0、3.5、4.0、4.5、5.0,置于28~30℃恒溫培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng),發(fā)酵結(jié)束后以酒精度和感官評定來確定最適初始pH值。發(fā)酵時間的確定:調(diào)整發(fā)酵液含糖量為20%,接種8%種子液,發(fā)酵時間分別控制為6d、7d、8d、9d、10d,置于28~30℃恒溫培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng),發(fā)酵結(jié)束后以酒精度、殘?zhí)橇亢透泄僭u定來確定最佳發(fā)酵時間。(2)正交試驗優(yōu)化基于單因素試驗的結(jié)果,設(shè)計L1.3.4質(zhì)譜條件條件(1)果酒理化指標(biāo)的測定酒精度、總酸和還原糖的測定均參考GB/T15038—2006《葡萄酒、果酒通用試驗方法》(2)GC-MS香氣成分測定氣相色譜條件:毛細(xì)管色譜柱為DB-WAX,規(guī)格為(60mm×250μm×0.25μm);手動無分流進樣,進樣口溫度為230℃;程序升溫:40℃保持1min,然后5℃/min升溫至180℃,保持1min,再8℃/min升溫至230℃,保持7min;載氣:高純度氦氣,流速為1mL/min。質(zhì)譜條件:電子電離(electronionization,EI)源,電子能量70eV,質(zhì)量掃描范圍20~50amu,離子源溫度230℃,四級桿溫度150℃,接口溫度230℃,溶劑延遲3min。(3)感官評分標(biāo)準(zhǔn)參考類似果酒質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)(4)數(shù)據(jù)處理通過GC-MS分析檢測得出生姜梨酒風(fēng)味物質(zhì)的總離子流色譜圖,采用數(shù)據(jù)分析軟件進行譜庫美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所(nationalinstituteofstandardsandtechnology,NIST)8.0檢索及相關(guān)文獻(xiàn)分析,對相應(yīng)的風(fēng)味物質(zhì)成分進行鑒定。利用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析(采用一般線性模型單因素DunCan法),檢測結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(x軈±SD)表示,所得數(shù)據(jù)在Origin8.0中編輯作圖。2結(jié)果與分析2.1生產(chǎn)工藝中姜梨汁酒的個別因素試驗2.1.1不同配比的比本試驗對比了不同的生姜梨汁質(zhì)量比,通過對成品酒感官評定對比,結(jié)果見表3。由表3可知,當(dāng)生姜的比例較高時,生姜梨酒顏色為橙黃色、渾濁,當(dāng)生姜梨汁質(zhì)量比為1∶30時,果酒呈米黃色,清澈透明,口感較佳,香氣充足,為最佳比例。2.1.2糖度對酒精發(fā)酵的影響初始糖度對生姜梨酒酒精度的影響見圖1。由圖1可知,初始糖度在18%~20%時,酒精度隨初始糖度的增加而增大,在達(dá)到最大值后,隨著糖度的繼續(xù)增加,酒精度逐漸降低。這是由于高濃度的糖所產(chǎn)生的滲透壓對酵母的活性有抑制作用,所以在糖度過高時酒精度反而降低。綜合考慮發(fā)現(xiàn),在初始糖度為20%時,酒精度為10.04%vol,所得的生姜梨酒清澈透明,梨香突出,梨香、姜香舒適諧調(diào),酒體豐滿醇厚,柔和,效果最好。2.1.3不同接種量對發(fā)酵酒酒精度的影響接種量對生姜梨酒酒精度的影響見圖2。由圖2可知,酒精的產(chǎn)出量隨酵母接種量的增加而增大,由于接種量過多酵母相互抑制生長,導(dǎo)致產(chǎn)酒量減少,因此酵母的接種量到達(dá)8%后,酒精產(chǎn)量隨酵母的接種量增大而減小。接種量為8%時,發(fā)酵酒酒精度最高(達(dá)10.8%vol),且生姜梨酒金黃透明、果香濃郁、酒體豐滿。故確定最佳酵母接種量8%。2.1.4影響酒精產(chǎn)量的影響因素發(fā)酵液的酸堿程度對酵母的生長和代謝產(chǎn)物的形成具有一定的影響。不同的酵母有其最適宜的生長范圍。過高或者過低都會抑制酵母體內(nèi)酶的活性,使得酵母細(xì)胞的代謝受到阻礙,從而影響到酒精的產(chǎn)量。初始pH值對生姜梨酒酒精度的影響見圖3。如圖3可知,當(dāng)初始pH值過低時,酵母產(chǎn)生酒精的量較少,此時發(fā)酵液中的還原糖沒有有效的轉(zhuǎn)換為酒精。當(dāng)pH值為4.5時,酒精的產(chǎn)量相對較高。當(dāng)pH值為5.0時,酒精的產(chǎn)量下降。經(jīng)感官嘗評后發(fā)現(xiàn),當(dāng)pH<4.0時,發(fā)酵酒的口感粗糙,味道略帶酸澀;當(dāng)pH值為4.5時,生姜梨酒發(fā)酵酒色澤微黃、清澈透明、梨香姜香舒適協(xié)調(diào)、口感細(xì)膩。因此確定初始pH值為4.5。2.1.5生姜梨酒的發(fā)酵時間發(fā)酵時間對生姜梨酒酒精度的影響見圖4。由圖4可知,隨著發(fā)酵時間的延長,酒精度呈現(xiàn)先增加后平穩(wěn)的趨勢,根據(jù)感官評定發(fā)現(xiàn),發(fā)酵時間的長短會影響生姜梨酒的風(fēng)味。第7天時,酒精度達(dá)到了9.78%vol,生姜梨酒的香味較濃,但酒體不夠協(xié)調(diào);第8天,酒精度達(dá)到9.94%vol,生姜與梨的香氣較濃,口感醇厚,酒體協(xié)調(diào);第9天時,酒精度不再上升,口感較醇厚,但甜味不夠,澀味較明顯。如果發(fā)酵時間不夠,會使酒精度不夠,影響果酒的風(fēng)味;但發(fā)酵時間過長,酵母菌的自溶現(xiàn)象會對生姜梨酒風(fēng)味產(chǎn)生較大的影響,外界微生物污染生姜梨酒的機會更大。綜合考慮,發(fā)酵時間確定為8d。2.2生姜梨酒發(fā)酵工藝試驗本試驗在單因素試驗的基礎(chǔ)上,設(shè)計L由表4的試驗結(jié)果可以分析出,比較A(酵母接種量)、B(初始糖度)、C(初始pH值)3個因素的極差R,3個因素對生姜梨酒發(fā)酵影響的主次順序為B>A>C,即初始糖度>酵母接種量>初始pH值,試驗最優(yōu)組合為A2.3初始ph值確定通過單因素試驗和正交試驗得出,生姜梨酒發(fā)酵最佳工藝條件為初始糖度21%、生姜梨汁質(zhì)量比1∶30、酵母接種量8%、初始pH值為4.0、發(fā)酵時間8d。按照此最佳工藝條件進行驗證并測相應(yīng)指標(biāo)。結(jié)果表明,在該工藝條件下,生姜梨酒的酒精度為10.81%vol,殘?zhí)橇繛?.31g/L,總酸為4.41g/L,果酒呈米黃色,清澈透明、有光澤,口感純正柔和、綿軟爽口、爽怡醇厚,具有梨的果香及生姜的獨特香氣。2.4酯類組分的比較本試驗對最適發(fā)酵時間、初始糖度、初始pH值、酵母接種量和驗證試驗的果酒樣品進行氣相色譜質(zhì)譜分析。由于單因素試驗最佳結(jié)果酒樣的發(fā)酵條件相似,因此由表5的物質(zhì)成分結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),5種酒樣中的揮發(fā)性香氣物質(zhì)成分種類大致相似,主要是醇類和酯類,占揮發(fā)性香氣成分的90%以上。醇類主要有乙醇、異丁醇、桉葉油醇、異戊醇、正己醇等。在5種酒樣中,主要的醇類物質(zhì)占所有揮發(fā)性組分的比例大致相同,其中乙醇的含量最高,它是酵母菌酒精發(fā)酵的產(chǎn)物,也是賦予酒特殊香氣的主要成分。其次是異戊醇,它主要是以酯的形式存在于植物中。正己醇具有水果的芳香氣味,但在接種量為8%的酒樣中未檢測出正己醇,而其他4個酒樣中正己醇的含量在1%左右。苯乙醇具有玫瑰的香氣,5種酒樣苯乙醇的相對含量都在10%左右。異丁醇具有刺激性的氣味,隨著濃度的增高對眼睛皮膚、黏膜和上呼吸道的刺激作用越大,最優(yōu)工藝條件組合得到的酒樣中含有的異丁醇較少。高濃度異丁醇對身體有害,相對含量越低,酒的品質(zhì)越好。而正己醇、異戊醇、苯乙醇都能賦予酒具有特殊的香氣,在揮發(fā)性氣體成分中占有一定的含量時,將會提高酒的品質(zhì)。酯類主要有乙酸乙酯、己酸乙酯、乙酸己酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯等。揮發(fā)性酯是組成香氣化合物的最重要種類,大多數(shù)酯類具有花、果香氣,在酵母代謝產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)中,酯對酒的風(fēng)味貢獻(xiàn)最大從物質(zhì)的含量來看,與其他4個酒樣相比,驗證試驗所得酒樣的香味物質(zhì)中,正己醇、異戊醇、苯乙醇含量適中,己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯的相對含量較高,與最優(yōu)組合所得結(jié)果相符。綜合香氣成分分析結(jié)果,53最佳發(fā)酵工藝條件下生姜梨酒的特性本研究采用微生物液態(tài)發(fā)酵的方法將生姜與梨有機地結(jié)合,研制出了一種健康、適合大眾口味的新型復(fù)合型果酒,通過單因素和正交試驗,確定了生姜梨酒較優(yōu)的發(fā)酵工藝條件,即初始糖度21%、生姜梨汁質(zhì)量比1∶30、酵母接種量8%、初始pH4.0、發(fā)酵時間8d。在此工藝條件下,發(fā)酵溫度控制為25~30℃,生姜梨酒的酒精度達(dá)10