樹莓果酒發(fā)酵工藝研究

樹莓果酒發(fā)酵工藝研究

草莓是一種多年生的小灌木。這種水果聞起來很香。在國際上被稱為“金漿果”和“水果之王”。然而樹莓成熟期集中、采收時(shí)間短、機(jī)械采收難度大、采后儲藏運(yùn)輸難,所以樹莓多以鮮食為主,但鮮食紅樹莓果的零售價(jià)較高且貨架期短,嚴(yán)重限制了樹莓的消費(fèi),因此樹莓深加工倍受關(guān)注。近年來,樹莓果酒成為都市崇尚健康人群的新寵,加工成果酒不僅延長了紅樹莓的儲存時(shí)間,滿足了消費(fèi)者對樹莓的食用需求,且樹莓酒酒精度低,長期飲用能調(diào)整人體生理平衡,有益于身體健康。目前國內(nèi)紅樹莓果酒研制主要集中在甜酒,關(guān)于非甜型酒研制方面的研究和專利較少,發(fā)酵工藝和技術(shù)還不夠成熟,尚不能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。筆者以前期研究獲得的一株樹莓果酒專用酵母為發(fā)酵菌種探究樹莓果酒發(fā)酵的最佳工藝參數(shù),以期獲得優(yōu)質(zhì)高檔的樹莓果酒,為樹莓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。1材料和方法1.1主要儀器與設(shè)備紅樹莓、白砂糖,市購;釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae),由實(shí)驗(yàn)室篩選得到;無水碳酸鈉、亞硫酸鈉、硫酸銅、氫氧化鈉、酒石酸鉀鈉、亞鐵氰化鉀、鄰苯二甲酸氫鉀,天津天力化學(xué)試劑有限公司,分析純。主要儀器與設(shè)備:JA2003電子天平,上海良平儀器儀表有限公司;DK-S12型電熱恒溫水浴鍋,上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;TDL-40B-W型臺式低速大容量離心機(jī),湖南星科科學(xué)儀器有限公司;3C型pH計(jì),上海雷磁儀器廠;三支組-100%VOL酒精計(jì)、WZ-108手持糖量計(jì),河北省滄州市西北莊紅旗儀表廠。1.2測試方法1.2.1樹果汁的發(fā)酵過程紅樹莓→解凍→挑選→榨汁→成分調(diào)整→主發(fā)酵→過濾→后發(fā)酵→澄清→陳釀→滅菌→成品。1.2.2酵母發(fā)酵(1)將樹莓解凍,從中挑選出無損壞、無蟲害的成熟樹莓進(jìn)行榨汁,用4層紗布過濾,棄去殘?jiān)?2)成分調(diào)整:樹莓榨汁后,添加160mg/LNa2SO3,需要注意的是,用量少則不能抑制雜菌,用量過多則會抑制酵母的生長。(3)滅菌:將加入了Na2SO3的果汁的pH調(diào)整到3.7,初糖濃度用手持糖量計(jì)調(diào)整到23%,75℃滅菌15min,冷卻至室溫。(4)主發(fā)酵:在無菌操作間接篩選出的菌種,按料液質(zhì)量的6%加入酵母進(jìn)行發(fā)酵,在23℃進(jìn)行7d的主發(fā)酵;做3個(gè)平行。(5)后發(fā)酵:將經(jīng)過主發(fā)酵后的發(fā)酵醪用多層紗布過濾,同時(shí)濾液混入一定空氣,部分休眠的酵母復(fù)蘇。后發(fā)酵的裝料率要大,減少三角瓶內(nèi)的氧氣以防止醋酸菌污染。(6)陳釀:發(fā)酵過的原酒裝滿三角瓶后密封,避免空氣混入,在17℃下低溫陳釀2個(gè)月左右。(7)裝瓶滅菌:陳釀后,對樹莓果酒進(jìn)行過濾,然后進(jìn)行裝瓶,在75℃下熱水浴20~30min,最后冷卻即可得到成品。1.2.3單因素試驗(yàn)選擇pH、溫度、初糖濃度及酵母接種量為發(fā)酵工藝試驗(yàn)的單因素,各因素水平設(shè)計(jì)如表1,每個(gè)試驗(yàn)3次平行。1.2.4正交優(yōu)化試驗(yàn)在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選取pH、發(fā)酵溫度、初糖濃度、酵母接種量4個(gè)因素,利用L9(34)正交表(表2)進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn),每個(gè)試驗(yàn)3次平行。1.2.5斐林試劑法根據(jù)感官評價(jià)、酒精度、殘?zhí)且约翱偹嶂笜?biāo)的比較分析,得到最佳工藝參數(shù)。酒精度測定:酒精計(jì)法,參照GB/T15038-2005;糖度測定:斐林試劑直接滴定法,參照GB/T15038-2005;總酸測定:酸堿滴定與電位滴定法,參照GB/T15038-2005;感官評價(jià):請10位具有一定食品感官評定基礎(chǔ)的品嘗者對每一批原酒進(jìn)行感官評定,具體標(biāo)準(zhǔn)見表3。1.3數(shù)據(jù)處理和分析單因素試驗(yàn)結(jié)果圖表繪制采用Excel軟件,正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)助手(II3.1)進(jìn)行方差分析與極差分析。2結(jié)果與分析2.1單因素試驗(yàn)2.1.1發(fā)酵溫度的影響由圖1可以看出,總酸含量隨著溫度的升高變化幅度較小,其中30℃時(shí)總酸含量最低,為9.99g/L。在18~30℃范圍內(nèi),殘?zhí)橇侩S著溫度的升高而逐漸下降,34℃時(shí)又有所上升,說明在18~30℃范圍內(nèi),發(fā)酵溫度的升高利于糖轉(zhuǎn)化為酒精的發(fā)酵過程,而34℃條件下,溫度過高,加速了酵母的衰老,影響了酵母能夠轉(zhuǎn)化的糖量。在18~22℃范圍內(nèi),酵母的生長繁殖受到抑制,酒精度較低,酒精度隨著溫度升高而下降,酒精度在22~26℃范圍內(nèi)則隨溫度升高而迅速上升,26~34℃范圍內(nèi)基本保持不變;由感官評價(jià)分?jǐn)?shù)來看,30℃時(shí)結(jié)果最好。溫度是酵母生長繁殖的重要條件,它直接影響果酒質(zhì)量及酒精生成量。溫度過低酵母生長緩慢,發(fā)酵周期較長,酒體淡薄,不利于果酒生產(chǎn),而溫度過高則使酒液易受雜菌侵染而影響品質(zhì)。30℃時(shí)總酸含量與殘?zhí)橇烤_(dá)到最低,發(fā)酵較為徹底,酒精度高,果酒的口感、色澤、香味等最為理想。綜合考慮,選30℃為最佳發(fā)酵溫度。2.1.2不同ph對發(fā)酵的影響由圖2可以看出,pH2.7時(shí)總酸含量極高,pH2.7~3.2范圍內(nèi)隨pH升高總酸含量迅速下降,pH3.2~4.7范圍內(nèi)緩慢下降;殘?zhí)呛吭趐H2.7~3.2范圍內(nèi)迅速下降,pH3.2~4.7范圍內(nèi)平緩下降;酒精度則出現(xiàn)先上升后下降的趨勢,當(dāng)pH2.7時(shí),基本沒有發(fā)酵,pH為3.7時(shí),酒精度達(dá)到最高,為9%vol,pH在3.7~4.7范圍內(nèi),隨著pH升高酒精度逐漸降低。從感官評價(jià)角度看,pH在3.2~4.2范圍內(nèi)結(jié)果較好。pH過低或過高都將抑制微生物體內(nèi)某些酶的活性,使得酵母菌不能正常生長代謝,影響發(fā)酵進(jìn)程。當(dāng)pH為2.7時(shí)得到的產(chǎn)品酸澀,無酒香,過低的pH不僅使酵母菌的繁殖受到抑制,同時(shí)也直接影響到果酒的風(fēng)味。當(dāng)pH為4.7時(shí),果酒色澤暗淡,無樹莓典型風(fēng)味且略帶苦澀味。pH在3.2~4.2范圍內(nèi),總酸、殘?zhí)呛康?酒精度先升高后穩(wěn)定,果酒口感、色澤等性狀在pH為3.7時(shí)達(dá)到最佳狀態(tài)。2.1.3不同糖度和發(fā)酵時(shí)間對發(fā)酵的影響初始糖度較低時(shí),酵母生長代謝所需的營養(yǎng)得不到滿足,生長代謝較慢,所以初糖濃度較低時(shí)酒精度較低,因?yàn)榘l(fā)酵不徹底且果酒較為酸澀,感官評價(jià)分?jǐn)?shù)較低。當(dāng)初糖濃度為20%時(shí),發(fā)酵徹底,酵母代謝將大部分糖都轉(zhuǎn)化為酒精,酒精度高,且果香濃郁,酸度低,感官評價(jià)分?jǐn)?shù)較高。當(dāng)初糖濃度達(dá)到26%時(shí),過高的糖度會影響酵母菌繁殖和代謝,不但延長發(fā)酵時(shí)間,還增加工業(yè)成本。綜合考慮,選20%為最適初糖濃度。2.1.4酵母接種量對發(fā)酵的影響由圖4可以看出,酵母接種量在2%~6%范圍內(nèi),隨著酵母接種量的增大,總酸含量變化幅度不大,酵母接種量為8%時(shí)總酸含量達(dá)到最低,為9.97g/L;殘?zhí)橇吭诠浦械暮侩S著酵母接種量的升高變化幅度較小且含量較低;酵母接種量在2%~6%范圍內(nèi),酒精度隨酵母接種量的增加而升高,酵母接種量為6%時(shí)發(fā)酵最為徹底,酒精度達(dá)到最高,為8%vol,酵母接種量在6%~10%范圍內(nèi)酒精度又有所降低。從感官角度出發(fā),酵母接種量為2%時(shí)得到的果酒品質(zhì)不佳,酵母接種量6%時(shí)效果最好。在酵母接種量為2%~4%時(shí),發(fā)酵初期酵母生物量不足,發(fā)酵周期延長,發(fā)酵不徹底,不利于各種芳香風(fēng)味物質(zhì)的生成,酒精度低,果酒酒香薄弱,略帶苦澀味。當(dāng)酵母接種量達(dá)到6%時(shí),發(fā)酵較為徹底,酒精度高,酒體豐滿,果香濃郁。當(dāng)酵母接種量較大時(shí),有限的營養(yǎng)物質(zhì)不能滿足酵母生長代謝繁殖,發(fā)酵不徹底,酒精度低,且酵母殘?bào)w也會影響樹莓的自然果香及果酒澄清度,從而影響果酒的口感、色澤。綜合考慮,選6%為最佳酵母接種量。2.2紅樹莓果酒發(fā)酵工藝的確定評價(jià)紅樹莓果酒品質(zhì)的重要指標(biāo)是酒精度和感官評價(jià),酒精度影響著果酒的耐儲藏性以及酒的風(fēng)味,而感官評價(jià)直接影響著紅樹莓果酒被消費(fèi)者接受的程度。由正交試驗(yàn)結(jié)果(表4)可以看出,影響果酒品質(zhì)的因素依次是:初糖濃度、酵母接種量、發(fā)酵溫度、pH,初糖濃度和酵母接種量的影響較大且程度相當(dāng),影響最小的是pH,綜合分析得到最佳釀造工藝是A1B2C3D3,即發(fā)酵溫度為26℃,pH3.7,初糖濃度23%,酵母接種量8%,在正交試驗(yàn)中無此組合,需做驗(yàn)證試驗(yàn)。由正交試驗(yàn)方差分析(表5)得到,FA<19.000,FB<19.000,FC>19.000,FD>19.000。對果酒品質(zhì)影響的程度依次是:初糖濃度、酵母接種量、發(fā)酵溫度、pH,初糖和酵母接種量的影響顯著且程度相當(dāng),影響最小的是pH,與極差分析的結(jié)果一致。調(diào)整樹莓果汁的初糖濃度至23%、pH至3.7,接入8%的釀酒酵母,在26℃條件下發(fā)酵7d,得到的紅樹莓果酒總酸9.23g/L,殘?zhí)?.48g/L,酒精度為11.6%vol,具有鮮亮的寶石紅色,澄清透亮,果香濃郁,酒體豐滿,口味純正。組合中最佳工藝為A1B3C3D3,得到的果酒品質(zhì)不如A1B2C3D3,故最佳工藝應(yīng)為發(fā)酵溫度26℃,pH3.7,初糖濃度23%,酵母接種量8%。3樹莓果酒最佳發(fā)酵工藝參數(shù)的確定由于樹莓本身風(fēng)味特殊,采用傳統(tǒng)工藝加工會導(dǎo)致風(fēng)味劣變營養(yǎng)喪失,不易被消費(fèi)者認(rèn)可,因此,不斷研究樹莓加工的新技術(shù)、新工藝,并對其營養(yǎng)保健功效進(jìn)行深入研究,開發(fā)附加值較高的產(chǎn)品,不僅具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,而且對于預(yù)防慢性病具有深遠(yuǎn)意義。試驗(yàn)以前期研究篩選出的一株適合樹莓發(fā)酵的酵母為發(fā)酵菌種探究此株酵母的最佳發(fā)酵工藝參數(shù),在樹莓果酒加工工藝上有所突破。王麗娟等以亞硫酸氫鈉添加量、初糖濃度、酵母接種量及發(fā)酵溫度為單因素對樹莓果酒加工工藝進(jìn)行過研究,采用正交優(yōu)化試驗(yàn)優(yōu)選最佳發(fā)酵工藝參數(shù),所得果酒殘?zhí)呛俊?0g/L、總酸3.0~6.0g/L、酒精度為10%vol~13%vol,色澤紅色、澄清透亮、酒質(zhì)醇和濃郁、果香酒香清新怡人;不同的是,該研究以發(fā)酵溫度、pH、初糖濃度及酵母接種量為單因素;王麗娟等采用葡萄酒活性干酵母為發(fā)酵菌種,而該試驗(yàn)所用酵母為前期研究新鮮樹莓中篩選的天然酵母,所得果酒總酸9.23g/L、殘?zhí)?.48g/L、酒精度為11.6%vol,較王麗娟所得果酒殘?zhí)橇看蟠蠼档?色澤鮮艷,澄清透亮,果香濃郁,酒體豐滿,風(fēng)格獨(dú)特,口味純正。該試驗(yàn)雖探究出了樹莓果酒最佳發(fā)酵工藝參數(shù),使樹莓果酒品質(zhì)在一定程度上得到提高,但要得到優(yōu)質(zhì)高檔的樹莓果酒還有很多工作要做,如果酒在長期的儲藏過程容易發(fā)生混濁,果酒的澄清工藝仍需進(jìn)一步研究;得到的樹莓果酒產(chǎn)品較為酸澀,如何降酸仍需在工藝上進(jìn)一步探討。試驗(yàn)得到樹莓果酒的最佳發(fā)酵條件為:發(fā)酵溫度26℃,pH3.7,初糖濃度23%,酵母接種量8%。得到的紅樹莓干紅果酒總酸9.23g/L,殘?zhí)?.48g/L,酒精度為11.6%vol,具有鮮亮的寶石紅色,澄清透亮,果香濃郁,酒體豐滿,風(fēng)格獨(dú)特,口味純正。通過試驗(yàn)探究出了樹莓果酒最佳發(fā)酵工藝參數(shù),使樹莓果酒品質(zhì)得到了較大改善,為樹莓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。由圖3可以看出,隨著初糖濃度的增加,總酸含量逐漸下降;殘?zhí)橇吭诔跆菨舛葹?4%~20%范圍內(nèi)隨初糖濃度的升高緩慢下降,并在