黃桃白蘭地的釀造與研究

附件1云南省高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目申報表（創(chuàng)新訓(xùn)練項目）推薦學(xué)校：（蓋章）項目名稱：黃桃白蘭地的釀造工藝研究項目類型：重點項目□一般項目所屬一級學(xué)科名稱：葡萄與葡萄酒工程項目負責(zé)人：聯(lián)系電話：指導(dǎo)教師：聯(lián)系電話：申報日期：2021年6月14日云南省教育廳制填表說明一、申報表要按照要求逐項認真填寫，填寫內(nèi)容必須實事求是表述準(zhǔn)確嚴謹?？杖表椧睢盁o”。二、格式要求：表格中的字體采用小四號宋體，單倍行距；需簽字部分由相關(guān)人員以黑色鋼筆或簽字筆簽名。三、項目類型為重點項目、一般項目等。四、項目來源：1.“A”為學(xué)生自主選題，來源于自己對課題的長期積累與興趣；“B”為學(xué)生來源于教師科研項目選題；“C”為學(xué)生承擔(dān)社會、企業(yè)委托項目選題。2.“來源項目名稱”和“來源項目類別”欄限“B”和“C”的項目填寫；“來源項目類別”欄填寫“863項目”、“973項目”、“國家自然科學(xué)基金項目”、“省級自然科學(xué)基金項目”、“教師橫向科研項目”、“企業(yè)委托項目”、“社會委托項目”以及其他項目標(biāo)識。五、表格欄高不夠可增加。六、填報者須注意頁面的排版。項目名稱黃桃白蘭地的釀造工藝研究項目所屬一級學(xué)科食品科學(xué)與工程項目所屬二級學(xué)科葡萄與葡萄酒工程項目類型（√）重點項目（）一般項目項目來源ABC來源項目名稱來源項目類別√無無項目實施時間起始時間：2021年7月完成時間：2023年7月項目簡介(限100字）以黃桃為原料經(jīng)過去核、壓榨、發(fā)酵等程序，通過不同發(fā)酵形式、不同發(fā)酵菌種、不同發(fā)酵溫度、不同初始糖度得到最佳的黃桃原酒，通過優(yōu)化蒸餾工藝得到黃桃蒸餾酒，再將蒸餾酒放入橡木桶中儲存、陳釀即得到黃桃白蘭地。申請人或申請團隊姓名年級學(xué)號所在院系/專業(yè)聯(lián)系電話QQ郵箱主持人成員指導(dǎo)教師第一指導(dǎo)教師姓名李洋單位資源環(huán)境與化學(xué)學(xué)院年齡28未評級主要成果主要承擔(dān)葡萄酒工藝學(xué)、軟飲料工藝學(xué)等課程的教學(xué)工作，公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文8篇。先后指導(dǎo)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目3項（兩項結(jié)題驗收“良好”，一項在建）。2020年指導(dǎo)學(xué)生參加第九屆“挑戰(zhàn)杯”云南省大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計劃競賽并獲普通高校組優(yōu)秀獎。指導(dǎo)的學(xué)生畢業(yè)論文兩次被評為優(yōu)秀畢業(yè)論文，本人獲評優(yōu)秀畢業(yè)論文指導(dǎo)教師。第二指導(dǎo)教師姓名無單位年齡主要成果一、申請理由（包括自身具備的知識條件、自己的特長、興趣、已有的實踐創(chuàng)新成果等）在已經(jīng)學(xué)習(xí)葡萄酒化學(xué)（所含有成分物質(zhì)及相關(guān)的功效）、葡萄酒分析檢驗及實驗（各種成分的檢測如糖、酸、干浸出物的測定等）、葡萄酒工藝學(xué)（紅葡萄酒，桃紅葡萄酒，白葡萄酒的釀造工藝，特種葡萄酒的釀造，夏朗德壺式蒸餾，連續(xù)塔式蒸餾原理）等專業(yè)課程的基礎(chǔ)上不斷地進行理論積累和實驗操作，對于新型水果白蘭地的研究興趣濃厚。二、項目方案具體內(nèi)容包括：項目研究背景意義中國是世界上最早發(fā)明蒸餾器和蒸餾酒的國家。著名的中國科學(xué)史專家JosephNeedham博士曾發(fā)表論文指出白蘭地應(yīng)該首創(chuàng)于中國?！侗静菥V目》中記載，葡萄酒有“葡萄釀成酒”和“葡萄燒酒”兩種，其中葡萄燒酒就是最早的白蘭地。雖然白蘭地始創(chuàng)于中國，但是由于長期的封建統(tǒng)治嚴重阻礙了科學(xué)技術(shù)的進步，使得中國的白蘭地始終停留在原始水平上，直到1892年煙臺張裕葡萄釀酒公司成立。張裕公司的成立開創(chuàng)了我國白蘭地工業(yè)的新紀元。此后，葡萄酒工業(yè)在我國逐步發(fā)展起來，無論在釀造技術(shù)上或是在產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量上，都有了極大的提高。到了本世紀八十年代以后，各種水果白蘭地的研制和生產(chǎn)得到了長足的發(fā)展。到目前為止已經(jīng)有了紅棗白蘭地、枸杞白蘭地、荔枝白蘭地、銀杏白蘭地、橘子白蘭地、蘋果白蘭地、藍莓白蘭地、香蕉白蘭地、黑莓白蘭地、獼猴桃白蘭地等的相關(guān)報道，其中紅棗白蘭地是我國特有的白蘭地酒。早在2006年，廣東帝濃酒業(yè)就已研發(fā)出“荔枝烈酒生產(chǎn)技術(shù)”并推出“果真烈焰”荔枝烈酒。隨后，眾多廠家似乎看到了水果蒸餾酒的前景廣闊，一批水果白蘭地相繼出現(xiàn)，比如云浮華南酒莊酒業(yè)推出“十二嶺”荔枝白蘭地，河南金木瓜酒業(yè)“與君吟”、“絲路源”等木瓜原漿酒，江西南豐華夏五千年的橘子白蘭地，帝濃“果真烈焰”荔枝酒。2、項目研究目標(biāo)及主要內(nèi)容一，研究目標(biāo)在酵母菌的作用下分解果實中的可發(fā)酵性糖類生成酒精和一些其他發(fā)酵副產(chǎn)物（甘油、高級醇、酯類等）再在陳釀澄清過程中經(jīng)酯化、氧化、沉淀等作用，制成酒液清晰、色澤優(yōu)美、醇和芳香的黃桃原酒。黃桃原酒通過蒸餾，橡木桶儲藏陳釀即得到黃桃白蘭地。二，項目主要內(nèi)容（一）采用國標(biāo)規(guī)定對黃桃的常規(guī)理化指標(biāo)進行測定，利用高效液相色譜法對黃桃中的糖類組成及其含量進行測定；對黃桃的含水率，糖類組成及其含量，總酸，維生素C，氨基酸及礦質(zhì)元素進行了測定，為后期黃桃白蘭地的研究提供參考。（二）1.對黃桃白蘭地的最佳發(fā)酵菌種（五種商業(yè)化酵母）進行選擇，設(shè)置五個商業(yè)化酵母實驗組，以原白蘭地的殘?zhí)?、總酸、總酯、酒精度為指?biāo)確定最佳發(fā)酵菌種；同時利用氣相色譜法對原白蘭地酒中微量成分進行分析比較。2.在確定了發(fā)酵菌種的基礎(chǔ)上，分別記錄釀酒過程中pH值、原料配比、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間四個因素。以原白蘭地的總酸、總酯和感官評定為指標(biāo)進行分析，確定最佳發(fā)酵工藝參數(shù)。3.在前期實驗的基礎(chǔ)上，比較三種不同陳釀方式（自然陳釀、加橡木粉，加橡木塊）對原白蘭地總酸、總酯、總?cè)┑挠绊懖⒎治銎湮⒘砍煞值淖兓?。利用氣相色譜分別對黃桃白蘭地一個月陳釀、三個月陳釀、六個月陳釀進行了微量成分的測定，比較經(jīng)過不同時間陳釀后復(fù)合白蘭地主要風(fēng)味物質(zhì)及其含量差異并找出其中規(guī)律。3、項目創(chuàng)新特色概述一，本實驗以黃桃為原料探討原白蘭地釀造關(guān)鍵技術(shù)，不僅為黃桃定向技術(shù)研究和新產(chǎn)品開發(fā)提供了一定的理論依據(jù)和支持，而且為白蘭地釀造提供了一定的數(shù)據(jù)分析，為白蘭地拓寬了釀造品種，豐富了黃桃的利用途徑。二，利用本實驗室中現(xiàn)有的商業(yè)酵母菌種，從中優(yōu)選與黃桃適配性好的釀酒酵母菌株。為大工業(yè)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)白蘭地提供一定的技術(shù)理論支持。三，采用夏朗德壺式二次蒸餾工藝進行蒸餾得到原白蘭地。優(yōu)化了初蒸最佳餾酒速率，確定復(fù)蒸酒頭最佳截取量，通過對蒸餾過程中的復(fù)蒸初餾酒酒度、切酒尾酒度、餾酒速率三個參數(shù)進行優(yōu)化，確定了蒸餾參數(shù)最佳組合。四，通過檢測原白蘭地的香氣成分，在觀測到原白蘭地香氣成分中辛酸乙酯等中鏈脂肪酸乙酯含量高的基礎(chǔ)上，將中鏈脂肪酸酯作為判斷影響白蘭地質(zhì)量的影響因素之一，以期為優(yōu)質(zhì)白蘭地釀造調(diào)控、提高白蘭地香氣質(zhì)量提供一定的理論支持和參考信息。4、項目研究技術(shù)路線一，方案設(shè)計前期準(zhǔn)備確定項目名稱（黃桃白蘭地的釀造工藝研究）前期準(zhǔn)備確定項目名稱（黃桃白蘭地的釀造工藝研究）提出預(yù)設(shè)實驗方案討論，優(yōu)選最佳方案，結(jié)果預(yù)想提出預(yù)設(shè)實驗方案討論，優(yōu)選最佳方案，結(jié)果預(yù)想確定實驗方法，對確定實驗方法，對細節(jié)具體化實驗方案實施實驗方案實施2208kg的新鮮黃桃進行去核、破碎、壓榨進行酒精發(fā)酵生產(chǎn)黃桃原酒不加糖和配糖比分別為5%、10%、不加糖和配糖比分別為5%、10%、20%對酒精度及口感的影響不同的蒸餾方式：壺式蒸餾和塔式蒸餾對白蘭地香味的影響不同的發(fā)酵溫度，15-18、18-21、21-24、24-27,28-30對酒精度的影響不同的種類的釀酒酵母，WT-21、A61、A-2和A-34，以原生環(huán)境中的釀酒酵母為對照，對四種酵母進行優(yōu)選不同的發(fā)酵形式（帶肉、純汁）分別分析記錄各影響因素下酒質(zhì)最好的一組分別分析記錄各影響因素下酒質(zhì)最好的一組發(fā)酵形式、酵母菌發(fā)酵形式、酵母菌種類、最適發(fā)酵溫度、最適初始含糖量及蒸餾方式五個因素進行整合進行實施，完成黃桃白蘭地的釀造，分析確定實驗結(jié)果進行實施，完成黃桃白蘭地的釀造，分析確定實驗結(jié)果資料整理，進行論文撰寫與發(fā)表資料整理，進行論文撰寫與發(fā)表二，實驗步驟設(shè)計（一），黃桃白蘭地發(fā)酵酵母菌種優(yōu)選1.實驗材料（1）實驗材料：1號酵母，2號酵母，3號酵母，4號酵母，5號酵母，白砂糖（食品級）（2）實驗試劑：七葉苷，檸檬酸鐵，磷酸二氫鉀，七水硫酸鎂，瓊脂，鹽酸，氫氧化鈉，葡萄糖，次甲基藍，硫酸銅，酒石酸鉀鈉，甲醇，叔戊醇，葡萄糖，蛋白胨，酵母浸粉（3）實驗儀器：糖度計，pH計，發(fā)酵罐，分析天平，全玻璃蒸餾器，恒溫水浴鍋，附溫度計密度瓶，氣相色譜儀，酶標(biāo)儀2.理化指標(biāo)檢測方法和感官評價（1）理化指標(biāo)檢測方法酒精度、總酸、總糖、揮發(fā)酸含量按照GB/T15038-2006的方法測定。酒精度：密度瓶法總酸：指示劑法總糖：斐林試劑法揮發(fā)酸：指示劑法感官評價參照GB15037-2006中葡萄酒評價標(biāo)準(zhǔn)制定出評語，采用百分制計分。選取10名品酒師三級以上人員品嘗和評定，評定結(jié)果取平均值。3.實驗方法（1）制備培養(yǎng)基：七葉苷篩選培養(yǎng)基（七葉苷3g/l，檸檬酸鐵0.5g/l，氯化鈉2g/l，七水硫酸鎂0.5g/l，磷酸二氫鉀1g/l，瓊脂20g/l）；發(fā)酵培養(yǎng)基（葡萄糖2%、蛋白胨2%、酵母浸粉1%）（2）商業(yè)酵母菌株初篩：根據(jù)七葉苷能被β-葡萄糖苷酶水解為七葉苷原，七葉苷原與Fe3+反應(yīng)呈現(xiàn)棕黑色的原理，運用七葉苷半定量顯色法從商業(yè)酵母菌株中篩選出產(chǎn)β-葡萄糖苷酶較高的菌株。首先將酵母菌株活化，接種到24孔板上的七葉苷培養(yǎng)基中，控制溫度為28℃，控制培養(yǎng)時間為72ｈ，根據(jù)在孔板上的顯色結(jié)果將顏色定義為最高酶活性（深黑―＋＋＋＋‖）、高酶活性（黑―＋＋＋‖）、中酶活性（深灰―＋＋‖）、3種顯色水平。通過目測比色法從6株商業(yè)活性酵母菌株中選出產(chǎn)β-葡萄糖苷酶較高的菌株。（3）p-NPG法復(fù)篩驗證菌株：將酵母菌株活化后，在擴增培養(yǎng)基按照5％的接種量接種，將溫度控制為28℃、以180r/min的轉(zhuǎn)速擴增培養(yǎng)72h后，將擴培液按照10％的接種量接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中，控制溫度為28℃、以150r/min的轉(zhuǎn)速培養(yǎng)72h后，以8000r/min的轉(zhuǎn)速離心發(fā)酵液8min，取上清液，經(jīng)超濾去除大分子物質(zhì)，將得到的糖苷酶提取液于溫度4℃條件下保存。將200μl糖苷酶提取液、750μl檸檬酸-磷酸緩沖液（pH5.0）和250μl１mmol/lp-NPG混合，40℃水浴30min后加入1.0ml的1mol/lNa2CO3終止反應(yīng)，反應(yīng)液的吸光值使用酶標(biāo)儀測定，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算β-葡萄糖苷酶活性，并以此為依據(jù)復(fù)篩確定高產(chǎn)β葡萄糖苷酶的商業(yè)酵母菌株。黃桃白蘭地原料發(fā)酵工藝參數(shù)優(yōu)化1，實驗材料實驗材料：篩選好的菌種（至少三個),白砂糖（食用級）實驗試劑：鹽酸，氫氧化鈉，葡萄糖，次甲基藍，硫酸銅，酒石酸鉀鈉，甲醇，叔戊醇實驗儀器：發(fā)酵罐，分析天平，全玻璃蒸餾器，恒溫水浴鍋，附溫度計密度瓶，氣相色譜儀2，過程和方法在選定酵母的基礎(chǔ)上，從自流汁糖度、酵母接種量、發(fā)酵溫度三個方面進行發(fā)酵工藝的優(yōu)化，自流汁初始糖度調(diào)整不同自流汁糖度。在酵母接種量為0.2g/l、控制發(fā)酵溫度為20℃，調(diào)整自流汁糖度分別為15、17、19、21、23°Brix進行發(fā)酵實驗，得到白蘭地原料葡萄酒。綜合比較不同自流汁糖度下白蘭地原料葡萄酒的總糖、總酸、揮發(fā)酸、酒精度、pH、甲醇含量等理化指標(biāo)和感官評價,確定適宜自流汁糖度。，酵母接種量酵母菌接種量對酵母菌生長繁殖和發(fā)酵過程的發(fā)酵速率有一定的影響。調(diào)整自流汁糖度為17°Brix、控制發(fā)酵溫度為20℃，選取酵母接種量分別為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5g/L，進行發(fā)酵實驗，得到白蘭地原料葡萄酒。綜合比較不同酵母接種量下白蘭地原料葡萄酒的總糖、總酸、揮發(fā)酸、酒精度、pH、甲醇含量等理化指標(biāo)和感官評分,確定適宜酵母接種量。（3），發(fā)酵溫度溫度是影響酵母菌正常生長的因素之一。調(diào)整自流汁糖度為17°Brix、在酵母接種量0.2g/L的條件下，選取發(fā)酵溫度為16、20、24、28、32℃進行發(fā)酵實驗，得到白蘭地原料葡萄酒。綜合比較不同發(fā)酵溫度下白蘭地原料葡萄酒的總糖、總酸、揮發(fā)酸、酒精度、pH、甲醇含量等理化指標(biāo)和感官評分,確定適宜發(fā)酵溫度。（4），響應(yīng)面實驗設(shè)計根據(jù)Box-Menken的設(shè)計原理，根據(jù)單因素實驗結(jié)果設(shè)計響應(yīng)面實驗，以感官得分為響應(yīng)值進行響應(yīng)面分析，確定發(fā)酵工藝的最優(yōu)參數(shù)。參數(shù)優(yōu)化根據(jù)實驗結(jié)果做出表格以及參照GB15037-2006中葡萄酒評價標(biāo)準(zhǔn)制定出評語，采用百分制計分。選取10名品酒師三級以上人員品嘗和評定，評定結(jié)果取平均值（三）原白蘭地蒸餾工藝優(yōu)化1.實驗材料（1）.實驗材料：主要是第二步優(yōu)化后的酵母（2）.實驗試劑：甲醇，叔戊醇，氫氧化鈉，靛藍二磺酸鈉，苯酚紅，酚酞，硫酸，乙醇（3）.實驗儀器：分析天平，全玻璃蒸餾器，恒溫水浴鍋，附溫度計密度瓶，夏朗德壺式蒸餾器，蒸發(fā)皿，全玻璃回流裝置，酸式滴定管，堿式滴定管2.理化指標(biāo)檢測方法和感官評價（1）理化指標(biāo)檢測方法風(fēng)格總酸、總酯含量按照GB/T11856-2008[59]的方法測定。酒精度：密度瓶法總酸：指示劑法總糖：斐林試劑法揮發(fā)酸：指示劑法（2）感官品評參照GB15037-2006中葡萄酒評價標(biāo)準(zhǔn)制定出評語，采用百分制計分。選取10名品酒師三級以上人員品嘗和評定，評定結(jié)果取平均值3.實驗過程和方法(1)粗餾白蘭地將白蘭地原料葡萄酒泵入蒸餾釜，采用蒸汽間接對蒸餾釜加熱，將蒸餾壓力控制在0.02MPa調(diào)整冷凝水流量和蒸汽閥門控制餾酒速率2.6、3.0、3.4、3.8、4.2kg/min，以所得粗餾白蘭地酒度、甲醇、中鏈脂肪酸乙酯含量（己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯）等理化指標(biāo)和感官評價等進行綜合評價，最后確定最適的餾酒速率。(2)掐頭去尾工藝將（1）所得粗餾白蘭地進行二次蒸餾，按表下表的四種方案截取酒頭，控制酒體酒度約70%vol，通過對酒體中甲醇、中鏈脂肪酸乙酯含量（己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯）等理化指標(biāo)和感官評價等進行綜合評價，確定原白蘭地蒸餾酒頭最佳截取量。酒頭截取方案方案酒頭截取量1不截取2按入料體積的1%3按入料體積的2%4按入料體積的3%5按入料體積的4%(3)復(fù)蒸初餾酒酒度將粗餾酒調(diào)整酒度為24、26、28、30、32%vol，控制蒸餾壓力控制為0.02MPa，控制餾酒速率3.0kg/min，按入料體積的2%的量截取酒頭，餾出酒度約為55%vol開始收集酒尾。以蒸餾所得酒體的總酸、總酯、甲醇、酒精度、中鏈脂肪酸乙酯含量（己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯）和感官評分為評價指標(biāo)確定最適的復(fù)蒸初餾酒酒度。(4)切酒尾酒度將粗餾酒調(diào)整酒度為30%vol，控制蒸餾壓力控制為0.02MPa，控制餾酒速率3.0kg/min，按入料體積的2%的量截取酒頭，切酒尾酒度控制在58、56、54、52、50%vol。以蒸餾所得酒體的總酸、總酯、甲醇、酒精度、中鏈脂肪酸乙酯含量（己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯）和感官評分為評價指標(biāo)確定最適的切酒尾酒度。(5)餾酒速率將粗餾酒調(diào)整酒度為30%vol，控制蒸餾壓力控制為0.02MPa，控制餾酒速率為2.6、2.8、3.0、3.2、3.4kg/min，按按入料體積的2%的量截取酒頭，截取酒體酒度為70%vol。以蒸餾所得酒體的總酸、總酯、甲醇、酒精度、中鏈脂肪酸乙酯含量（己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯）和感官評分為評價指標(biāo)確定最適的餾酒速率。（6）響應(yīng)面分析根據(jù)Box-Menken的設(shè)計原理，根據(jù)單因素實驗結(jié)果設(shè)計響應(yīng)面實驗，以感官得分為響應(yīng)值進行響應(yīng)面分析，確定蒸餾工藝的最優(yōu)參數(shù)。4.理化指標(biāo)測定與感官評定酒精度采用密度瓶法測定；糖度采用手持糖度儀測定；pH值采用酸度計測定。參照NY/T1508—2017《綠色食品果酒》、GB/T15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》，以外觀、香氣、滋味、典型性作為指標(biāo)制定感官評分細則由20人組成的感官評定小組進行評定，取其分值平均值作為評定結(jié)果。研究進度安排及分工1.研究進度安排（1）2021年7月到12月：文獻查詢，資料收集整理；

（2）2022年1月到3月：討論及最終確定實驗方案；

（3）2022年4月到2023年1月月：實驗的進行；

（4）2023年2月到2023年5月：實驗結(jié)果的整理分析；

（5）2023年6月到7月：論文撰寫，結(jié)題。2.項目組成員分工楊平葡萄與葡萄酒工程專業(yè)，進行前期的材料準(zhǔn)備段麗姍葡萄與葡萄酒工程專業(yè)，黃桃果酒的生產(chǎn)工藝馬悅葡萄與葡萄酒工程專業(yè)，文獻查找李紹洪葡萄與葡萄酒工程專