响应面法优化冬季梨茶发酵酒工艺

响应面法优化冬季梨茶发酵酒工艺

茶酒是以茶为原料，以各种品尝酒精的总称。茶作为世界三大无醇饮料之一,含有多种营养成分及功能因子,其中茶多酚为茶叶的主要功能性成分,占干物质总量的20%~30%,具有消炎抑菌、降低血脂、降血糖、降血压、抗衰老、抗辐射、防癌等作用本研究以市售特级日照茶、皇冠梨为主要原料,通过向浸提的茶汤中加入鲜榨雪梨汁,接种酵母菌发酵,制得具有茶香、口感爽净、富含茶多酚的发酵酒。同时,雪梨绿茶发酵酒的生产提高了茶叶的工业附加值,为茶叶资源的深加工提供有效的解决方案。将茶和酒有机结合起来的茶酒研制顺应了我国酒类向“低度、营养、低粮耗、高质量”的发展方向,对于充分利用茶叶资源,提高茶农收入,拓宽酒类产业,丰富茶叶和酒产品的种类起到了积极作用,同时增加了市场的酒类品种,满足了消费要求,具有广阔的前景。特级日照茶、皇冠梨、优质白砂糖均为市售。果酒专用酵母:安琪酵母股份有限公司;发酵助剂:烟台帝伯仕商贸有限公司;单宁:烟台帝伯仕商贸有限公司。1.2试剂食用柠檬酸、明胶、鸡蛋清粉均为食品添加剂。皂土、磷酸二氢钾、酒石酸钾钠、硫酸亚铁、磷酸氢二钠等均为分析纯。1.3精密ph测试仪器JYZ-D525型九阳榨汁机:九阳股份有限公司;JJ600型电子天平:常熟市双杰测试仪器厂;雷磁PHS-3C精密pH计:上海精密科学仪器有限公司;C21-SN216多功能电磁炉:广东美的生活电器制造有限公司等。1.4测试方法1.4.1发酵过程包括雪利绿茶的发酵过程1.4.2发酵、制备茶酒发酵雪梨汁制备:将市售雪梨洗净、削皮、切块,放入榨汁机榨汁,同时加入适量食品级柠檬酸防止雪梨褐变。用120目试验筛过滤制得雪梨汁,备用。酵母活化:取适量果酒酵母放入雪梨汁中,在28℃条件下放置20min至酵母液起泡,即完成活化。绿茶茶汤制备:取适量绿茶,按比例加入纯净水,煮至沸腾后保温10min。10min后立即用100目试验筛过滤,得茶汤放凉备用。装瓶:在绿茶茶汤中加入一定量的酵母液、雪梨汁、白砂糖、单宁、发酵助剂等,混匀后装入发酵容器中,保鲜膜封口,外层包裹4层纱布。1.4.3单因素试验设计1.4.3.单因素实验分别选取茶水比(g/mL)、白砂糖添加量(%)、雪梨汁添加量(%)及果酒酵母添加量(%)为因素,以茶多酚含量、酒度、残留可溶性固形物含量、色度等为测定指标,进行单因素实验。1.4.3.初始ph值对雪梨绿茶发酵酒品质的影响在茶水比(g/mL)为1∶125的绿茶茶汤中,添加0.01%的果酒酵母、20%的白砂糖、20%的雪梨汁,分别调节待发酵液的初始pH值为3.0、3.4、3.8、4.2、4.8,28℃条件下发酵8d,主发酵结束后对雪梨绿茶发酵酒进行感官评定,并测定其茶多酚含量、酒度、残留可溶性固形物含量、色度等指标。1.4.3.茶发酵酒的制备在室温下,取一定量的酒液,选用配制好的3种澄清剂对雪梨绿茶发酵酒进行处理,充分振荡摇匀后,封口静置2d,待沉淀结实后,取上清液过滤,然后测定酒液的色调、透光率、茶多酚含量、酒度等值。通过透光率、色度和理化指标来确定最佳的澄清剂。1.4.4响应面上的试验设计在单因素试验基础上,以雪梨绿茶发酵酒感官评分(Y,分)作为响应值,根据Box-Benhnken的中心组合实验设计原理1.5色度的测定酒精度的测定:酒精计法茶多酚的测定:GB/T21733—2008附录A法。色调的测定:取适量经过滤的酒液,用紫外可见分光光度计,在520nm下用1cm比色杯测定吸光值,蒸馏水做空白对照。色度的测定:取适量经过滤的酒液,用紫外可见分光光度计,在420nm下用1cm比色杯测定吸光值,蒸馏水做空白对照。透光率的测定:在680nm下,用紫外可见分光光度计测定吸光度(AT(%)=101.6感官评定标准随机选取10名评品人员,对产品根据具体的感官评分标准进行感官评定,每个试样评分2次,确定无误后,其算术平均值即为该试样的得分。具体评分项目包括香气(30分)、色泽(30分)和组织状态(40分)。感官评定指标见表2。2结果与分析2.1雪梨绿茶发酵酒茶酒的感官评分对茶水比对雪梨绿茶发酵酒感官质量影响进行分析,其评分结果见图1。不同茶水比例下雪梨绿茶发酵酒理化指标的检测结果见表3。由图1可知:茶水比为1∶125时,雪梨绿茶发酵酒的感官评分最高,为79分,此时茶香和酒香较浓郁,酒体协调爽口;茶水比为1∶75时,雪梨绿茶发酵酒茶味浓厚,口味偏苦;茶水比为1∶100时,茶味较浓厚,味道偏酸苦;而茶水比为1∶100时,茶酒茶味不足。故选择茶水比1∶125。由表3可知,随着茶水比的增加,茶多酚含量逐渐下降。茶水比为1∶75时,由于浓度过高,使酵母的生长受到了抑制,生成的酒度较低。茶水比为1∶150和1∶175时,由于茶汤浓度过低,无论在酒度、色泽还是风味上,都远远不及茶水比为1∶125时的试样。2.2初始糖度过低,酒精度不高图2为白砂糖添加量对雪梨绿茶发酵酒感官质量影响的评分结果。不同白砂糖添加量下雪梨绿茶发酵酒理化指标的检测分析结果见表4。由图2可知,白砂糖添加量为20%时,雪梨绿茶发酵酒的感官评分最高,为83分,此时茶酒香气良好,口味醇厚爽口。雪梨绿茶发酵酒的酒精度与初始糖度有关。初始糖度过低,发酵结束后的酒精度不高,达不到产品要求。白砂糖添加量过多,会抑制酵母菌的生长,白砂糖添加量为25%、30%时,感官评分为76分、72分。果酒酵母将糖分转化为酒精,在雪梨绿茶发酵酒中SSC主要为糖分,因此,SSC对发酵结束后的酒精度有直接影响。由表4可以看出,白砂糖添加量为20%时,雪梨绿茶发酵酒的质量最好。含糖量低,则酒度低,达不到茶酒产品要求。白砂糖添加量高,SSC高,且在高渗透压下酵母菌的代谢活动会受到抑制,所以较适宜的白砂糖添加量为20%。2.3雪梨汁添加量对感官评分的影响对雪梨汁添加量对雪梨绿茶发酵酒感官质量影响进行分析,其评分结果见图3;对不同雪梨汁添加量下雪梨绿茶发酵酒理化指标进行分析,其检测结果见表5。由图3可知,随着雪梨汁添加量的增加,感官评分先逐渐升高后下降。当雪梨汁添加量为25%时,感官评分最高,为82分;雪梨汁添加量为30%时,酒体略浑,酒味偏酸,感官评分最低,为71分。由表5可以看出:雪梨汁添加量为10%、15%时,雪梨绿茶发酵酒色度、色调相对较低,色泽相对较浅;雪梨汁添加量为25%时,雪梨绿茶发酵酒色泽澄清透明,酒精度高;雪梨汁添加量为30%时,色度、色调较高,酒精度低,可能是雪梨汁中相对较多的有机酸在一定程度上抑制了果酒酵母的发酵。所以较适宜的雪梨汁添加量为25%。2.4不同果酒酵母接菌量发酵茶酒的感官评分图4为果酒酵母接菌量对雪梨绿茶发酵酒感官质量影响的评分结果;表6为不同果酒酵母接菌量茶酒发酵的理化指标的检测结果。由图4可知,果酒酵母接菌量为0.02%时,茶酒的感官评分最高,为83分。随着果酒酵母接菌量的增加,发酵后的茶酒有酸败的味道,感官评分逐渐降低。在雪梨绿茶发酵酒发酵过程中,随着果酒酵母接种量的增加,白砂糖被充分降解,生成的酒精增加,产酒速度也快。但接种量过大时,营养物质消耗迅速,代谢副产物累积多,抑制了菌体的代谢,酒度反而下降。当果酒酵母接种量为0.01%时,发酵速度缓慢,且发酵不彻底;接种量为0.04%和0.05%时,发酵结束后的雪梨绿茶发酵酒质量不高;果酒酵母添加量为0.02%时,发酵较平稳,雪梨绿茶发酵酒质量较好。2.5初始ph值对雪梨绿茶发酵酒品质的影响图5为初始pH值对雪梨绿茶发酵酒感官质量影响的评分结果;表7为不同初始pH值下雪梨绿茶发酵酒理化指标的检测结果。由图5可知,初始pH值为4.2时,雪梨绿茶发酵酒感官评分最高,为79分,此时茶酒香良好协调。初始pH值为4.6时,色泽稍浑,茶酒香味不足。由表7可以看出:酵母菌在pH值为3.0、3.4、3.8时,即在偏酸性条件下,果酒酵母发酵受到一定抑制,发酵速度减慢,酒精度不高;在pH4.2时,酒精度最高,为9.5%vol;在pH4.6时,雪梨绿茶发酵酒的色泽稍浑,且口感不够绵柔。2.6反应分析在应用中的结果根据Box-Benhnken设计方案进行响应面试验,所得结果见表8。2.6.1回归模型的建立及显著性分析采用Design-Expert8.0.5b软件对试验数据进行多元回归拟合,得到感官评价(Y)对白砂糖添加量(X式中,白砂糖添加量、雪梨汁添加量、果酒酵母接菌量、茶水比在分析中均经过线性编码处理,分别对应X2.6.2模型回归模型系数的显著性检验通过P值检验其显著性(表9),当P<0.05时表明模型高度显著,说明模型是有效的。由表9可知:方程的模型显著性P<0.0001,极度显著,则模型有意义;失拟差为0.9527>0.05,不显著,即模型与实验值的差异较小。模型校正决定系数R对本实验回归模型系数的显著性进行检验,所得结果见表10。由表10可知,雪梨汁添加量(P<0.01)对雪梨绿茶发酵酒感官评分的影响高度显著,果酒酵母接种量(P<0.01)对雪梨绿茶发酵酒感官评分的影响高度显著,雪梨汁添加量和果酒酵母接种量对雪梨绿茶发酵酒感官评分交互作用影响高度显著(P<0.01),果酒酵母接种量和茶水比对雪梨绿茶发酵酒感官评分交互作用影响极显著(P<0.001)。2.6.3响应面值分析如果响应曲面坡度相对平缓,说明响应值可以忍受处理条件的变异,而不影响其大小;如果坡度非常陡峭,说明响应值对于处理条件改变非常敏感由图6可知:在果酒酵母接菌量(X由图7可知:在雪梨汁添加量(X由图8可知:在雪梨汁添加量(X由图9可知:当白砂糖添加量(X由图10可知:在白砂糖添加量(X由图11可知:在白砂糖添加量(X2.6.4雪梨汁添加量的确定采用Design-Expert8.0.5b软件分析回归模型,得出绿茶酒的最优生产工艺参数:白砂糖添加量为19.97%,雪梨汁添加量为22.94%,接菌量为0.02%,茶水比为1∶125.13,感官评分的预测值为80.8387分。但考虑到实际的操作便利,将工艺修正为:白砂糖添加量为20%,雪梨汁添加量为23%,接菌量为0.02%,茶水比为1∶125。此条件下实际分值为83分,误差为2.67%,说明通过响应面得到最优参数的方法是可行的,并且具有一定的指导意义。3雪梨绿茶发酵酒发酵工艺研究以绿茶、皇冠梨为原料,通过加入果酒酵母进行发酵制取雪梨绿茶发酵酒,所得酒液色泽澄清、透明,滋味醇厚。通过实验分析得出雪梨绿茶发酵酒优化工艺参数为:果酒酵母接种量0.02%,白砂糖添加量20%,雪梨汁添加量23%,茶水比为1g∶125mL,主发酵时间7d,雪梨绿茶发酵酒发酵效果最佳,酒精度为10.0%vol。研究确定了雪梨绿茶发酵酒的工艺