红枣发酵酒的研究

红枣发酵酒的研究

红枣是中国的传统果。由于其丰富的养分和保健成分，它已成为国内外的著名零食。近年来随国家退耕还林政策的实施,枣树在黄河流域作为生态和经济兼用树种,栽培面积和红枣产量急剧增加,2000年红枣栽培面积近33万ha,年产红枣量11亿kg,占全世界红枣总产量的95%。红枣的深加工增值技术研究已成为红枣产业化亟需解决的问题。红枣酒是以红枣为原料经过发酵生产的一种新型果酒。红枣较其它水果酿酒具有独特优势。其一,红枣含有的可发酵性糖是葡萄、苹果等水果的3～4倍,可生产高酒度的果酒;此外,红枣中的多糖、芦丁等功能成分经过发酵进一步溶解,可提高红枣酒营养价值,但有关这方面的研究尚未见报道。本文通过研究红枣发酵酒加工工艺,以期为工业化大规模生产红枣酒提供理论依据。1材料和方法1.1ellipsioceeus和k氏酵母菌生长特性红枣:陕西省佳县油枣,2000年10月15日采摘;发酵菌种:葡萄酒酵母菌(Saccharomycesellipsoideus)、椭圆啤酒酵母菌(S.cerevisiaevar.)、小椭圆啤酒酵母菌(S.cerevisiaevar.)、粟酒裂殖酵母菌(S.pombalinda)和K氏酵母菌(S.cerevisiae);果胶酶(瑞士产);麦芽汁培养基。1.2仪器与检测方法发酵罐(自制)、灭菌锅(上海)、无菌操作台(江苏)、恒温培养箱(上海)、手持糖量计(上海)、天平(德国)、旋转薄膜蒸发仪(上海)、3398A型气相色谱仪(惠普)、722分光光度计(上海)和低速离心机(重庆)。1.3测试方法1.3.1红枣汁的提取、发酵、接种工艺流程:红枣→清洗→破碎→提汁→糖酸调整→杀菌→添加SO2→接种发酵→主发酵→酒渣分离→后发酵→澄清→调配→巴氏杀菌→包装。文中没有特别指出的情况下,按如下操作要点进行:(1)干红枣(60℃热风烘干、含水量约38%)经过挑选、剔除霉烂、变质果实后,用粉碎机将红枣破碎,95℃热水提汁(先加枣重5倍的水,提汁,然后再往渣中加干枣重3倍水提汁),两次提取的汁液合并;若用鲜枣,其加水量依据原料含水量而定。(2)测定红枣汁含糖量和酸度,分别用蔗糖和柠檬酸调整糖度至可溶性固形物(SSC)20%、酸度7g·L-1(以硫酸计)。(3)红枣汁100℃杀菌15min,冷却,添加NaHSO3,接入3%葡萄酒酵母菌种。菌种的活化步骤为:酵母菌→→麦芽汁斜面菌种−→48h→48h麦芽汁三角瓶培养−→24h→24h含SSC5%的红枣汁培养−→24h→24h接种。(4)主发酵温度21～25℃,时间10d左右,待发酵结束后,分离酒中沉淀物,并换罐,将酒盛放于橡木桶中,装满陈酿,期间换桶2次,每次换桶后用陈酿酒将桶补满。(5)红枣酒陈酿约6个月后,澄清、过滤、巴氏杀菌、装瓶。1.3.2色值的测定方法可溶性固形物(SSC)测定:手持折光仪法;还原糖测定:斐林试剂法;酒度测定:酒精比重计法;甲醇测定:气相色谱法;杂醇油(异丁醇和戊醇)测定:气相色谱法;色值测定:用分光光度计在425nm测定吸光值,吸光值即为色值;透光率测定:用分光光度计在635nm测定。2结果与分析2.1红枣的发酵酒色用鲜枣、经60℃热风烘干含水量约38%的干枣和经80℃长时间干制、部分果肉已碳化的半焦枣进行试验。将枣提汁30min后,调整SSC至20%,接种发酵,结果见表1。表1表明,用鲜枣和烘干枣发酵枣酒,其发酵时间、生成酒的酒度、甲醇、戊醇及乙酸乙酯的含量基本相同,但色泽和异丁醇的生成差异较大(P<0.05)。用鲜枣发酵,酒色泽呈浅黄色,而用烘干枣发酵的呈红色,其异丁醇含量较高。与鲜枣和烘干枣相比,半焦枣发酵速度缓慢,主发酵时间延长,酒度是鲜枣的一半;杂醇油异丁醇和戊醇虽然生成量相差不大,但从生成的酒度与杂醇油对比考虑,杂醇油的含量相对较高;另外,半焦枣发酵酒色值较大,色泽为黑色。表明红枣过度烘干对酒的发酵有抑制作用,可促进杂醇油的生成和色泽的加深。因此,用于红枣酒发酵的原料不宜烘干过度。2.2酶解提汁与热水提汁发酵酒工艺对比干枣破碎后,采用0.3%的果浆酶和热水2种方法分别于40和95℃下提取红枣汁6h和30min,结束后过滤除渣,汁液调整SSC至20%,接种发酵,结果见表2。从表2可知,酶解提汁与热水提汁相比,酶解大大提高了枣汁中的还原糖含量,有利于发酵,但发酵后甲醇含量很高,达热水提汁的8倍多,表明酶解可促进红枣酒中甲醇的生成。据报道,果酒中甲醇主要来源于原料,本试验再次证实了这一点,即红枣中含有丰富的果胶质,酶解可使果胶分解,形成更多的甲氧基,进一步形成甲醇。用热水提取的枣汁发酵酒,杂醇油中戊醇含量相对较高,色值高于酶解提汁,且呈悦人的红色,因为加热可促进枣汁的褐变。除此之外,酶解提汁与热水提汁发酵酒的酒度、主发酵期均相似。综合试验结果,用于枣酒生产的红枣汁提取以酶解和热处理相结合为宜。2.3添加蔗糖和葡萄糖发酵发酵过程中还原糖含量的变化干枣提汁后得SSC为8%～9%的清汁,取清汁分别进行下列处理:(1)清汁直接接种发酵;(2)清汁经真空浓缩至SSC20%后,接种发酵;(3)清汁加蔗糖至SSC20%后,接种发酵;(4)清汁加葡萄糖至SSC20%后,接种发酵,试验结果见图1、图2和表3。从图1可知,随发酵时间延长,可发酵性还原糖含量逐渐下降,但下降的速率不同,浓缩汁下降速率最快,发酵7d后基本结束;添加蔗糖的发酵液在主发酵前期还原糖含量增加,以后逐渐下降,增加的原因可能是酵母作用的结果;添加葡萄糖的发酵液发酵前还原糖含量最高,在整个发酵过程中都呈下降趋势。主发酵结束后,浓缩汁还原糖残留量相对较低。从图2可知,4种发酵液主发酵结束后酒度不尽相同,因8%清汁本身含可发酵性糖低,故其酒度也低,只有4%;其它3种相比,浓缩汁最高,达11%,葡萄糖和蔗糖相差不大;从表3可知,用浓缩汁发酵的红枣酒,酒度、甲醇、乙酸乙酯和色值均高于添加蔗糖和葡萄糖发酵的。酒度、乙酸乙酯和色值的增加对红枣酒有利,甲醇的增加却是不利的,但其值远低于国家有关卫生标准。添加蔗糖和葡萄糖发酵的酒杂醇油比浓缩汁高,差异显著。综上分析,用红枣浓缩汁发酵的枣酒比添加蔗糖和葡萄糖的效果好,葡萄糖与蔗糖相比,发酵效果相差不大。2.4酒精发酵对枣酒品质的影响2.4.1不同酒精发酵菌种对红枣酒酒度的影响将干红枣提汁后,调整SSC至20%,接入经活化的不同菌种发酵(表4)。从表4可知,用5种酵母菌发酵的红枣酒,甲醇和乙酸乙酯含量相近;用葡萄酒酵母菌发酵,生成的酒度最高,杂醇油异丁醇和戊醇含量最低;用粟酒裂殖酵母菌和小椭圆啤酒酵母菌发酵,异丁醇含量最高;用椭圆啤酒酵母菌发酵,戊醇含量最高。说明不同的酒精发酵菌种影响红枣酒的最终酒度和杂醇油的含量。本试验结果表明,葡萄酒酵母菌较其它4种酵母菌更适于红枣酒发酵。2.4.2接种量对还原糖的影响将干枣提汁,调整SSC至20%,接入经活化的葡萄酒酵母菌发酵,结果见图3和图4。从图3可知,发酵前期,发酵液中还原糖含量迅速增加,随后逐渐下降。1%酵母菌接种量与3%和5%相比,发酵缓慢,发酵期延长,最终残留的还原糖较高;3%和5%接种量相比,还原糖变化完全相同。从图4可知,1%的接种量发酵生成的酒度低于3%和5%的;3%和5%接种量生成的酒度基本相同。另外试验发现,1%接种量发酵红枣汁时,在发酵前期若卫生条件较差,在发酵液表面极易生长醋膜,导致发酵液败坏。综上分析,酵母菌接种量以3%为宜,1%延迟发酵期,发酵缓慢,5%用量过大。2.5so2添加量在果酒生产中,添加SO2的主要作用是抑制杂菌污染发酵液。但是,过量添加SO2将使发酵受到抑制或停止,果酒风味下降。本试验在枣汁发酵中添加不同浓度的NaHSO3,观察硫对红枣酒发酵的影响,结果见图5。从图5可知,SO2添加量越大,开始发酵的时间、即起发时间越迟。添加160mg·L-1SO2的比不添加的推迟8d左右,但是,SO2添加量对发酵最终酒度影响不大。笔者认为,酵母菌耐受SO2的能力有一个极限值,超过极限值,生长缓慢,发酵终止,只有SO2通过挥发或与其它物质结合,浓度降至极限值以下,才开始逐渐发酵。另外,本试验还测定了在主发酵结束后的发酵酸度,不添加SO2发酵的红枣酒酸度高达21.23g·L-1,而添加SO2的酸度相近,如添加40mg·L-1SO2的酒酸度为8.10g·L-1,含酸量的增大说明产酸菌在酒中滋生。因此,从发酵时间、产酸量等综合考虑,红枣发酵液添加40mg·L-1SO2即可满足正常发酵。2.6发酵温度对还原糖残留量的影响干红枣提汁30min后,滤液调整SSC至20%,接种后,在不同温度下发酵,结果见表5和图6。从表5和图6可知,在16～20℃下发酵,主发酵期长,发酵缓慢,最终产生的酒度低,酒中还原糖残留量高,表明是不完全发酵;温度在26～30℃下发酵,虽然发酵期短,还原糖残留量低,但是酒度不高,且甲醇和杂醇油的生成量都很高,说明发酵温度过高,发酵速度过快,造成糖的“空耗”,促进甲醇和杂醇油的生成;另外,试验发现,温度越高,发酵后的红枣酒苦味越重,色泽褐变严重,这可能是高温条件下产生更多副产物的结果。在21～25℃之间发酵,从发酵期长短、酒度、甲醇和杂醇油的生成考虑都比较适中。故红枣发酵酒的主发酵温度应在21～25℃为宜。2.7陈特殊发酵期红枣酒质量主发酵结束后,过滤除去沉淀物,将红枣酒盛放于不同容器中陈酿半年,期间换桶2次,除去酒脚,每次用陈酿酒将容器添满,贮酒温度10～15℃,观察酒的变化,结果见表6。从表6可知,红枣酒经过陈酿后,酒度、乙酸乙酯、色值都比陈酿前不同程度的升高,而甲醇和杂醇油呈下降趋势,说明陈酿对提高红枣酒质量有利。3种容器陈酿效果相比,橡木桶更利于红枣酒的陈酿。2.8工艺澄清后红枣酒质陈酿后的红枣酒,须经过澄清处理方可包装。试验选用果酒常用的澄清方法和澄清剂处理红枣酒,除0℃澄清外,其它处理均在室温下进行,然后用离心机分离沉淀物,结果见表7。从表7可知,用4.5%的硅藻土或1%的皂土澄清红枣酒,透光率较其它方法澄清的高,但用皂土处理的红枣酒,其酒度和SSC与对照相比,损失率较大,这可能是皂土强吸附作用的结果;红枣酒在0℃自然澄清,虽然其透光率、酒度和SSC相对较高,但试验发现,用0℃澄清的酒包装后,生物稳定性较硅藻土处理的差。故红枣酒的澄清可用4.5%的硅藻土过滤澄清。3红枣酒的色泽及控制措施因红枣含水量低,干物质含量远高于葡萄、苹果等,红枣酒生产不同于葡萄酒等可直接压榨取汁,必须加水提汁,给生产增加了更复杂的工序。另外,红枣缺乏单宁等多酚类物质,不如葡萄、苹果等拥有浓郁的果香,所以酿造的酒无特色,酒体滞重,缺乏酒香。同其它酒一样,红枣酒的质量主要表现在色、香、味、体4个方面,取决于原料和发酵工艺。笔者认为,红枣酒的最终色泽应呈鲜红色,但它在整个发酵中最不稳定,不易控制。影响枣酒色泽的因素颇多,如发酵原料的干制程度、提汁温度与时间、发酵温度、陈酿时间、澄清方法、杀菌工艺等,若控制不当,均使酒的色泽过浅或过深,酒的质量下降;果酒的香气由果香、发酵香和陈酿香3部分组成。因红枣,尤其是干制枣缺乏特有枣香,致使酿制酒香气不足。从试验中发现,使用浓缩汁、接种产酯多的酵母菌及延长陈酿时间均可弥补香气不足。笔者认为,陈酿是改善红枣酒香气不足的主要方法之一,因红枣富含果胶、氨基酸、矿物质等,而这些物质是红枣酒形成过多的甲醇和