红树莓干酒发酵工艺的研究

红树莓干酒发酵工艺的研究

红棚盆属于蔷薇科浆果。果实柔软多汁，色泽舒适，口感独特。它是一种具有重要生物学功能和营养价值的水果。红树莓果实中富含抗癌物质鞣化酸、大量天然植物SOD(超氧化物歧化酶)、红树莓酮、水杨酸(天然阿司匹林)和许多常见氨基酸,尤其是γ-氨基酸等,具有养颜美容、抗癌、抗衰老和防止心血管疾病等保健功效。红树莓果实含糖量可达10%,主要是人体易吸收的葡萄糖和果糖,有机酸含量超过2%,主要是柠檬酸和苹果酸。同时果实中还含有多种对人体有益的微量元素、花青素(含量为300~600mg/g鲜果)和黄酮等抗心血管病的成分,被现代人誉为“黄金水果”[1、2]。红树莓不用添加任何色素,就可以酿成色彩艳丽诱人的纯天然红树莓干酒,红树莓干酒能够传承红树莓富含天然植物SOD、VE、天然覆盆子酮、水杨酸等品质和精华,为人们提供高贵的干酒,市场前景良好,经济效益可观,有开发的价值。现阶段红树莓干酒研制主要集中在甜酒方面,为了改善红树莓果汁较酸的口感,不得不在发酵过程中和产品调配过程中添加大量的糖或蜂蜜来改善产品质量。关于干酒研制方面的文章和专利较少,发酵工艺和技术还不够成熟尚不能实现产业化。因此针对红树莓特点,开展红树莓干酒发酵工艺研究具有重要的理论和应用价值。目前对红树莓干酒发酵工艺优化的研究还存在很多问题:(1)由于红树莓果实中存在一些有机酸,导致酿制的干酒酸度过高影响了干酒品质。(2)由于酸度过高,发酵菌种耐酸性低,发酵过程受到抑制影响干酒的品质。(3)常规酿制干酒的温度一般控制在20℃~30℃之间,但对于红树莓干酒温度控制在这个范围内却达不到理想的效果。(4)由于一直找不到合适的红树莓干酒酿造工艺参数,导致后期的调配工作也受到影响,干酒的酸度过高,口感不佳。综上所述,针对我国红树莓产业发展需要和红树莓果实不耐储存,果汁酸度过高的特点,适时开展红树莓干酒发酵优良菌种选育和发酵工艺研究,不仅为树莓果酒研制奠定了理论基础,而且促进红树莓深加工产业发展,提升树莓深加工产品的附加值,必将带来可观的经济效益,对填补我国在红树莓干酒产品方面的空白具有重要的意义。1材料和主要设备1.1发酵母菌s.cedrisiensiew1.2选择细菌培养基的制备1.3白砂糖和亚硫酸钠ar红树莓(产自沈阳新大地公司,品种为中林24号红莓);白砂糖(食用、市售);酒石酸钾;亚硫酸(AR,含SO26%);果胶酶(诺维信Novozymes公司生产的PectinexBEXXL果胶酶)。1.4设备2斐林总糖酸度的测定酒精度测定:GB/T15038-05蒸馏比重法;总酸(柠檬酸计):GB/T15038-05酸碱中和滴定法;挥发酸:GB/T15038-05蒸馏酸碱中和滴定;总糖、还原糖测定:GB/T15038-05斐林试剂滴定法;糖度:手持糖度仪;pH:pHS-2型酸度计;澄清度测定:采用比色法,722S分光光度计于630~660nm处检测干酒的透光率;原酒风味:感官鉴定法。3红棚干酒的制备工艺3.1红树莓干酒发酵工艺筛选培养基中放入指定的8种酵母菌,在25~28℃条件下培养1~2d,将活化好的酵母菌按接菌量为果汁量的5%加入到发酵液中,整个过程完全按照红树莓干酒的酿造工艺进行发酵。最后根据测定理化指标:酒精转化率、残糖含量和风味等感官指标来判定最适合的菌种。3.2.1亚硫酸浓度的确定选用充分成熟的无病虫害及无霉烂变质的红树莓作为原料,用流动水稍漂洗或不洗并除去附带枝叶,用榨汁机破碎后得到红树莓原汁。为了防止果汁被微生物感染须立即向原汁添加亚硫酸,终质量浓度为0.05mg/L,0.08mg/L,0.11mg/L,亚硫酸浓度梯度重复3次。为了增强澄清效果和提高出汁率,向果汁中添加果胶酶,添加量为每100mL加0.05mg,并于45℃水浴保温2h。3.2.2糖质糖添加量的确定红树莓原汁含糖质量分数一般为6%~10%,若仅用红树莓原汁发酵则酒度较低。本试验采用一次加糖法添加白砂糖,使含糖质量分数分别达到18%、20%、22%,每个质量分数梯度重复3次。红树莓原汁的pH在3.0左右,由于过高的酸度不利于酵母的生长,所以分别添加一定量的酒石酸钾(0.5mol/L)来中和酸度,调整过后酒醪液的含酸量分别为6.5g/L、7.0g/L、7.5g/L。3.2.3密闭式发酵将8株菌放在25~28℃下培养48h左右进行活化,将活化好的菌液加入到树莓果汁中进行密闭式发酵,设置发酵液温度梯度为:控制在16℃、18℃、20℃,发酵时间7~12d。定期测定发酵液中总糖、总酸及酒精含量。3.2.4密封、密封主发酵结束后,采用虹吸方法将上层酒液转移到另一洁净的容器中,注满,尽量减少酒与空气的接触,防止氧化,用玻璃管橡皮塞水封法密闭后发酵。发酵温度为14℃,发酵时间为12~16d。3.2.5陈、卓、配花发酵好的酒液,在10℃的贮藏条件下陈酿2~3个月。陈酿结束后按工艺要求用适量红树莓浓缩果汁、蜂蜜和酒精调整酒体的酒度、糖度与酸度。3.2.6复合澄清试验明胶-丹宁澄清法:以明胶溶液(0.4g明胶溶于100mL温水中即得4mg/mL)和一定比例的单宁溶液(0.4g单宁溶于100mL水中即得4mg/mL)混合进行澄清处理,各取两种溶液按照比例配成复合溶液:0.25∶3.25(体积比),然后将复合溶液添加到100mL原干酒中进行澄清试验。3.2.7装瓶、消毒、产品红树莓干酒装瓶后置于70℃条件下杀菌10~15min后取出冷却即得成品。4干酒品评标准表依据干酒品质评定惯例,采用综合评分法。主要对红树莓干酒的酒精度、总糖度、澄清度、色泽、亮度、滋气味、回味及风格等因素,综合考虑,给出正确评价,满分以100分计,请10名具有干酒品评经验的专业人员品尝鉴评后打分,最终结果则以其平均值定[8、9]。5正交试验的设计为确定最佳发酵条件,根据前期实验结果和研究资料[10、12]分别选择影响成品干酒风味最大的四个因素来做正交试验:发酵温度、糖度、亚硫酸质量浓度和酒醪含酸量,选用这四种因素为影响因子每个因子设3种水平进行正交试验,且每个水平重复3次试验,以感官综合评定为标准,因素和水平如表1所示。6结果与讨论6.1红树莓干酒的发酵工艺按照3.3的发酵工艺,分别用酵母菌Y241,Y235,Y159,Y254,Y164,Y232,Y94,Y238酿造红树莓干酒,酵母的残糖量、产酒精的量和感官评价如表2所示。通过表2可以看出,Y164菌株酿造的干酒品位醇厚果香浓郁,酒体澄清透明是酿造红树莓干酒的最佳选择。Y235菌株酿造的干酒虽然品位醇厚果香浓郁,但是略有一点涩味不够理想。其余的六株菌株酿酒都有其不足之处,影响了红树莓干酒的品质,不宜被本试验选中。6.2红树莓干酒发酵工艺的正交试验结果利用筛选出的较适宜发酵菌株Y164进行全汁发酵,发酵7d后,分离转罐,取上清酒液进行感官评价,对实验数据进行统计分析,优化参数。综合感官指标评分得到的结果如表3,对结果进行极差分析。通过极差分析可以看出,影响红树莓干酒综合感官的因素主次顺序为主发酵温度、酒醪的含酸量、初始糖质量浓度最后是添加亚硫酸的浓度,即B>A>C>D(表3)。本实验以综合感官指标评定分数最高为最佳工艺,由此得到发酵工艺最佳组合为A2B2C3D2,即主发酵温度为18℃,酒醪的含酸量7.0g/L,初始糖质量浓度20%,添加亚硫酸的浓度为0.11g/L。通过该组合的验证试验,所得干酒的综合评分是最高的,表明该试验组合是最好的。6.3发酵条件对红棚干酒的综合感觉的影响6.3.1主发酵温度不够通过极差分析可以看出,主发酵温度是影响干酒质量的主要因素。发酵温度在20℃时,酵母菌进入发酵的时间较早,发酵气势非常迅猛,同时主发酵结束的也很早,发酵不够平稳,酒体粗糙,有辛辣的刺激味,酸度较高缺乏新鲜果香,酒的品质较差。主发酵温度降到18℃时,发酵平稳,易于控制,红树莓干酒的口味纯正、辛辣味消失,酒质细腻、红树莓原果味浓郁、酒体呈深玫瑰色。温度较高,红树莓中的色素易于氧化而分解,而且温度越高,氧化的速度越快,同时温度升高红树莓的果香损失也很大。不仅如此,高温发酵容易引起酵母早衰,严重时甚至不能完成发酵。当发酵温度降到16℃时,发酵迟缓,整体生产不利。因此主发酵温度控制在18℃为最佳。6.3.2自然气调发酵通过上面数据分析可以知道,酒醪的含酸量是影响红树莓干酒质量的次要因素。当发酵醪液的含酸量为7.5g/L时,酵母菌生长缓慢,发酵滞缓。表明总酸含量过高抑制了酵母菌的繁殖,不利于发酵的正常进行。当发酵醪液的含酸量为6.5g/L时,发现在主发酵阶段有一瓶检测到细菌轻度污染,表明总酸含量太低容易受到细菌及野生酵母的污染,同时酿制成的干酒口味欠醇厚。当发酵醪液的含酸量为7.0g/L时,发酵正常,色泽、香气、口感较好。所以选择含酸量为7.0g/L时发酵。6.3.3生物指标的用量试验结果显示,亚硫酸浓度对干酒质量有一定的影响,亚硫酸溶液对酒醪有抑制腐败微生物生长、抗氧化、增酸和澄清等特殊作用。若亚硫酸用量过少,干酒果香味较小,口味涩、苦,色泽较深;若亚硫酸用量过大,就会抑制酵母生长,造成发酵迟缓,还会使发酵醪液带有刺激性气味。6.3.4酵母受抑制发酵正交试验结果表明,糖质量浓度对干酒质量有一定的影响。糖质量浓度在22%时,成品酒度较高,同时发酵时间长酵母受抑制,产品残糖量较高,酒的甜度高,辛辣味、苦味较重,果香味较淡。糖质量浓度降到18%时,发酵结束较早,口味淡,有一定的辛辣味,酒的质量较差;当糖度调到20%时,感觉酒体口味纯正,酒体柔和醇厚,辛辣味消失,保存有红树莓特有的香味,故糖度控制在20%较合适。6.4质量保证6.4.1感觉指标6.4.2物理和化学指标7添加亚硫酸溶液7.1通过对8株酵母菌的选育,筛选出适合红树莓干酒发酵的优良菌株Y164,该菌株耐酸能力强,发酵力旺盛,周期短,糖转化完全,且发酵液有特殊香气,故选择Y164号为最佳生产用菌株。7.2初步确定红树莓干酒主发酵工艺参数为:主发酵温度为18℃,酒醪的含酸量7.0g/L,初始糖质量浓度20%,添加亚硫酸的浓度为0.11g/L。7.3采用明胶-丹宁澄清时,当明胶∶丹宁=0.25∶3.25(体积比)时,酒液与沉淀的分界面比较清晰,酒体澄清透明,富有光泽,同时涩味显著降低,酒体细腻。综上所述,本研究针对红树