人參果酒釀造中釀酒酵母的選擇

蘇鳳賢,曹旭峰,汪 峰,李彩霞

1(河西學(xué)院生命科學(xué)與工程系,甘肅張掖,734000)

2(河西學(xué)院生態(tài)研究所,甘肅張掖,734000)

人參果果實(shí)多汁,果肉淡黃色,無籽核,橢圓形或卵圓形,成熟后出現(xiàn)紫紅色條斑,低脂低糖且富含硒、鈣、鉬、鈷等多種微量元素,同時還是很好的高鉀低鈉果實(shí)[1]。它富含的硒能激活人體細(xì)胞,增強(qiáng)細(xì)胞活力,具有防癌和抑制心血管病的作用;鉬是人體必須的微量元素之一,在生物體內(nèi)以鉬酶形式出現(xiàn),具有抗癌、防齲齒等功能[2]。在國際上,人參果被稱為“生命火種”、“抗癌之王”,具有特殊食療和醫(yī)療效果[3-6]。因人參果具有較好的適應(yīng)性和較高的經(jīng)濟(jì)價值,近年來在我國各地廣泛栽培,但是目前對其只是鮮食,加工產(chǎn)品主要為果汁和果脯[7]。文連奎等以人參果為原料,經(jīng)過發(fā)酵、蒸餾、陳釀、貯存、調(diào)配等工藝生產(chǎn)人參果白蘭地[8],鮮見其他深加工產(chǎn)品報道。

本研究以甘肅武威張義產(chǎn)人參果為原料釀制人參果發(fā)酵酒,對發(fā)酵中不同酵母性能的比較和酵母添加量的選擇進(jìn)行了研究,以此為試驗依據(jù)為后續(xù)進(jìn)行的人參果酒釀造篩選出優(yōu)良酵母。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

人參果:市售,產(chǎn)于甘肅武威張義鎮(zhèn),果實(shí)長圓形,直徑 3-4 cm,外表呈黃色并有清晰的棕色紋絡(luò);蔗糖:市售優(yōu)質(zhì)白砂糖;果膠酶:武漢遠(yuǎn)城科技發(fā)展有限公司,酶活力 10 000 U/g;酵母:安琪酵母股份有限公司,安琪牌葡萄酒高活性釀酒干酵母和安琪超級釀酒高活性干酵母;橢圓啤酒酵母、果酒酵母菌種:河西學(xué)院微生物實(shí)驗室提供;甲醇、異戊醇、異丁醇、乙酸乙酯、乳酸乙酯、乙醛為色譜純;其他試劑均為分析純。

1.2 試驗儀器

恒溫培養(yǎng)箱 (上海),無菌操作臺 (江蘇),高壓滅菌鍋 (上海),手持糖量計 (上海),PHS-3C酸度計(江蘇),天平 (上海),722分光光度計 (上海),SQ-204型氣相色譜儀 (北京,附 FID檢測器)。

1.3 色譜條件

氫火焰離子化檢測器;毛細(xì)管色譜柱;工作站:BF9202;進(jìn)樣量:0.2μL。

1.4 試驗設(shè)計

1.4.1 人參果發(fā)酵酒加工工藝流程

操作要點(diǎn):以新鮮、成熟、無病蟲害、無腐爛的人參果為原料,用清水洗凈,破碎;測定人參果汁的可溶性固形物含量 (SSC)和 pH;加入 0.3 g/L果膠酶進(jìn)行處理,將得到的果漿用 6層紗布過濾,添加 60 mg/L的偏重亞硫酸鈉;用白砂糖和檸檬酸調(diào)整,可溶性固形物含量 C(SSC)為 20%、pH為 4.0;酵母經(jīng)活化后,按試驗設(shè)計用量向人參果汁中接入酵母菌種;主發(fā)酵溫度為 23℃,當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)連續(xù) 3 d無變化時,視為主發(fā)酵停止,終止發(fā)酵,倒罐,去掉酒中沉淀物;后發(fā)酵溫度低于主酵溫度 5℃,時間為 20-30 d。

1.4.2 菌種的選擇

選用葡萄酒高活性釀酒干酵母、超級釀酒高活性干酵母、橢圓啤酒酵母和果酒酵母菌種,在酵母添加量均為 5%的條件下進(jìn)行人參果酒發(fā)酵,并根據(jù)相關(guān)理化指標(biāo)的測定以及感官評價結(jié)果選擇出適宜的釀酒酵母。

1.4.3 菌種添加量的確定

選擇出適宜釀造人參果酒的菌種后,采用不同的菌種添加量 (3%、4%、5%、6%和 7%),于 23℃進(jìn)行酒精發(fā)酵。

1.4.4 感官鑒評

根據(jù)“GBT15038-2006葡萄酒、果酒通用分析方法”中有關(guān)葡萄酒的感官評分標(biāo)準(zhǔn)[9],制定人參果酒的感官評分標(biāo)準(zhǔn),如表 1所示。最后經(jīng) 20位專業(yè)人員評定打分,將總分加權(quán)平均,即得人參果酒的感官得分。

表1 人參果酒的感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.5 測定項目與方法

可溶性固形物含量 (SSC)測定:手持折光儀法;總酸 (以酒石酸計)測定:酸堿滴定法;pH測定:酸度計法;酒精度測定:酒精比重計法;甲醇、雜醇油 (異丁醇和異戊醇)、主要呈香物質(zhì) (乙酸乙酯和乳酸乙酯)、乙醛測定:氣相色譜法;色值測定:用分光光度計于 425 nm測定吸光值,以蒸餾水做空白,所得吸光值即為色值;吸光度測定:分光光度計于 580 nm測定;酵母生長曲線:在 580 nm下,用分光光度計測定吸光度A,以人參果原汁做空白。

2 結(jié)果與分析

2.1 酵母的選擇

用于果酒生產(chǎn)的良好酵母菌株應(yīng)該是發(fā)酵力強(qiáng)、發(fā)酵完全 (殘?zhí)巧倩驘o殘?zhí)?、具有穩(wěn)定的發(fā)酵特性,發(fā)酵行為可以預(yù)測;具有良好的乙醇耐受能力;不產(chǎn)生不良?xì)馕段镔|(zhì);具有良好的 SO2耐受能力;發(fā)酵結(jié)束時酵母凝聚快,便于分離;適應(yīng)所用的原料。

2.1.1 不同酵母發(fā)酵過程中 SSC的變化

在發(fā)酵過程中,每天測定不同酵母發(fā)酵人參果酒的 SSC,繪制發(fā)酵過程變化曲線,結(jié)果見圖1。

圖1 不同酵母發(fā)酵過程中 SSC的變化

由圖1可知,人參果酒發(fā)酵前期,4種酵母的 SSC均下降迅速,此時,果汁中的大分子碳水化合物迅速糖化降解,到了發(fā)酵第 3天,幾組人參果酒的可溶性固形物含量下降趨勢均趨于平穩(wěn),維持在一個穩(wěn)定的狀態(tài)。第 7天,以超級釀酒酵母接種發(fā)酵的人參果酒殘留 SSC最少,只有 3.5%,而葡萄酒酵母發(fā)酵的人參果酒殘余 SSC相對來說最多,達(dá)到了 4.2%。

2.1.2 酵母生長曲線的變化

以壓榨人參果汁為原料接種發(fā)酵,從主發(fā)酵開始,每天定時測定人參果酒的吸光度,建立人參果酒發(fā)酵過程中不同酵母的動態(tài)生長曲線,結(jié)果見圖2。

圖2 不同酵母發(fā)酵人參果酒的生長曲線

由圖2可知,隨著人參果酒發(fā)酵過程的進(jìn)行,酵母數(shù)量開始增加,其中超級釀酒酵母和果酒酵母在發(fā)酵的第 1天即進(jìn)入對數(shù)生長期,之后隨著發(fā)酵的繼續(xù),酵母生長速度下降,酒液逐漸變得澄清、透明、穩(wěn)定;而葡萄酒酵母和橢圓啤酒酵母則生長較遲緩,發(fā)酵的第 1天處于生長延遲期,第 2天迅速生長,并達(dá)到最高生長點(diǎn),之后隨著發(fā)酵的進(jìn)行生長速度亦放緩。在剛開始的 24 h,超級釀酒酵母生長速度最快,其次是果酒酵母,再次是葡萄酒酵母和橢圓啤酒酵母。第 1天后,葡萄酒酵母開始呈現(xiàn)旺盛生長態(tài)勢,其生長速度直線上升,超過了其他幾種酵母;而此時超級釀酒酵母和果酒酵母生長則出現(xiàn)下降趨勢,尤其是超級釀酒酵母下降迅速,二者開始進(jìn)入穩(wěn)定期和衰亡期;上述菌種,都在主酵第 4天開始進(jìn)入穩(wěn)定期,生長基本達(dá)到平衡。上述 4種菌種,相對來說,葡萄酒酵母在整個主酵過程中始終保持穩(wěn)定的生長趨勢,而其他 3種酵母則在主酵后期存在不同程度的下降趨勢。這可能是由于隨著主酵的進(jìn)行,人參果酒醪液中的糖分慢慢轉(zhuǎn)化成乙醇,酒液中乙醇含量逐漸增加,達(dá)到一定程度后,對 4種釀酒酵母的生長產(chǎn)生抑制作用,其中葡萄酒酵母對乙醇耐受力較好,因此其生長還能保持在相對穩(wěn)定的狀態(tài);其余 3種酵母因為對乙醇耐受能力相對較差,所以生長出現(xiàn)緩慢下降的現(xiàn)象。

2.1.3 不同酵母發(fā)酵人參果酒感官評價效果

根據(jù)感官評分標(biāo)準(zhǔn)對 4種酵母菌釀造的人參果酒進(jìn)行評定,結(jié)果見表 2。

表2 選用不同酵母釀制人參果酒的效果比較

表 2表明,4種酵母中,超級釀酒酵母發(fā)酵的人參果酒乙醇含量最高 (9.2%),最終 SSC殘留量最少(3.5%);果酒酵母次之,乙醇含量為 9.0%,最終SSC殘留量為 3.8%;葡萄酒酵母再次,乙醇含量與果酒酵母相同,均為 9.0%,但最終 SSC殘留量稍高,是 4.2%;橢圓啤酒酵母發(fā)酵的人參果酒乙醇含量最低,只有 8.0%。綜上,根據(jù)釀酒酵母選擇的原則,再綜合考慮感官品評結(jié)果,選用葡萄酒酵母做為人參果酒的釀造酵母。

2.2 酵母添加量的選擇

2.2.1 酵母添加量發(fā)酵過程中 SSC、乙醇含量的影響

由圖3可以看出,酵母添加量不同對人參果酒的SSC變化影響亦不相同。人參果酒發(fā)酵前期,酵母添加量為 5%、6%和 7%的處理 SSC迅速下降,進(jìn)入發(fā)酵的第 3天,幾組處理的 SSC直線下降趨勢趨于平穩(wěn),并且在以后幾天的發(fā)酵過程中始終維持在一個相對穩(wěn)定的狀態(tài);而酵母添加量為 3%和 4%的 2組處理在進(jìn)入主發(fā)酵的前兩天 SSC變化甚微,發(fā)酵出現(xiàn)延遲 (此現(xiàn)象從圖4亦可得到驗證),而主酵進(jìn)入第 3天后,其可溶性固形物含量迅速下降,2天后這種急速下降的趨勢才得到減緩,并最終與其他幾組不同酵母添加量的 SSC趨于一致,到了主發(fā)酵結(jié)束的第 7天,幾組不同酵母添加量發(fā)酵的人參果酒的殘留 SSC大致相同,基本上都在 6%-7%,其中酵母添加量為7%的人參果酒殘留 SSC最少,為 6.2%,而酵母添加量為 3%的果酒殘余 SSC相對來說最多,為 6.8%,這說明酵母添加量與人參果酒的可溶性固形物殘留量呈負(fù)相關(guān),但是前者的增加對后者無顯著性影響。

圖3 不同酵母添加量對人參果酒 SSC的影響

由圖4可知,酵母添加量不同,人參果酒的乙醇含量變化亦不相同。總體上來說,隨著酵母添加量的增加,人參果酒發(fā)酵速度相應(yīng)加快,酵母將醪液中的糖分轉(zhuǎn)化為乙醇的能力也隨之加強(qiáng),糖分被逐漸降解,轉(zhuǎn)化成乙醇,但是當(dāng)酵母添加量超過 6%時,雖然人參果酒的發(fā)酵速度加快了,可是生成的乙醇含量并不高。具體說來,酵母菌添加量為 5%、6%和 7%的人參果酒發(fā)酵開始乙醇含量即迅速上升,到了發(fā)酵第3天,幾組人參果酒的乙醇含量上升趨勢得到緩和,并在后續(xù)的發(fā)酵過程中始終維持在一個相對穩(wěn)定的狀態(tài);而酵母添加量為 3%和 4%的人參果酒在進(jìn)入主發(fā)酵的前兩天乙醇含量變化甚微,發(fā)酵遲緩 (此現(xiàn)象進(jìn)一步驗證了圖3得到的結(jié)論),而發(fā)酵進(jìn)入第 3天后,乙醇含量突然開始上升,3天后上升趨勢減緩,與其他幾組不同酵母添加量的乙醇含量趨于一致,到了主發(fā)酵結(jié)束的第 7天,幾組不同酵母添加量發(fā)酵的人參果酒的乙醇含量基本一致,大約在 18%-19%,其中酵母添加量為 5%的人參果酒乙醇含量最高,為20%,而酵母添加量為 7%的人參果酒酒精度相對來說最低,只有 17.9%。出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能是由于酵母添加量超過 5%時,其添加量的增加會引起酵母菌生長繁殖速度的加快,而呼吸強(qiáng)度也隨之增強(qiáng),致使酒醪中的糖分沒有完全被轉(zhuǎn)化為乙醇即已經(jīng)開始衰亡,因此其最終乙醇含量反而不如酵母添加量為 3%-5%的幾組高。

2.2.2 酵母生長曲線的變化

人參果酒發(fā)酵過程中不同酵母添加量的動態(tài)生長曲線如圖5所示。

圖4 不同酵母添加量對人參果酒乙醇含量的影響

圖5 不同酵母添加量發(fā)酵人參果酒生長曲線

從圖5可知,無論酵母添加量如何,人參果酒生長周期均先后經(jīng)歷了對數(shù)生長期、穩(wěn)定期和衰亡期等3個時期,且生長趨勢大致相同,說明酵母的不同添加量并沒有影響其生長周期的變化。在進(jìn)入發(fā)酵后的第一天,酵母添加量為 6%的組生長速度最快,酵母添加量為 3%、4%和 5%的 3組生長量緊隨其后,而酵母添加量為 7%的一組相對來說生長量最少,之后進(jìn)入發(fā)酵第 2天,此時除了酵母添加量為 7%的一組生長還呈上升態(tài)勢以外,其余 4組均是逐漸放緩了生長趨勢,在之后的發(fā)酵過程中,各組均呈緩慢下降趨勢,只不過酵母添加量為 6%和 7%的 2組下降趨勢更快一些,到了主發(fā)酵結(jié)束的第 7天,酵母添加量為 5%的一組生長量最大,緊隨其后的是酵母添加量4%的一組,而酵母添加量為 3%、6%和 7%的 3組生長基本相同,這說明在此 5組處理中,酵母添加量為5%的一組隨著醪液中乙醇含量的上升對其耐受性最好,故在發(fā)酵后期亦能保持比較旺盛的生長態(tài)勢;酵母添加量為 3%和 4%的 2組對乙醇的耐受力次之;而酵母添加量為 6%和 7%的 2組對乙醇的耐受力最差,因此在發(fā)酵后期生長受到抑制,生長量下降最快。

2.2.3 不同酵母添加量對人參果酒質(zhì)量的影響

對經(jīng)過陳釀 30 d的 5組不同酵母添加量的人參果酒液中的微量成分進(jìn)行氣相色譜分析,結(jié)果如表 3所示。

表3 不同酵母添加量對人參果酒質(zhì)量的影響

由表 3可知,5種不同酵母添加量發(fā)酵的人參果酒中酵母添加量為 3%的處理,發(fā)酵生成的 2種酯類物質(zhì) (乙酸乙酯和乳酸乙酯)及異丁醇含量最低;酵母添加量為 4%的處理,發(fā)酵生成的乙酸乙酯含量最低;酵母添加量為 5%的處理,發(fā)酵生成的乙醇和 2種酯類物質(zhì) (乙酸乙酯和乳酸乙酯)含量最高,甲醇、雜醇油、色值和乙醛含量最低或相對較低;酵母添加量為 6%的處理,發(fā)酵生成的乙醇最低,雜醇油、乙醛和色值含量最高;酵母添加量為 7%的處理,發(fā)酵生成的乙醛含量最低,而甲醇生成量最高。

2.2.4 不同酵母添加量發(fā)酵人參果酒感官評價效果

根據(jù)感官評分標(biāo)準(zhǔn)對 4種酵母添加量釀造的人參果酒進(jìn)行評定,結(jié)果見表 4。

表4 不同酵母添加量發(fā)酵人參果酒感官評價情況

由表 4可以看出,酵母添加量為 5%發(fā)酵的人參果酒在以上 5組不同酵母添加量中發(fā)酵得到的酒度最高,為 20%;同時雖然本組處理 SSC殘留最高,為7.0%,但是與其他 4組處理無統(tǒng)計學(xué)差異;總酸8.93,酸是酒類物質(zhì)中的重要呈味物質(zhì),它與其他香味物質(zhì)共同構(gòu)成酒所特有的芳香。含酸量小的酒,酒味寡淡,后味短;含酸量大的酒,則酒味粗糙。適量的酸在酒中能起到緩沖的作用,可消除飲后上頭和口味不諧調(diào)等現(xiàn)象。另據(jù)報道,酸還能促進(jìn)酒質(zhì)的甜味感,但過酸的酒甜味減少,也影響口味;以上幾組處理陳釀后還原糖均未檢出。結(jié)合表 3質(zhì)量分析檢測結(jié)果,知道此組處理色值 0.737,說明它澄清度最好。本組處理陳釀后色澤金黃、有光澤、澄清透明、無明顯懸浮物和沉淀物;具有較濃的人參果香和濃郁和諧的酒香、香氣自然、協(xié)調(diào)、略苦澀,后味長,經(jīng)過相關(guān)專業(yè)人士評價打分,綜合得分為 88分。綜上,人參果酒的最佳接種量為 5%。

3 結(jié)論

釀造人參果酒適宜的酵母為葡萄酒酵母,適宜添加量為 5%,在此條件下發(fā)酵的人參果酒酒度達(dá)20%,可溶性固形物殘留量為 7%。人參果酒陳釀后酒液色澤金黃,口感醇厚,無明顯懸浮物和沉淀物。

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