半干型酥梨果酒釀造工藝研究

馬夢真,錢籽霖,武璐婷,蔣和體

(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院,重慶 400716)

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半干型酥梨果酒釀造工藝研究

馬夢真,錢籽霖,武璐婷,蔣和體*

(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院,重慶 400716)

以酥梨為原料研制酥梨半干酒,重點對酥梨果酒釀造工藝參數(shù)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:果酒酵母1596為酥梨半干酒的適宜發(fā)酵菌種;以果膠酶(0.2 ‰)處理2 h,SO2添加量80 mg/L,酵母接種量4%,發(fā)酵溫度28 ℃為最佳工藝參數(shù),主發(fā)酵7 d后,果酒的酒精度達(dá)到12.2% vol,原酒透光率為64.4%,感官評分90分;0.15%殼聚糖+0.010%明膠復(fù)合澄清處理效果最好,酒液透光率可達(dá)98.3%,VC含量1.00 mg/L,感官評分93分,酒香醇厚,爽口宜人;陳釀6個月后,清汁發(fā)酵酥梨果酒共檢出香氣物質(zhì)41種,果酒香氣物質(zhì)數(shù)量與含量皆多于同期帶渣發(fā)酵果酒,異戊醇和正癸酸乙酯為主要香氣成分。綜合來看,清汁發(fā)酵效果更好。

酥梨半干酒,釀造,香氣成分,澄清

梨是世界重要果樹之一,是人們喜食的大眾化水果,我國梨樹栽培歷史悠久、分布廣,是我國的第三大果樹[1]。酥梨作為梨的重要品種之一,其含有多糖、礦物質(zhì)、有機(jī)酸和多種維生素,營養(yǎng)豐富,是不可多得的果中佳品。目前大多數(shù)酥梨用于直接食用,其含水量高,在貯藏過程中如沒有適宜的濕度,易失水造成干耗,或被霉菌污染,品質(zhì)變差,且采收季短,易腐爛,使酥梨得不到較好地利用,深加工程度不夠,產(chǎn)品附加值有待提高[2-3]。鑒于目前以酥梨為原料釀造果酒的工藝研究較少,為滿足消費者需求,本課題將酥梨加工成果酒,不僅保留多種營養(yǎng)成分,更方便飲用。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國果酒開發(fā)呈平穩(wěn)發(fā)展態(tài)勢,對梨果酒的釀造研究也不在少數(shù)。但目前對酥梨果酒的研究幾乎沒有,只有關(guān)于早酥梨的極少研究。王軍節(jié)[4]等報道,早酥梨以初始可溶性固形物含量 24°Brix、pH4.3、發(fā)酵溫度 28 ℃、接種量 0.68 g/L為最優(yōu)條件發(fā)酵 9 d,陳釀后的果酒酒精度數(shù)高且品質(zhì)良好,高級醇3-甲基-1-丁醇和苯基乙醇為主要香氣成分;王春暉[5]等報道,釀造早酥梨酒最適宜的菌種為葡萄酒酵母,但缺少對具體酵母菌種的研究。

本實驗對酥梨通過生物發(fā)酵開發(fā)果酒的工藝進(jìn)行研究,通過發(fā)酵過程各種參數(shù)的變化,了解半干型酥梨酒釀造的動態(tài)變化規(guī)律,優(yōu)化酥梨果酒的釀造工藝流程;重點研究陳釀處理對半干型酥梨果酒香氣的影響及不同澄清劑與果酒品質(zhì)的關(guān)系。以期為酥梨資源的開發(fā)利用提供借鑒。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

酥梨購于重慶市北碚區(qū)天生街永輝超市,經(jīng)分析主要成分含量:總酸1.21 g/L、可溶性固形物含量10.5%、VC0.16 g/L;發(fā)酵菌種:果酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)1383、1596、1398,來自中國微生物菌種保藏中心,(SY)果酒干酵母湖北安琪酵母股份有限公司;白砂糖(食品級);殼聚糖(脫乙酰度>90%)上海源聚生物科技有限公司;果膠酶(20000 u/g)天津市利華酶制劑廠;其他試劑均為分析純成都科龍化工試劑廠。

ZG140榨汁機(jī)廣州振興實業(yè)有限公司;FA2004A電子天平上海精天電子儀器廠;723-可見分光光度計上海棱光科技有限公司;無菌操作臺VD-650型,蘇州凈化設(shè)備有限公司;HH.BLL.600-S恒溫培養(yǎng)箱上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠;0-40酒精計河北省武強(qiáng)縣同輝儀表廠;PHC-3S酸度計成都市世紀(jì)方舟科技有限公司;HWT-10C恒溫水浴搖床天津市恒澳科技發(fā)展有限公司;QP2010氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀日本島津公司;手動固相微萃取進(jìn)樣器美國鉑金-埃爾默公司;100 μm PDMS(聚二甲基硅氧烷)萃取頭美國Supelco公司;TDL-5低速臺式大容量離心機(jī)順德市希貴電器制造有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1果酒釀造工藝

本實驗所采用的釀造酥梨果酒工藝流程:

成分調(diào)整目標(biāo):本實驗中糖度是個變量,需要確定最佳百分比;pH調(diào)整到3.5左右。

1.2.2發(fā)酵菌種的篩選將帶渣的梨漿分別使用發(fā)酵菌種1383、1596、1398及安琪活性干酵母進(jìn)行發(fā)酵實驗,工藝條件相同,糖含量28 g/L,溫度25 ℃,SO2100 mg/L,二級培養(yǎng)之后的酵母液接種量 8%,安琪干酵母接種量0.2‰。測定酒精度、殘?zhí)恰⒕S生素C含量、透光率和感官品質(zhì)等指標(biāo)[8-9]。

1.2.3發(fā)酵工藝參數(shù)優(yōu)化在單因素實驗基礎(chǔ)上參考相關(guān)資料[8-13],采用四因素混合水平L9(21×33),以酒精度和透光率為指標(biāo)進(jìn)行正交實驗。考察不同工藝處理、酵母接種量、發(fā)酵溫度與SO2添加量4個因素對半干型酥梨果酒品質(zhì)的影響,確定主發(fā)酵的最優(yōu)條件。選取因素水平見表1。

1.2.4澄清劑對酥梨半干酒的影響

1.2.4.1殼聚糖添加量的確定取10 mL試管4支,加入6 mL 酥梨果酒,再加入殼聚糖溶液:0%、0.2%、0.4%、0.6%,充分混勻并靜置3 d,取上清液離心后在420、720 nm分別測色度、透光率。重復(fù)3次。

1.2.4.2明膠添加量的確定取10 mL的試管4支,加入6 mL的酥梨果酒,再加入明膠液:0%、0.015%、0.030%、0.060%,充分混勻并靜置3 d,取上清液離心后在420、720 nm分別測色度、透光率。重復(fù)3次。

表1　主發(fā)酵工藝因素水平表

1.2.4.3單一及復(fù)合澄清劑澄清效果的比較取10 mL的試管5支,各加入6 mL的酥梨果酒,其中四支分別加入添加量0.2%殼聚糖、0.015%明膠、0.15%殼聚糖+0.005%明膠、0.15%殼聚糖+0.010%明膠液,充分混勻并靜置3 d,取上清液離心后在420、720 nm分別測定可溶性固形物含量、VC含量、色度、透光率,并進(jìn)行感官評價。重復(fù)3次[14]。

1.2.5理化指標(biāo)測定

1.2.5.1可溶性固形物的測定手持折光儀。

1.2.5.2酒精含量的測定酒精計法[15]。

1.2.5.3殘?zhí)?以葡萄糖計g/L計)測定直接滴定法[15]。

1.2.5.4總酸含量的測定電位滴定法[15]。

1.2.5.5VC含量的測定2,6-二氯酚靛酚法[15]。

1.2.5.6總二氧化硫測定法直接碘量法[15]。

1.2.5.7pH測定pH計直接測定。

1.2.5. 8香氣測定氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析法(香氣成分提取方法:固相微萃取法)[16-17]。

1.2.5.9透光率和色度的測定分光光度法,以蒸餾水作空白,在720 nm下用1 cm比色杯測定透光率T(%),在420 nm下測定吸光度A值來反映酒體的色度[18]。

1.2.5.10風(fēng)味、色澤的評定感官評價法結(jié)合國家獼猴桃酒QB/T2027-94行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),由10位具有相關(guān)經(jīng)驗的專家組成品酒小組,從色澤(滿分20分)、香氣(滿分30分)、滋味(滿分40分)、典型性(滿分10分)4個方面對酥梨果酒綜合評價,取其平均值作為評分結(jié)果[12,13,15,19-20]。

1.2.6酥梨果酒香氣成分分析

1.2.6.1香氣物質(zhì)提取采用頂空固相微萃取法(HS-SPME)。取主發(fā)酵結(jié)束后的酒樣6 mL加入到20 mL萃取瓶中,加入1.0 g NaCl,密封好后插入經(jīng)老化的萃取頭(250 ℃老化40 min),置于45 ℃水浴中,待放穩(wěn)后推出萃取針頭,頂空萃取40 min后將萃取頭插入GC-MS進(jìn)樣口,解析6 min[14-15]。

1.2.6.2酥梨香氣成分成分的GC-MS分析[21-22]色譜條件:色譜柱DB-5MS(30 m×0.25 mm,0.25 μm),進(jìn)樣口溫度250 ℃;升溫程序:35 ℃保持3 min,以10 ℃/min升至110 ℃,保持3 min,以8 ℃/min升至150 ℃,保持2 min,以15 ℃/min升至230 ℃,保持4 min;載氣(He):流量1.00 mL/min,壓力53.5 kPa,進(jìn)樣口的溫度250 ℃,進(jìn)樣量0.5 μL;采用不分流方式進(jìn)樣。

注:剛發(fā)酵出來的果酒透光率很低而且相差不大,故以上數(shù)據(jù)為將發(fā)酵好的原酒經(jīng) 3500 r/min離心處理10 min后測得。

質(zhì)譜條件:電子轟擊(EI)離子源;電子能量:70 eV;離子源溫度:230 ℃;ACQ方式:Scan;質(zhì)量掃描范圍m/z 35～500;掃描速率:769 s-1。

表3　主發(fā)酵工藝正交實驗結(jié)果表

香氣成分分析:分析結(jié)果運用計算機(jī)譜庫(NIST/WILEY)進(jìn)行初步檢索及資料分析,并結(jié)合已有的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行定性分析[23-24]。

2　結(jié)果與分析

2.1發(fā)酵菌種選擇

酵母菌種在果酒釀造過程中起著十分重要的作用,不同的菌種發(fā)酵出的果酒品質(zhì)差異很大[7]。本實驗通過比較酒精度、殘?zhí)?、總酸、維生素C含量、透光率、原酒品質(zhì)與風(fēng)味等指標(biāo)調(diào)整到pH3.5左右,從三種果酒酵母和安琪活性干酵母中篩選出酥梨果酒釀造的最適菌種。根據(jù)表2可得,酵母1596在整個發(fā)酵過程平穩(wěn)且徹底,活力旺盛,所得的產(chǎn)品酒精度較高,VC保存較好,透光率較高,利于后續(xù)澄清。同時結(jié)合發(fā)酵酒色澤、風(fēng)味、滋味的感官評價結(jié)果,綜合可得果酒酵母1596更適于酥梨半干酒的發(fā)酵。

2.2發(fā)酵工藝參數(shù)優(yōu)化

從果品破碎入罐發(fā)酵至總糖降至12%(w/w)以下,這一過程可稱之為主發(fā)酵[8]。實驗方案與結(jié)果見表3。

由表3可知,發(fā)酵方式和SO2添加量對最終酒度影響相對較小,在保證果品健康程度較好且滿足防腐要求的前提下,SO2添加量應(yīng)盡量減少,以降低殘留。通過極差分析可知,各因素對半干型酥梨果酒主發(fā)酵效果影響由大到小順序為:發(fā)酵溫度>酵母接種量>SO2添加量>發(fā)酵方式。實驗發(fā)現(xiàn),酵母在28 ℃發(fā)酵速度較快且平穩(wěn),故主發(fā)酵工藝參數(shù)的最佳組合為A1B2C2D2,即清汁發(fā)酵、二級培養(yǎng)酵母液接種量為4%、發(fā)酵溫度為28 ℃,SO2添加量為80 mg/L。該組合條件下主發(fā)酵7 d后,果酒的酒精度達(dá)到12.2% vol,原酒透光率為64.4%,感官評分90分,香氣相對濃郁,具有悅?cè)司葡愫退掷婀?色澤微黃,相對清亮;酸甜適中。

表4　陳釀1、6個月的酥梨果酒主要香氣成分

續(xù)表

2.3半干酥梨果酒香氣成分GC-MS分析

將陳釀1個月及6個月后的果酒通過GC-MS測定分析,對其香氣成分的GC-MS總離子色譜圖進(jìn)行分析整理得主要香氣成分相對含量的鑒定結(jié)果見表4所示。

從表4可以看出,采用 HP-SPME 和 GC-MS 技術(shù)檢測并經(jīng)過計算機(jī)譜庫(NIST)進(jìn)行初步檢索,結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)可初步定性兩種果酒兩個時間段的酒樣中共鑒定出種63香氣成分,這些成分主要是酯類30種、醇類8種、酚類1種、烴類14種、醛類8種、酸及酸酐類2種。

正癸酸乙酯和異戊醇為主要特征香氣的組分。正癸酸乙酯含量始終很高,但是陳釀六個月之后清汁發(fā)酵果酒由39.26%降為22.64%,帶渣發(fā)酵果酒則由35.17%降為26.31%,由于隨陳釀時間的增長,總香氣成分?jǐn)?shù)量明顯增加,故正癸酸乙酯可能為其他香氣成分的前體物質(zhì),因此其含量與性質(zhì)對酥梨果酒香氣貢獻(xiàn)很大;異戊醇為一種高級醇,其含量與性質(zhì)對果酒香味影響很大,在陳釀過程中含量逐漸增多,清汁發(fā)酵一個月到六個月由8.45%升高到40.09%,帶渣發(fā)酵則由7.29%升高到29.03%。

清汁發(fā)酵得到的果酒香氣數(shù)量多于同期帶渣發(fā)酵的香氣數(shù)量:陳釀一個月之后,帶渣發(fā)酵的果酒共檢測出20種揮發(fā)性物質(zhì),清汁發(fā)酵的果酒則檢測出24種;陳釀六個月之后帶渣發(fā)酵的果酒共檢測出31種揮發(fā)性物質(zhì),清汁發(fā)酵的果酒則檢測出41種,且酚類、酸及酸酐明顯增加,而帶渣發(fā)酵卻未檢測出,它們對總體香氣的形成有不可忽視的作用[25]。故陳釀過程中香氣的形成、轉(zhuǎn)化,清汁發(fā)酵得到的果酒更為明顯。

表5　不同澄清方法對酥梨果酒澄清效果的比較(清汁)

注:標(biāo)注不同字母表示差異顯著,p<0.05。

酥梨果酒陳釀六個月之后比陳釀一個月時總香氣成分?jǐn)?shù)量明顯增加:陳釀一個月之后兩酒樣共有的香氣成分有15種,陳釀六個月之后兩酒樣共有的香氣成分有21種。帶渣發(fā)酵的果酒陳釀一個月后共檢測出20種揮發(fā)性物質(zhì),陳釀六個月后共檢測出31種揮發(fā)性物質(zhì);清汁發(fā)酵的果酒陳釀一個月后共檢測出24種揮發(fā)性物質(zhì),陳釀六個月后共檢測出41種揮發(fā)性物質(zhì)?？梢娤銡獬煞种饾u變得復(fù)雜濃郁。特別是醇類香氣成分,無論是含量還是數(shù)量都有所增加,高級醇能夠賦予果酒優(yōu)雅的香氣,同時這些物質(zhì)又是其他香氣物質(zhì)的良好溶劑。因此酒越陳越香。

2.4澄清劑對半干型酥梨果酒品質(zhì)的影響

2.4.1殼聚糖添加量對酥梨果酒澄清效果的影響由圖1可以看出,殼聚糖的添加量不同,對酥梨果酒的澄清效果不同。用量在0.2%時,果酒澄清效果最好。殼聚糖是氨基葡萄糖的直鏈多聚糖,是以自然界豐富的甲殼類物質(zhì)(蝦、蟹、昆蟲等的外殼)脫去鈣、磷、蛋白質(zhì)、色素等成分制備成甲殼素(chitin),再進(jìn)一步脫去分子中的乙?；@得的一種純天然的高分子化合物[26]。殼聚糖是天然的陽離子型絮凝劑,使引起酒液混濁的蛋白質(zhì)、果膠、單寧等膠態(tài)顆粒被絮凝沉淀下來而達(dá)到澄清的目的。由圖1可見,當(dāng)添加量為0.2%時,色度最低、透光率最大,繼續(xù)增大添加量對透光率影響不大。因此,殼聚糖澄清酥梨果酒的最適宜添加量為0.2%。

圖1　不同殼聚糖添加量對酥梨果酒澄清效果的影響Fig.1　Clarification effect of chitosan with different adding amount of the fruit wine fermented with clarified juice

2.4.2明膠添加量對酥梨果酒澄清效果的影響由圖2可以看出,明膠的添加量不同,對酥梨果酒的澄清效果不同。添加量在0.015%時,果酒澄清效果最好。明膠能與單寧作用生成一種粘糊狀的化合物,吸附酒中的混濁微粒,使其成為小片狀物而被除去,使酒澄清。隨著添加量的加大,酥梨果酒的色度下降,透光率上升,但是添加量過大時,酒體渾濁。因此,明膠澄清酥梨果酒的最適宜添加量為0.015%。

圖2　不同明膠添加量對酥梨果酒澄清效果的影響Fig.2　Clarification effect of gelatin with different adding amount of the fruit wine fermented with clarified juice

2.4.3不同澄清方法對酥梨果酒澄清效果的比較比較色度和透光率2個指標(biāo),殼聚糖對酥梨酒澄清效果更明顯,但是色澤破壞大于明膠;在酥梨酒澄清后糖及口感方面,相較于殼聚糖,明膠更能保持果酒的醇香宜人,酒糖等各種成分保留較好。綜合兩種澄清劑的優(yōu)點,采用復(fù)合澄清劑后,0.15%殼聚糖+0.010%明膠則能最大程度保留各種成分,且透光率最高,酒香醇厚,爽口宜人。

表6　澄清及澄清效果的顯著性檢驗(SSR)

為了檢驗兩種單一澄清劑和兩種復(fù)合澄清劑的澄清效果是否存在顯著性差異,將單一澄清劑和復(fù)合澄清劑對半干酥梨酒的最佳澄清效果與空白對照組進(jìn)行顯著性分析。

由表可以看出,與空白對照相比,使用澄清劑之后的澄清效果明顯要好,其中0.15%殼聚糖+0.010%明膠的澄清效果最佳,與空白相比效果極顯著(p<0.05)。在兩種單一澄清劑中,殼聚糖與明膠之間存在顯著性差異(p<0.05),澄清能力為殼聚糖>明膠。在兩組復(fù)合澄清劑中,0.15%殼聚糖+0.010%明膠與0.15%殼聚糖+0.005%明膠存在顯著性差異(p<0.05),澄清能力為0.15%殼聚糖+0.010%明膠>0.15%殼聚糖+0.005%明膠。另外,復(fù)合澄清0.15%殼聚糖+0.010%明膠與單一澄清殼聚糖和明膠之間均存在顯著性差異(p<0.05),說明復(fù)合澄清優(yōu)于單一澄清。

3　結(jié)論

通過實驗,確定了最適合本工藝的參數(shù)為:果酒酵母1596為最適菌種;果膠酶(0.2 ‰)處理2 h,滅酶后調(diào)整含糖量為28%,pH3.5,SO2添加量80 mg/L,酵母接種量4%,恒溫28 ℃發(fā)酵7 d,酒精度達(dá)到12.2% vol,原酒透光率為64.4%,感官評分90分。

陳釀6個月后,清汁發(fā)酵酥梨果酒共檢出有香氣物質(zhì)41種,果酒香氣物質(zhì)數(shù)量與含量皆多于同期帶渣發(fā)酵果酒,異戊醇和正癸酸乙酯為主要香氣成分。綜合來看,清汁發(fā)酵效果更好。

陳釀之后的果酒用0.15%殼聚糖+0.010%明膠復(fù)合澄清處理,酒液透光率可達(dá)98.3%,VC含量1.00 mg/L,感官評分93分,酒香醇厚,爽口宜人。

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Research of the brewing technology of semi-dry crisp pear Wine

MA Meng-zhen,QIAN Zi-lin,WU Lu-ting,JIANG He-ti*

(College of Food Science,Southwest University,Chongqing 400716,China)

Crisp pear were used as the raw materials to research the brewing technical parameters for preparing semi-dry crisp pear wine. The results showed that the optimal main fermentation parameters were 2 h pectinase treatment amount of 0.2‰,SO2addition amount of 80 mg/L,yeast inoculation amount of 4%,fermentation temperature of 28 ℃. After 7 d main fermentation,alcohol wine reached 12.2% vol,wine light transmittance was 64.4%,sensory score was 90. When the single clarificant was used,chitosan 0.15%+gelatin 0.010% had the best clarification effect on semi-dry crisp pear wine with the light transmittance by 98.3%,VCcontent of 1.00 mg/L,sensory score 93. After 6 months,41 aroma components were identified from the wines fermented with clarified juice. Its aroma components were more than the wines fermented with fresh juice. The major aroma compounds were isoamyl alcohol and ethyl caprate. In conclusion,the juice ferment was better.

crisp pear;semi-dry wine;brewing;aroma components;clarification

2015-05-13

馬夢真(1993-),女,本科,主要從事果酒創(chuàng)新研發(fā)方面的研究，E-mail:swu2012mmz@163.com。

蔣和體(1963-),男,博士,教授,研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工，E-mail:jheti@126.com。

國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃資助(201410635049)。

TS262.7

A

1002-0306(2016)01-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2016.01.000