桑椹酒主發(fā)酵工藝研究

葉華　陳程　李松林　白青云　陳曉明　王輝　朱兵

摘要：通過單因素試驗和正交試驗，探索桑椹（Fructus Mori）酒主發(fā)酵工藝參數(shù)。結(jié)果表明，以產(chǎn)品的感官品質(zhì)和酒精度為衡量指標，主發(fā)酵的最佳條件為：經(jīng)成分調(diào)整的桑椹發(fā)酵原液經(jīng)60 mg/L的SO2處理后，接入0.05%的耐高溫安琪釀酒高活性干酵母，在20 ℃下發(fā)酵7 d，能得到品質(zhì)良好的桑椹原酒。

關鍵詞：桑椹（Fructus Mori）;酵母菌種;主發(fā)酵工藝;正交試驗

中圖分類號：TS262.7? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）15-0102-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.15.024? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

The main fermentation technology of mulberry fruit wine

YE Hua1，2，CHEN Cheng1，LI Song-lin1，BAI Qing-yun1，CHEN Xiao-ming1，WANG Hui1，ZHU Bing2

（1.Department of Food Science and Engineering，Huaiyin Institute of Technology，Huaian 223003，Jiangsu，China;

2.Huaian Xianhe Green Industry Co.，Ltd.，Huaian 223000，Jiangsu，China）

Abstract： The main fermentation technology of mulberry fruit wine was optimized by signal factor and orthogonal test. The optimized conditions of main fermentation were that the fermentation temperature was 20 ℃ for 7 days， inoculation quantity of angel thermo-resistant high temperature wine dry yeast was 0.05% after initial sugar content of mulberry fruit juice being adjusted and treated by 60 mg/L of SO2.

Key words： mulberry fruit（Fructus Mori）; yeast; main fermentation technology; orthogonal test

桑椹（Fructus Mori）俗稱椹、桑棗、文武實、桑椹子等，為桑的成熟果穗，聚花果，由多數(shù)小瘦果集合而成。成熟桑椹飽含漿液，甘甜多汁，風味獨特，且有較高營養(yǎng)與藥用價值[1]。研究表明，桑椹富含多種營養(yǎng)成分，含有18種氨基酸，總量為1.2%～1.5%，其中有6種人體必需的氨基酸[2]。此外，桑椹中還含有豐富的黃酮類化合物，如花色素類矢車菊素及矢車菊苷、二氫黃酮醇類桑色素、黃酮醇類蘆丁、槲皮素等[3]。以桑椹為原料，通過研究發(fā)酵工藝過程中酵母菌種及添加量、發(fā)酵溫度、SO2處理濃度等因素對發(fā)酵規(guī)律的影響，以期獲得最佳的桑椹酒發(fā)酵工藝，為桑椹的深加工提供理論依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 材料

1.1.1? 材料與試劑? 桑椹，購于江蘇淮安武墩高家堰桑椹種植園，-18 ℃凍藏備用;酵母，LALVIN2323活性酵母、耐高溫安琪釀酒高活性干酵母、安琪葡萄酒用高活性酵母;果膠酶（Pectinex Be XXX），諾維信（中國）生物技術有限公司;其他試劑均為分析純。

1.1.2? 儀器與設備? 超聲波清洗機，上海致豐電子科技有限公司;pH計（PHS-3TC），上海天達儀器有限公司;恒溫水浴鍋（HH-6），國華電器有限公司;顯微鏡（XS-18），南京江南光電股份有限公司;血球計數(shù)板（XB-K-25），丹陽市建陵醫(yī)療器械有限公司;電腦光照培養(yǎng)箱（SPX-250B-G），上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠;數(shù)顯鼓風干燥箱（G2X-9240MBE），上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠;紫外分光光度計（UV-1600），北京瑞利分析儀器公司;電子天平（BS-224-S），北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司。

1.2? 方法

1.2.1? 桑椹酒發(fā)酵過程中理化指標的測定? 氧化法快速測定酒精度[4];斐林試劑直接滴定法測定還原糖;用校正過的pH計直接測定pH;酸堿滴定測定總酸;手持糖量計測定可溶固形物[5];平板法[6]測定細菌總數(shù);血球計數(shù)法[7]測定發(fā)酵液中的酵母總數(shù)。

1.2.2? 桑椹原酒的感官評定方法? 10名經(jīng)過培訓的感官評定員對每一批發(fā)酵原酒進行觀、嗅、嘗，對原酒的感官品質(zhì)進行評定。具體評定標準見表1[8]。

1.2.3? 桑椹酒釀造工藝流程? 桑椹挑選清洗→桑椹打漿→酶解（果膠酶）→離心→過濾→成分調(diào)整（濃縮蘋果汁）→SO2處理→接種主發(fā)酵。

1.2.4? 確定酵母菌種? 成分調(diào)整好的桑椹果汁，經(jīng)60 mg/L 的SO2處理后，分別接入0.05%的LALVIN2323活性酵母、耐高溫安琪釀酒高活性干酵母以及安琪葡萄酒用高活性酵母，20 ℃下發(fā)酵，觀察發(fā)酵動態(tài)，比較發(fā)酵結(jié)果。

1.2.5? 桑椹酒主發(fā)酵工藝的優(yōu)化

1）單因素試驗確定最適的SO2濃度、酵母接入量和發(fā)酵溫度。①確定最適SO2處理濃度試驗。桑椹發(fā)酵液分別經(jīng)濃度為40、60、80 mg/L SO2處理，接入0.050%的酵母，于20 ℃下發(fā)酵，觀測發(fā)酵液中酵母生長狀況、還原糖變化情況及最終桑椹酒的品質(zhì)，確定較優(yōu)SO2處理濃度。②確定活性干酵母接種量試驗。桑椹發(fā)酵液經(jīng)60 mg/L SO2處理后，分別接入0.025%、0.050%、0.075%的酵母，于20 ℃下發(fā)酵，觀測發(fā)酵液中酵母生長狀況、還原糖變化情況及最終桑椹酒的質(zhì)量，確定活性干酵母接種量。③確定發(fā)酵溫度試驗。經(jīng)濃度為60 mg/L的SO2處理后的桑椹發(fā)酵液中接入0.050%的酵母，于20、25，30 ℃下發(fā)酵，觀測發(fā)酵液中酵母生長狀況、還原糖變化情況及最終桑椹酒的質(zhì)量，確定發(fā)酵溫度。

2）正交試驗優(yōu)化桑椹酒主發(fā)酵工藝參數(shù)。為確定桑椹酒發(fā)酵的最佳工藝參數(shù)，在單因素試驗基礎上以生成酒精度及桑椹酒的綜合感官評定作為試驗指標，通過三因素三水平正交試驗優(yōu)化SO2濃度、酵母添加量以及發(fā)酵溫度參數(shù)。其因素與水平見表2。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 最適發(fā)酵酵母的篩選

沒有適合的菌種就釀制不出優(yōu)質(zhì)的果酒。同一種原料而菌種不同或同一種菌種而原料不同，酒質(zhì)可能有天壤之別。釀酒實踐證明，菌種是釀酒的必要條件[9，10]。果酒生產(chǎn)的良好酵母應具備的特征為發(fā)酵啟動快;發(fā)酵能力強，具有穩(wěn)定的發(fā)酵特性;能使糖發(fā)酵完全，具有較強的乙醇耐受能力，酒精產(chǎn)率高;有生香性能，不產(chǎn)生不良風味物質(zhì)，所發(fā)酵產(chǎn)品具有良好總體風味等特性。

3種活性干酵母發(fā)酵試驗結(jié)果見圖1和圖2，隨著發(fā)酵的進行，桑椹發(fā)酵液中酵母數(shù)增殖，發(fā)酵液中的糖逐漸轉(zhuǎn)化為酒精，導致其糖度逐漸變低，酒精度增加。耐高溫安琪釀酒高活性干酵母菌種在24 h以內(nèi)酵母總數(shù)有較大增加，說明起酵快，在24～96 h之間還原糖平穩(wěn)減少，發(fā)酵過程較平緩，發(fā)酵的酒液酒精度最高，殘?zhí)橇康停慵熬葡爿^濃郁。LALVIN2323釀酒酵母起酵較慢，殘?zhí)橇扛?，發(fā)酵出的酒液的果香不足。安琪葡萄酒用高活性酵母起酵快，但酵母最高值明顯低于前兩種，殘?zhí)橇扛撸l(fā)酵出的酒液的果香、酒香都比較清淡。因此選用耐高溫安琪釀酒高活性干酵母菌種作為桑椹酒發(fā)酵菌種。不同活性干酵母發(fā)酵性能比較見表3。

2.2? 桑椹酒主發(fā)酵工藝參數(shù)的確定

2.2.1? SO2處理濃度對主發(fā)酵的影響? 桑椹發(fā)酵原液經(jīng)SO2處理后能夠殺死部分或全部的微生物，其在酒精發(fā)酵過程中一定會表現(xiàn)出特殊的特性。

不同濃度的SO2處理桑椹原漿發(fā)酵過程中酵母總數(shù)變化、還原糖含量變化及主發(fā)酵結(jié)束后桑椹原酒的品質(zhì)分別見圖3、圖4及表4。由試驗結(jié)果可知，SO2濃度為60 mg/L時，酵母數(shù)在24 h以內(nèi)有較快的增長，說明在此條件下發(fā)酵原液中的其他微生物被有效抑制，接入的酵母能夠很快成為優(yōu)勢菌;在24～72 h之間酵母數(shù)呈直線上升，說明發(fā)酵速度平穩(wěn)正常，不受其他雜菌的干攏，因此到主發(fā)酵結(jié)束時，其殘?zhí)橇康?，酒精產(chǎn)量高，總酸也低，有濃郁的果香與酒香。所以選擇SO2濃度為60 mg/L比較適合。

2.2.2? 最適酵母接入量對主發(fā)酵的影響? 桑椹發(fā)酵原液不添加純培養(yǎng)酵母，也可以觸發(fā)自然發(fā)酵。但自然酵母群不穩(wěn)定，且受其他雜菌的影響，造成每批產(chǎn)品之間質(zhì)量差異很大，為了保證發(fā)酵順利進行，獲得質(zhì)量上乘而且穩(wěn)定一致的果酒，應使用優(yōu)良純培養(yǎng)酵母。然而，不同接種量下發(fā)酵情況和結(jié)果仍存在一定差異。在發(fā)酵過程中，低接種量的缺點是菌種在發(fā)酵液中起酵慢，使產(chǎn)酒精量受到限制，且易形成菌種不良的生長環(huán)境，使得酵母菌得不到足夠的繁殖;接種量大，菌體繁殖率高，發(fā)酵速率快，則產(chǎn)酒多，還可避免雜菌感染，但過高接種量的缺點是不經(jīng)濟，并且發(fā)酵過快，致使代謝產(chǎn)物積累過多，對酒的醇正口味有一定的影響。

從圖5、圖6及表5的試驗結(jié)果可知，采用0.025%的接種量時，整個發(fā)酵費時較長，起酵慢，還原糖降解速度較慢而且不徹底，測得最終酒精度為9.20°。采用0.075%的接種量，整個發(fā)酵過程中，發(fā)酵速度快得難以控制，且發(fā)酵原酒中酵母味較重，發(fā)酵液的果香及酒香都較淡。而酵母添加量為0.050%時，整個發(fā)酵過程降糖速度比較平緩，發(fā)酵徹底，最終殘?zhí)橇枯^低，殘?zhí)菫?.836 g/100 mL，發(fā)酵液最終酒精度為10.56°。因此，酵母接種量選擇0.050%為宜。

2.2.3? 最適發(fā)酵溫度對主發(fā)酵的影響? 在20～30 ℃的溫度范圍內(nèi)每升高1 ℃，發(fā)酵速度就提高1%，而發(fā)酵速度越快，停止發(fā)酵就越早，酵母菌的“疲勞”現(xiàn)象出現(xiàn)越早，產(chǎn)酒精率就越低，產(chǎn)生的副產(chǎn)物就越多[11]。因此，要獲得較高酒精度的果酒，就必須將發(fā)酵溫度控制在適當水平。發(fā)酵溫度的提高有利于縮短生產(chǎn)周期，減少雜菌污染，保證果酒風味純正。但隨著溫度的升高，雖發(fā)酵速度隨之加快，但酵母衰老加快，發(fā)酵力也隨之減弱，發(fā)酵停止早，所能達到的酒精度就比較低，殘?zhí)橇扛?，發(fā)酵不徹底，釀造的果酒缺乏新鮮的果香，酒質(zhì)不細膩。在低溫下發(fā)酵，速度緩慢，不進入明顯的旺盛發(fā)酵階段，芳香物質(zhì)揮發(fā)較弱，果酒能長久保持其香味，酵母腐敗程度較小，并且低溫阻礙醋酸菌和乳酸菌的發(fā)育，所以在低溫條件下發(fā)酵而成的酒味道純正、新鮮，并能很好地保持果實的香氣。

由圖7、圖8及表6的試驗結(jié)果可知，在20 ℃發(fā)酵時，發(fā)酵液發(fā)酵速度較平緩，主發(fā)酵時間延長，殘?zhí)橇康停靼l(fā)酵結(jié)束后的桑椹果酒具有濃郁的酒香、果香。25 ℃和30 ℃發(fā)酵的速度進行得太快，過早停止發(fā)酵不利于酒香產(chǎn)生，主發(fā)酵結(jié)束后發(fā)酵液殘?zhí)橇坑性黾拥内厔荩焕诰凭漠a(chǎn)生，果酒的感官品質(zhì)也有所下降。所以選擇20 ℃的發(fā)酵溫度比較合適，能獲得酒香、果香濃郁的桑椹酒。