紅棗酒釀造酵母的篩選及發(fā)酵工藝研究

賈智勇，閆宗科，任金玫，劉 迪，陳 雪，王 珍

（陜西西鳳酒股份有限公司，陜西鳳翔 721406）

紅棗起源于我國黃河中上游流域，具有較高的營養(yǎng)保健價值[1]，由于紅棗采收期短，采收高峰期大量的果實被浪費且后加工、貯藏技術(shù)匱乏，嚴重制約了紅棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本研究項目針對佳縣紅棗多糖、黃酮等功效成分含量較高的特點，將其直接發(fā)酵生產(chǎn)紅棗果酒，一方面，紅棗酒酒精度低、營養(yǎng)價值高，適合大多數(shù)人飲用；另一方面，延長紅棗加工產(chǎn)業(yè)鏈，一定程度上解決紅棗滯銷難題。

1 材料與方法

1.1 材料

耗材：佳縣有機油棗、紗布、發(fā)酵桶、偏重亞硫酸鉀、蔗糖、果膠酶。

釀酒酵母:RV171、低醇甜型釀酒活性干酵母NSD（安琪酵母公司）。

非釀酵母：055、漢遜193（H）、NY16、VIC、137（企業(yè)技術(shù)中心提供）。

1.2 試驗方法

1.2.1 酵母的活化

釀酒酵母：稱取所需活性干酵母，加入10倍重量的糖液，在35～40℃水浴中活化15 min，待有大量泡沫產(chǎn)生時攪拌接種。

非釀酵母：一級：YPD平板劃線培養(yǎng)，30℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h。

二級：從一級種子培養(yǎng)基上挑取6～8個單菌落，接入100 mL滅過菌的棗汁中，置于120 r/min的搖床中，20℃培養(yǎng)24 h。計數(shù)后接種。

1.2.2 酵母的初篩

在棗汁自然pH條件下接種酵母，單菌發(fā)酵2個處理，分別接種RV171、NSD；混菌發(fā)酵5個處理，先分別接種055、NY16、漢遜H、VIC、137，48 h后接種RV171釀酒酵母?？刂瓢l(fā)酵溫度20～25℃，發(fā)酵過程中測定發(fā)酵液還原糖、總酸等指標(biāo)；發(fā)酵結(jié)束后測定棗酒還原糖殘留量、總酸、酒度、黃酮、甲醇及雜醇油含量，并進行感官品評，研究不同的酵母菌種對棗酒品質(zhì)的影響。

1.2.3 初篩酵母的耐受性測定

（1）對初步所選的非釀酵母進行酒精和高糖耐受性測定。將活化好的非釀酵母按106cfu/mL接種量接入滅過菌的不同乙醇濃度（3%vol、6%vol、9%vol、12%vol）和葡萄糖濃度(160 g/L、210 g/L、260 g/L、310 g/L)的YPD液體培養(yǎng)中，分別恒溫靜置培養(yǎng)，每隔4 h觀察產(chǎn)氣情況，3 d后在600 nm條件下測其吸光度。

（2）釀酒酵母與非釀酵母相互作用的研究。將初選的非釀酵母均勻涂布于YPD固體培養(yǎng)基上，1 h后接入RV171菌株的單菌落菌餅，25℃恒溫培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng)，觀察有無抑制作用。

1.2.4 紅棗酒主發(fā)酵工藝的研究

從蒸煮處理[2]、料液比、初始糖度及加糖方式、果膠酶添加環(huán)節(jié)、終止發(fā)酵方法、貯存容器選擇等方面出發(fā)，探索紅棗酒生產(chǎn)的最佳生產(chǎn)工藝。

2 結(jié)果與分析

2.1 釀酒用酵母的初篩（圖1、圖2）

從圖1可以看出，不同酵母及其組合處理對棗汁中還原糖的分解速度和利用率不同，其中安琪果酒酵母RV171還原糖降低速度較快，所發(fā)酵的棗酒中殘?zhí)堑暮孔畹?，其?種組合還原糖降低速率大體一致，相對較慢。NSD菌株組起酵速度慢，發(fā)酵不徹底。發(fā)酵速度對果酒影響較大，發(fā)酵速度過快,果酒香氣較差，發(fā)酵速度過慢，發(fā)酵不徹底。適宜的酸度能更好的平衡果酒的口感，其在4～5 g/L之間時，棗酒口感較好。

圖1 不同酵母及其組合對棗酒還原糖的影響

圖2 不同酵母及其組合對棗酒總酸的影響

從圖2可看出，不同酵母在發(fā)酵過程中產(chǎn)酸量有所差異，這7種組合所產(chǎn)的酒酸度在4.5～6.5 g/L之間，其中RV171+H、RV171+VIC、NSD處理總酸產(chǎn)量較低，均在5 g/L以下。RV171+NY16、RV171+137、RV171+055總酸產(chǎn)量相對較大，其中RV171+NY16混釀組的棗酒總酸達6.3 g/L以上。

由圖3可知，7種酵母組合所釀的紅棗果酒甲醇的含量在0.15～0.35 g/L之間，說明它們各自對甲醇的生成能力不同。其中RV171、RV171+137組所產(chǎn)紅棗酒中甲醇含量均在0.3 g/L以上，其他5種菌株及組合的甲醇含量相差不大。故可從RV171+H、RV171+VIC菌株組合中篩選。

圖3 不同酵母及其組合對棗酒甲醇含量的影響

經(jīng)過感官評定（滿分100分），RV171+VIC、RV171+137所釀的酒酸味不足、澀味較重，口感欠協(xié)調(diào)，RV171+NY16所釀的酒酸苦味較重，而RV171+H和NSD釀造的低度紅棗果酒略甜，口感酸甜較協(xié)調(diào)，感官評定分數(shù)也相對較高，分別為86分和84分，綜合考慮各指標(biāo)，確定RV171+H為最適合釀造低度紅棗果酒的酵母（表1）。

表1 不同酵母發(fā)酵的紅棗果酒的品質(zhì)比較

2.2 初選酵母的性能測定

非釀酵母（H/漢遜193酵母）的耐受性測定結(jié)果（表2、表3、圖4）

表2 菌株H的酒精耐受性(產(chǎn)氣情況)

菌株H漢遜193的酒精耐受性一般，當(dāng)酒精度＞9%vol時，菌株生長及起酵受到抑制；當(dāng)酒精度＞12%vol時，明顯受到抑制。隨著葡萄糖濃度的增加，菌株的起酵延遲，在高糖濃度為310 g/L時，產(chǎn)氣較慢，起酵慢，菌體量較少，但仍能完成發(fā)酵。綜合以上，漢遜193菌株可以耐受9%vol的酒精，耐受310 g/L葡萄糖。試驗通過將H與RV171先后接在同一固態(tài)培養(yǎng)基上，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上沒有產(chǎn)生透明的無菌生長區(qū)域、無抑菌斑出現(xiàn)，沒有觀察到兩種酵母之間有嗜殺作用。綜上，確定本次釀造用菌株為R+H混合發(fā)酵。

表3 菌株H的高糖耐受性(產(chǎn)氣情況)

圖4 菌株的酒精度和高糖耐受性

2.3 紅棗酒主發(fā)酵工藝的研究

2.3.1 蒸煮處理的選擇（圖5、圖6）

圖5 蒸煮處理對棗酒還原糖含量的影響

從圖5可以看出，蒸煮處理的發(fā)酵液在18 d左右時基本上發(fā)酵結(jié)束，發(fā)酵較徹底，而未經(jīng)蒸煮處理的組在23～25 d時才能基本發(fā)酵結(jié)束。另外，蒸煮組前期還原糖下降較未蒸煮組慢，可能是因為蒸煮處理使得棗中大量的糖迅速溶解于棗汁中，對酵母的起酵有一定的延緩作用，但是對整個發(fā)酵過程沒有影響。從圖6可以看出，蒸煮處理能夠降低棗酒中的甲醇[3]、正丙醇含量，提高棗酒中的乙酸乙酯含量。且通過感官品評發(fā)現(xiàn)，未蒸煮的組別，酒體呈淺黃色，棗香不明顯且有異臭味。蒸煮處理的棗酒呈棕紅色，棗香濃郁、口感協(xié)調(diào)。

圖6 蒸煮處理對棗酒色譜指標(biāo)的影響

2.3.2 料液比的選擇（圖7、圖8）

圖7 不同料液比對棗酒發(fā)酵中還原糖的影響

圖8 不同料液比對棗酒發(fā)酵中總酸的影響

由圖7、圖8可知，料液比對發(fā)酵周期、酒的品質(zhì)有直接影響，在初始理論糖度設(shè)定相同的情況下，料液比越大，發(fā)酵速率越快；料液比越小，發(fā)酵越不徹底。在1∶2料液比中，發(fā)酵至10 d時，發(fā)酵已基本終止，1∶5料液比中，發(fā)酵至30 d時，殘?zhí)呛咳栽?0 g/L左右。另外，相比于蔗糖，菌株更易利用棗中的糖，試驗選擇1∶3為適宜的料液比。

圖9 添加不同果膠酶對棗酒還原糖的影響

圖10 添加不同果膠酶對棗酒色譜指標(biāo)的影響

2.3.3 果膠酶及果膠酶添加環(huán)節(jié)的選擇（圖9、圖10）由圖9、圖10可知，發(fā)酵前加入2種果膠酶，酵母起酵快，但總體發(fā)酵周期一致。前期加入RF果膠酶能降低棗酒甲醇含量，但在品評時發(fā)現(xiàn)，該棗酒偏黃色，果香和酒香不足。加之，未加果膠酶釀制的棗酒甲醇含量較低，且評分較高，故選擇發(fā)酵前期不加入果膠酶，僅在發(fā)酵結(jié)束后加入MH果膠酶用于棗酒澄清。

2.3.4 終止發(fā)酵方法的確定（表4）

表4 不同終止發(fā)酵方式對棗酒品質(zhì)的影響

由表4可以看出，巴氏殺菌結(jié)合SO2添加法與冷藏處理結(jié)合SO2添加法制得的成品酒感官評分均較高，其色澤呈淺紅棕色，澄清透明，果香濃郁，有典型的半甜型酒風(fēng)格。故這兩種方法為較理想的發(fā)酵終止方法。

表5 不同貯存容器對棗酒品質(zhì)的影響

2.3.5 不同貯存容器對棗酒品質(zhì)的影響（表5）

綜合分析，選擇橡木桶為棗酒后熟的貯存容器。

3 結(jié)論

通過試驗，得到紅棗酒最佳生產(chǎn)工藝：紅棗蒸煮、破碎為2～3瓣、不去核，按紅棗3倍重量加水，一次性補糖至可溶性固形物含量達21 g/100 mL，順序接種H和RV171酵母混菌發(fā)酵，監(jiān)控發(fā)酵溫度、還原糖、總酸變化，至棗汁中還原糖含量為30～40 g/L時，采用巴氏殺菌結(jié)合SO2添加法終止發(fā)酵，分離過濾，添加MH果膠酶澄清、過濾，橡木桶貯存。經(jīng)過工藝的細化改良，本試驗釀造的紅棗酒甲醇含量低、黃酮含量高，酒體呈淺紅棕色，澄清透明，有濃郁的紅棗香氣和協(xié)調(diào)的酒香，具有典型的發(fā)酵棗酒風(fēng)格。