木奶果果酒加工工藝優(yōu)化

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué)熱帶作物學(xué)院,云南普洱 665000)

木奶果(BaccaurearamifloraLour)為多年生大戟科木奶果屬常綠灌木或喬木,主要分布于我國(guó)海南、廣西及云南等地[1]。云南普洱江城縣等地有較大面積栽培。木奶果可鮮食亦可入藥,其根、果皮富含揮發(fā)油、內(nèi)酯,具有抗腫瘤活性[2]。目前,國(guó)內(nèi)外主要對(duì)木奶果的營(yíng)養(yǎng)成分、栽培管理、貯藏適性和化學(xué)成分進(jìn)行分析研究[3-9],木奶果深加工研究幾乎是空白。木奶果產(chǎn)量高,但季節(jié)性強(qiáng),不耐運(yùn)輸和儲(chǔ)藏,容易褐變霉?fàn)€,必須及時(shí)銷(xiāo)售或者加工處理,但是目前市場(chǎng)上未見(jiàn)對(duì)木奶果深加工處理工藝方法,本研究擬將木奶果進(jìn)行榨汁后發(fā)酵,將其開(kāi)發(fā)為方便儲(chǔ)藏和飲用的果酒,既可以解決木奶果的儲(chǔ)藏和運(yùn)輸問(wèn)題,又可以提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的收入,有著顯著的社會(huì)效益。

目前,國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)展了櫻桃、蓮霧、石榴等多種果酒釀造工藝的研究[10-13],并通過(guò)工藝優(yōu)化使果酒釀造技術(shù)也不斷成熟[14-18],但是仍存在許多需要解決的問(wèn)題,特別是在不同原材料需要探索合適的發(fā)酵工藝上還有待于完善。本研究通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)確定木奶果果酒發(fā)酵的接種量、起始糖度、二氧化硫添加量、起始pH和主發(fā)酵時(shí)間的最適參數(shù),在此基礎(chǔ)上確定影響木奶果果酒品質(zhì)的主要因素，并通過(guò)四因素三水平正交試驗(yàn),優(yōu)化確定木奶果果酒發(fā)酵的最佳工藝。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

木奶果鮮果 采摘于云南省普洱市江城縣;白砂糖 市售;安琪紅葡萄酒果酒酵母 湖北安琪酵母股份有限公司;偏重亞硫酸鉀 食品級(jí),河南華興生物科技有限公司;食用小蘇打 山東海天生物化工有限公司。

ME204E電子分析天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;PHS-3C型酸度計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;RQH-400人工氣候箱 寧波江南儀器廠;手持式折光糖度計(jì) 上海力辰儀器科技有限公司;高壓滅菌鍋 合肥華泰醫(yī)療設(shè)備有限公司;HWS-26恒溫水浴鍋 上海一恒科學(xué)儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 木奶果果酒加工工藝 木奶果鮮果清洗→去皮→榨汁→調(diào)配→滅菌→接種發(fā)酵→主發(fā)酵→后發(fā)酵→陳釀→調(diào)配→澄清→過(guò)濾→成品

關(guān)鍵操作點(diǎn):木奶果要求新鮮、達(dá)到食用成熟度,無(wú)病蟲(chóng)害,自來(lái)水清洗木奶果表面附著的泥沙、雜物,晾干后剝皮,果肉及果核放入脫脂棉紗布中擠壓榨汁,得到木奶果果汁,加入一定量的偏重亞硫酸鉀抑制雜菌生長(zhǎng)。用白砂糖調(diào)節(jié)果酒發(fā)酵液的初始糖度,檸檬酸和碳酸氫鈉調(diào)整發(fā)酵母液至一定pH,從而得到待發(fā)酵液。

滅菌:果汁采用高溫瞬時(shí)滅菌,在130 ℃左右瞬時(shí)殺菌3～4 s,殺菌后盡量避免與空氣直接接觸,果汁溫度控制在25 ℃左右。

酵母的活化:蒸餾水加熱至37 ℃,在水浴鍋中37 ℃保溫并加入干酵母粉攪拌至溶解[14]。

主發(fā)酵:木奶果待發(fā)酵液中加入一定量的活化酵母菌,于28 ℃恒溫發(fā)酵一定時(shí)間[15-16]。

后發(fā)酵:主發(fā)酵后的果酒分離酒腳,上清液在15 ℃恒溫下繼續(xù)進(jìn)行后發(fā)酵60 d。

1.2.2 木奶果果酒加工工藝單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.2.1 初始糖度對(duì)木奶果酒品質(zhì)的影響 按照1.2.1工藝操作方法,將待發(fā)酵液分別裝入500 mL發(fā)酵瓶中,每瓶加入量為350 mL,利用白砂糖分別調(diào)整各瓶初始糖度為16、18、20、22、24 °Bx,按照0.8 g/L接種活化好的酵母菌液,調(diào)節(jié)pH為4.0,28 ℃發(fā)酵9 d,各瓶分別調(diào)節(jié)SO2添加量為70 mg/L,比較初始糖度對(duì)木奶果果酒品質(zhì)的影響。

1.2.2.2 SO2添加量對(duì)木奶果果酒品質(zhì)的影響 將木奶果果汁初始糖度調(diào)整為20 °Bx,調(diào)節(jié)pH為4.0,分別取350 mL按照0.8 g/L接種活化好的酵母菌液裝入500 mL發(fā)酵瓶中,各瓶分別調(diào)節(jié)SO2添加量為30、50、70、90、110 mg/L,28 ℃發(fā)酵9 d,比較SO2添加量對(duì)木奶果果酒品質(zhì)的影響。

1.2.2.3 發(fā)酵初始pH對(duì)木奶果酒品質(zhì)的影響 將木奶果果汁初始糖度調(diào)整為20 °Bx,分別取350 mL按照0.8 g/L接種活化好的酵母菌液裝入500 mL發(fā)酵瓶中,各瓶分別調(diào)節(jié)pH為3.0、3.5、4.0、4.5、5.0,各瓶分別調(diào)節(jié)SO2添加量為70 mg/L,28 ℃發(fā)酵9 d,比較發(fā)酵初始pH對(duì)木奶果果酒品質(zhì)的影響。

1.2.2.4 酵母菌接種量對(duì)木奶果果酒品質(zhì)的影響 將木奶果果汁初始糖度調(diào)整到20 °Bx,調(diào)節(jié)pH至4.0,分別取350 mL裝入500 mL發(fā)酵瓶中,接種酵母菌懸浮液,接種量分別為0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 g/L,各瓶分別調(diào)節(jié)SO2添加量為70 mg/L,28 ℃發(fā)酵9 d,比較酵母菌接種量對(duì)木奶果果酒品質(zhì)的影響。

1.2.2.5 主發(fā)酵時(shí)間對(duì)木奶果酒品質(zhì)的影響 將木奶果汁初始糖度調(diào)整為20 °Bx,調(diào)節(jié)pH為4.0,分別取350 mL按照0.8 g/L接種活化好的酵母菌液裝入500 mL發(fā)酵瓶中,各瓶分別調(diào)節(jié)SO2添加量為70 mg/L,在28 ℃分別發(fā)酵5、7、9、11、13 d,比較主發(fā)酵時(shí)間對(duì)木奶果果酒品質(zhì)的影響。

1.2.2.6 木奶果果酒正交試驗(yàn) 在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)對(duì)酒精度(%vol)和感官評(píng)分的影響,選取初始糖度(A)、發(fā)酵初始pH(B)、接種酵母菌量(C)、主發(fā)酵時(shí)間(D)對(duì)影響木奶果果酒品質(zhì)四個(gè)較大的因素為考察因素,以酒精度(%vol)和感官評(píng)分為指標(biāo),通過(guò)四因素三水平正交試驗(yàn),優(yōu)化發(fā)酵參數(shù),得到最有發(fā)酵工藝。正交試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表1。

表1 木奶果果酒主發(fā)酵正交試驗(yàn)的因素與水平Table 1 Factors and levels of B.ramiflorawine main fermentation orthogonal test

1.2.3 指標(biāo)測(cè)定

1.2.3.1 理化分析 采用酒精計(jì)法檢測(cè)酒精度[19];殘?zhí)?以葡萄糖計(jì))和總酸(以檸檬酸計(jì))測(cè)定采用《葡萄酒、果酒通用分析方法》(GB/T 15038-2006)規(guī)定方法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.3.2 感官評(píng)價(jià) 根據(jù)木奶果果酒的特點(diǎn),參考GB/T15037-2006《葡萄酒》,建立木奶果酒感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),詳見(jiàn)表2。木奶果酒發(fā)酵后,選擇5名具有食品感官評(píng)定基礎(chǔ)的教師及10名學(xué)生,按照評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行品評(píng)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次,實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析時(shí)取平均值。單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果表繪制和偏差分析采用Excel軟件。正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)助手(Ⅱ)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 木奶果果酒單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 初始糖度對(duì)木奶果果酒品質(zhì)的影響 初始糖度對(duì)木奶果果酒感官品質(zhì)及酒精度的影響見(jiàn)圖1。由圖1可以看出,起初隨著初始糖度的升高,感官品質(zhì)和酒精度均會(huì)上升,但糖度超過(guò)22 °Bx時(shí),酒精度略有下降;感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)在20 °Bx時(shí)最高,之后明顯下降。木奶果果酒感官品質(zhì)逐漸下降,究其原因是糖分除了作為酵母菌養(yǎng)分用于生長(zhǎng)繁殖外,同時(shí)也會(huì)被轉(zhuǎn)化成酒精,隨著糖度升高,酒精度也相應(yīng)升高,過(guò)高的酒精度會(huì)對(duì)木奶果酒感官品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響,因此,初始糖度選擇在20 °Bx,在此糖度下發(fā)酵的木奶果果酒酒精度和感官品質(zhì)最佳。

表2 木奶果酒感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standard of B.ramiflora wine

圖1 初始糖度對(duì)木奶果果酒品質(zhì)的影響Fig.1 Effects of original sugar contenton quality of B.ramiflora wine

2.1.2 不同SO2添加量對(duì)木奶果果酒品質(zhì)的影響 不同SO2添加量對(duì)木奶果果酒感官品質(zhì)及酒精度的影響見(jiàn)圖2。對(duì)SO2添加量影響結(jié)果進(jìn)行差異顯著性分析表明,SO2添加量對(duì)木奶果酒酒精度影響差異極顯著(P=0.0008),進(jìn)一步進(jìn)行多重比較發(fā)現(xiàn),SO2添加量70 mg/L與其他添加濃度對(duì)酒精度影響差異顯著(P<0.05),其余各添加量之間差異不顯著(P>0.05),因而其余濃度可不再做篩選,且在添加量為70 mg/L時(shí),感官評(píng)分最高,因此選擇70 mg/L作為發(fā)酵最佳添加量。

圖2 SO2添加量對(duì)木奶果果酒品質(zhì)的影響Fig.2 Effects of SO2 dosage onquality of B.ramiflora wine

2.1.3 不同初始pH對(duì)木奶果酒品質(zhì)的影響 發(fā)酵母液初始pH對(duì)木奶果酒酒精度及感官評(píng)分影響的結(jié)果見(jiàn)圖3。如圖3所示,發(fā)酵pH在4.0時(shí)果酒口感最好,在pH低于3.5時(shí),會(huì)抑制酵母發(fā)酵,并促使香味組分水解,在pH高于4.5時(shí),酒精度反而降低,易受雜菌污染,綜合評(píng)分開(kāi)始下降[18]。因此,最佳初始pH選擇4.0。

圖3 初始pH對(duì)木奶果酒品質(zhì)的影響Fig.3 Effects of original pH valueon quality of B.ramiflora wine

2.1.4 不同酵母菌接種量對(duì)木奶果果酒品質(zhì)的影響 由圖4可以看出,隨著酵母菌接種量增大,果酒酒精度和感官評(píng)分也不斷提升,但是在接種量超過(guò)0.8 g/L時(shí),酒精度開(kāi)始下降,同時(shí)感官評(píng)分亦開(kāi)始下降,究其原因,酵母接種量過(guò)大,其繁殖生長(zhǎng)過(guò)快會(huì)加快呼吸作用,所消耗糖分大量增加,不利于酒精積累量[20],同時(shí)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過(guò)量消耗也會(huì)導(dǎo)致感官評(píng)分的下降。因此,選擇0.8 g/L酵母菌接種量為最優(yōu)選擇。

圖4 接種量對(duì)木奶果果酒品質(zhì)的影響Fig.4 Effects of inoculating amountson quality of B.ramiflora wine

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Results of orthogonal test

2.1.5 主發(fā)酵時(shí)間對(duì)木奶果果酒品質(zhì)的影響 由圖5可以看出,隨著主發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng),酒精度和感官評(píng)分均逐步上升,在第9 d時(shí),感官評(píng)分達(dá)到最佳,其后酒精度增加變緩,感官評(píng)分有所降低,因此確定主發(fā)酵最佳時(shí)間為9 d。

圖5 主發(fā)酵時(shí)間對(duì)木奶果果酒品質(zhì)的影響Fig.5 Effects of principal fermentation timeon quality of B.ramiflora wine

2.2 木奶果酒正交試驗(yàn)

木奶果酒發(fā)酵條件正交優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果檢表3。

由表3中的酒精度R值大小可知,各因素對(duì)木奶果果酒酒精度影響的主次順序?yàn)槌跏紁H>酵母菌接種量>起始糖度>主發(fā)酵時(shí)間。依據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果采用直觀分析法得到最佳發(fā)酵條件為A2B3C3D2,即初始糖度20 °Bx,初始pH4.5,酵母菌接種量1.0 g/L,主發(fā)酵時(shí)間9 d。利用正交試驗(yàn)中這一方案進(jìn)行三次發(fā)酵獲得木奶果酒酒精度平均為12.56%vol(RSD=1.14%),感官評(píng)分平均為92分(RSD=1.63%),殘?zhí)菫?.59 g/L(以葡萄糖計(jì))(RSD=1.72%),總酸為11.82 g/L(以檸檬酸計(jì))(RSD=1.35%)。

各因素對(duì)木奶果果酒感官評(píng)分影響的主次順序?yàn)槌跏紁H>酵母菌接種量>起始糖度>主發(fā)酵時(shí)間。依據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果采用直觀分析得到最佳發(fā)酵條件為A3B3C3D2,即初始糖度22 °Bx,初始pH4.5,酵母菌接種量1.0 g/L,主發(fā)酵時(shí)間9 d。利用正交試驗(yàn)中這一方案進(jìn)行三次發(fā)酵獲得木奶果酒酒精度平均為11.88%vol(RSD=1.08%),感官評(píng)分平均為89分(RSD=1.67%),殘?zhí)菫?.69 g/L(以葡萄糖計(jì))(RSD=1.35%),總酸為10.43 g/L(以檸檬酸計(jì))(RSD=1.74%)。

對(duì)比上述兩種發(fā)酵組合發(fā)現(xiàn),發(fā)酵條件組合A2B3C3D2所得木奶果果酒酒精度及感官評(píng)價(jià)均優(yōu)于A3B3C3D2組合,總糖和總酸含量適中,優(yōu)于正交試驗(yàn)其他不同水平組合,因此,該優(yōu)化方案可靠可行。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)對(duì)木奶果果酒釀造工藝進(jìn)行了試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)起始糖度、酵母菌接種量、發(fā)酵時(shí)間、SO2添加量和發(fā)酵初始pH等都會(huì)對(duì)木奶果酒品質(zhì)產(chǎn)生影響,但SO2添加量70 mg/L與其他添加濃度對(duì)酒精度影響差異極顯著(P<0.05),其余各添加量之間差異不顯著(P>0.05),故確定SO2添加量為 70 mg/L。通過(guò)四因素三水平正交試驗(yàn),確定出木奶果酒的最佳發(fā)酵工藝條件為:初始糖度20 °Bx,酵母菌接種量1.0 g/L,主發(fā)酵時(shí)間9 d,初始pH為4.5。此條件下發(fā)酵得到的木奶果酒酒精度為12.56%vol,感官評(píng)分為92分,殘?zhí)菫?.59 g/L(以葡萄糖計(jì)),總酸為11.82 g/L(以檸檬酸計(jì)),酒體呈淡棕紅色,澄清透明,果香濃郁,協(xié)調(diào)豐滿(mǎn)、口感醇和。木奶果含有多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),釀造的果酒具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)附加值。本研究首次研究了木奶果的發(fā)酵工藝,可以為木奶果資源的開(kāi)發(fā)和深加工提供有效途徑。