不同釀酒酵母對草莓酒發(fā)酵特性影響的研究

張陽陽,汪雅馨,王榮榮,朱 靜,趙子旭

(1.信陽農(nóng)林學(xué)院 食品學(xué)院,河南 信陽 464000;2.信陽云尖茶葉有限公司,河南 信陽 464000)

草莓為多年生常綠草本植物,屬薔薇科草莓屬,多年生漿果。草莓果實(shí)味香汁多,酸甜可口,營養(yǎng)豐富,素來有“水果皇后”之稱[1],其味甘酸、性涼,含有礦物質(zhì)及多酚類生物活性物質(zhì),有抗癌、抗氧化、預(yù)防心血管疾病、健脾和胃、潤肺生津、涼血解毒和補(bǔ)血益氣等功效[2-4]。草莓中含有豐富的維生素C、維生素A、維生素E、維生素PP、維生素B1、維生素B2、胡蘿卜素、鞣酸、天冬氨酸、銅、草莓胺、果膠、纖維素、葉酸、鐵、鈣、鞣花酸和花青素等營養(yǎng)物質(zhì),其中維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)極高,每100 g草莓含維生素C 50～100 mg,是蘋果、葡萄的10倍以上[5-6]。草莓的收獲期較短,采摘之后極易變質(zhì),貯藏運(yùn)輸中比較容易腐爛[7-8]。將草莓加工成兼具風(fēng)味和營養(yǎng)的果酒,是提高草莓利用價值的一種重要途徑。果酒能夠控制人體內(nèi)膽固醇水平,促進(jìn)血液循環(huán),同時具有調(diào)節(jié)新陳代謝、美容養(yǎng)顏和抗衰老等作用[9-10]。近年來,對草莓酒的研究報道主要集中在發(fā)酵工藝、澄清工藝和香氣成分檢測等方面,在篩選適合草莓酒發(fā)酵的酵母方面的報道較少。因此,筆者以5種不同的釀酒酵母L2323,BO213,F15,果酒專用酵母和RV002進(jìn)行草莓酒釀制,分別測定酵母發(fā)酵力、糖度、酸度、酒精度、干浸出物和揮發(fā)酸,并對酒體進(jìn)行感官評價,從而分析不同釀酒酵母對草莓酒發(fā)酵特性的影響,篩選出適宜釀造草莓酒的酵母,以期為草莓的深加工利用提供參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛奶草莓,購自信陽十三里橋。

L2323酵母,購自煙臺曼森商貿(mào)有限公司;BO213酵母,購自山東煙臺帝伯仕酵母有限公司;F15酵母,購自山東煙臺帝伯仕自釀機(jī)有限公司;果酒專用酵母,購自安琪酵母股份有限公司;RV002酵母,購自安琪酵母股份有限公司。

果膠酶(60 000 U/mL),購自夏盛果汁果膠酶有限公司;偏重亞硫酸鉀,分析純,購自湖北巨勝科技有限公司;氫氧化鈉顆粒(質(zhì)量分?jǐn)?shù)99%),購自天津市巴斯夫化工廠;YPD培養(yǎng)基,購自北京邁瑞達(dá)科技有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

PHS-4CT型臺式數(shù)顯酸度計,上海良平儀器儀表有限公司;SHP型生化培養(yǎng)箱,上海山連實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;101-3型恒溫鼓風(fēng)干燥箱,北京市科偉永興儀器有限公司;FA2104型分析天平,上海良平儀器儀表有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 草莓酒釀制工藝

工藝流程:草莓挑選→清洗→打漿→添加SO2、果膠酶→糖酸調(diào)整→接種酵母菌→過濾→倒罐→后發(fā)酵→陳釀→澄清→過濾→成品。

操作中需要注意以下12個要點(diǎn):

1) 滅菌:將試驗(yàn)所用5 L玻璃發(fā)酵罐(上海顧信生物科技有限公司)、燒杯、錐形瓶和攪拌棒,放入鼓風(fēng)干燥箱進(jìn)行滅菌,在140 ℃條件下滅菌4 h,備用。

2) 挑選:挑選表面光滑,大小適中,成熟度較好的草莓果實(shí)。

3) 清洗:用蒸餾水將草莓清洗干凈,瀝干。

4) 打漿:將晾干后的草莓,分批放入榨汁機(jī)中打漿,要求汁液無明顯的果肉呈現(xiàn),將汁液按等份分別裝入5個5 L的發(fā)酵罐中。

5) SO2處理:在漿體中加入偏重亞硫酸鉀30 mg/L進(jìn)行SO2處理。

6) 酶解:加入果膠酶,45 ℃溫度下酶解4 h。

7) 成分調(diào)整:用手持糖度計和酸度計測出汁液的初始糖度為10 °Bx,pH為3.3,加入白砂糖和氫氧化鈉溶液,調(diào)節(jié)至糖度為22 °Bx,pH為4。

8) 活化酵母:稱取所需要的酵母量加入100 mL 38 ℃溫水中活化30 min。

9) 主發(fā)酵:在每個發(fā)酵罐中分別加入活化的酵母,接種量為0.2 g/L,攪拌均勻,貼上標(biāo)簽,封裝,放入24 ℃的生化培養(yǎng)箱中進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵5 d,期間每天跟蹤監(jiān)測酒體的糖度、酸度和酒精度。

10) 過濾:將主發(fā)酵后的發(fā)酵酒體在無菌條件下用紗布進(jìn)行過濾,得到酒體,分別裝入到提前滅菌的2.5 L發(fā)酵罐中,密封,貼上標(biāo)簽。

11) 后發(fā)酵:將發(fā)酵罐封口,繼續(xù)發(fā)酵,室溫20 ℃發(fā)酵10 d,結(jié)束發(fā)酵。

12) 陳釀:將發(fā)酵好的酒液進(jìn)行密封陳釀。

1.3.2 發(fā)酵特性的測定

打漿后的草莓汁液分裝在5個5 L的發(fā)酵罐中,每個發(fā)酵罐分裝量為1.5 L,分別加入0.160 5 g偏重亞硫酸鉀,放置30 min后,分別加入0.03 g果膠酶,放置4 h進(jìn)行酶解,然后分別接種5種酵母(L2323,BO213,F15,果酒專用酵母和RV002),接種量為0.2 g/L,進(jìn)行5 d主發(fā)酵,每天跟蹤測定糖度、酸度和酒精度,主發(fā)酵結(jié)束后,再進(jìn)行10 d的后發(fā)酵,每天跟蹤監(jiān)測糖度、酸度和酒精度。

1) 酵母發(fā)酵力的測定[11]:酵母活化后,按體積分?jǐn)?shù)6%的接種量接種到液體YPD培養(yǎng)基中(接種后,酵母細(xì)胞數(shù)量為106數(shù)量級),24 ℃培養(yǎng),以不接種酵母的YPD培養(yǎng)基作為對照。發(fā)酵過程中定時稱重并記錄數(shù)據(jù),計算CO2的釋放量。以CO2的釋放量為縱坐標(biāo),主發(fā)酵時間為橫坐標(biāo),繪制發(fā)酵速率曲線,計算出酵母發(fā)酵力。

2) 糖度的測定[12]:吸取斐林A,B液各5 mL于250 mL三角瓶中,加50 mL水,搖勻,在電爐上加熱至沸騰,在沸騰狀態(tài)下用制備好的5 mL試樣滴定,當(dāng)溶液的藍(lán)色即將消失而呈紅色時,加2滴亞甲基藍(lán)指示劑,繼續(xù)滴定至藍(lán)色消失,記錄消耗的試樣的體積,后發(fā)酵采用同樣的方法繼續(xù)測定。

3) 酸度的測定[12]:取待測酒樣5 mL,置于250 mL三角瓶中,加水50 mL,加2滴酚酞指示劑,搖勻后立即用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至微紅色終點(diǎn),保持30 s不褪色。以水代替試樣做空白試驗(yàn),其中酸度以乳酸計。

4) 酒精度的測定[12]:測定酒精體積分?jǐn)?shù)。用一干燥的250 mL容量瓶準(zhǔn)確量取100 mL液溫20 ℃的樣品于500 mL蒸餾瓶中,用50 mL水分3次沖洗容量瓶后加3～5粒玻璃珠。用100 mL容量瓶作接收器,緩慢加熱蒸餾,收集餾出液100 mL,取下容量瓶。將上述餾出液倒入潔凈干燥的量簡內(nèi)靜置數(shù)分鐘,待樣品靜止后輕輕放入溫度計及酒精計平衡5 min,水平觀測讀取與液面彎曲相切處的酒精計刻度示值,同時記錄測量時的溫度,查表,求得試樣中酒精的體積分?jǐn)?shù)。

5) 干浸出物的測定[12]:用100 mL容量瓶量取100 mL液溫20 ℃樣品,倒入200 mL瓷蒸發(fā)皿中,于水浴上蒸發(fā)至體積約為原來的1/3時取下。冷卻后將殘液小心地移入原容量瓶中,用水多次蕩洗蒸發(fā)皿,并將洗液倒入原容量瓶中,于20 ℃下定容至刻度。

6) 揮發(fā)酸的測定[12]:安裝好蒸餾裝置,吸取10 mL液溫20 ℃的樣品,在該裝置上進(jìn)行蒸餾,收集100 mL餾出液。將餾出液加熱至沸騰,加入2滴10 g/L的酚酞指示液,用0.05 mol/L的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至粉紅色,30 s內(nèi)不變色即為終點(diǎn),記下消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積,按照實(shí)測揮發(fā)酸計算公式[11]計算出揮發(fā)酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.3.3 感官評價標(biāo)準(zhǔn)

按照標(biāo)準(zhǔn)QB/T 15038—2006將感官評價標(biāo)準(zhǔn)作了部分修改。感官評定小組由具有食品專業(yè)相關(guān)背景的具有副高職稱以上人員組成,確定具體分值并建立感官評價表,按照表1所列各項標(biāo)準(zhǔn)[13]對酒體的色澤、香氣、滋味和回味指標(biāo)進(jìn)行評分。

表1 草莓酒感官評分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 5種酵母的酵母發(fā)酵力

主發(fā)酵期間,按照1.3.2節(jié)方法1)分別測定L2323,BO213,F15,果酒專用酵母和RV002 5種釀酒酵母的酵母發(fā)酵力,每天測定1次,共5次,結(jié)果如圖1所示。

圖1 CO2釋放量的變化曲線Fig.1 Change curve of CO2 release

由圖1可知:主發(fā)酵第1天,5種釀酒酵母所對應(yīng)的酒體中釋放的CO2都為零;從第2天開始,5種酵母所對應(yīng)的酒體開始釋放CO2。主發(fā)酵期間,L2323酵母和果酒專用酵母所對應(yīng)的酒體中CO2的釋放量明顯高于BO213,F15和RV002 3種酵母,其中果酒專用酵母釋放的CO2最多,即果酒專用酵母的酵母發(fā)酵力最大,對草莓果漿具有較好的適應(yīng)性,發(fā)酵迅速,持續(xù)時間短。BO213,F15和RV002 3種酵母在主發(fā)酵期間CO2的釋放量幾乎相同,這3種酵母的酵母發(fā)酵力基本一致。

2.2 主發(fā)酵期間糖度、酸度和酒精度的比較

2.2.1 主發(fā)酵期間酒體糖度的變化

按照1.3.2節(jié)方法2)分別測定L2323,BO213,F15,果酒專用酵母和RV002 5種釀酒酵母酒體的糖度,每天測定1次,共5次,結(jié)果如圖2所示。

圖2 主發(fā)酵糖度變化對比Fig.2 Comparison of changes in the degree of primary fermentation sugar

由圖2可知:在主發(fā)酵過程中,糖度隨著時間的延長而逐漸減少。其中主發(fā)酵第1天,L2323,BO213,F15,果酒專用酵母和RV002 5種釀酒酵母所對應(yīng)的漿液糖度都調(diào)節(jié)到22 g/L,然后以果酒專用酵母為標(biāo)準(zhǔn),評價其他4種釀酒酵母的糖度變化。L2323,BO213和F15 3種釀酒酵母的糖度在前4天都沒有果酒專用酵母下降得快,第5天只有F15釀酒酵母與果酒專用酵母的糖度一致。采用RV002釀酒酵母的酒體糖度在前4天都比果酒專用酵母下降得快,直到第5天與果酒專用酵母基本一致。

因?yàn)榻湍妇诎l(fā)酵過程中消耗了白砂糖,產(chǎn)生了酒精和CO2,所以草莓酒的糖度隨著發(fā)酵時間的延長而逐漸減少,與果酒專用酵母相比,RV002酵母消耗的糖量最多,產(chǎn)生的酒精度最大。

2.2.2 主發(fā)酵期間酒體酸度的變化

按照1.3.2節(jié)方法3)分別測定L2323,BO213,F15,果酒專用酵母和RV002 5種釀酒酵母酒體的酸度,每天測定1次,共5次,結(jié)果如圖3所示。

圖3 主發(fā)酵酸度變化對比Fig.3 Comparison of the acidity changes of the main fermentation

由圖3可知:酸度隨著發(fā)酵時間的延長逐漸升高。主發(fā)酵第1天,L2323,BO213,F15,果酒專用酵母和RV002 5種釀酒酵母所對應(yīng)的漿液酸度都調(diào)至4,然后以果酒專用酵母為標(biāo)準(zhǔn),評價其他4種釀酒酵母的酸度變化。第2天,果酒專用酵母發(fā)酵酒體酸度高于其他4種釀酒酵母;第3天,其他4種酵母酸度上升加快,均比果酒專用酵母高;第4天,L2323,F15和RV002 3種釀酒酵母與果酒專用酵母一致,只有BO213酵母的酸度高于果酒專用酵母;第5天,L2323和F15酵母的酸度與果酒專用酵母仍保持一致,BO213酵母的酸度高于果酒專用酵母,只有RV002酵母的酸度比果酒專用酵母低。

酵母菌通過呼吸作用產(chǎn)生CO2,而CO2溶于水,呈酸性,所以草莓酒的酸度隨著發(fā)酵時間的延長而增大。酸度過高的條件不利于酒體發(fā)酵,與果酒專用酵母相比,采用RV002釀酒酵母的酒體酸度最低,有利于釀酒酵母的發(fā)酵,酒體質(zhì)量更好。

2.2.3 主發(fā)酵期間酒體酒精度的變化

按照1.3.2節(jié)方法4)分別測定L2323,BO213,F15,果酒專用酵母和RV002 5種釀酒酵母酒體的酒精度,每天測定1次,共5次,結(jié)果如圖4所示。

圖4 主發(fā)酵酒精度變化對比Fig.4 Comparison of the changes in alcohol concen- tration of primary fermentation

由圖4可知:酒精度隨發(fā)酵時間的延長逐漸增大。以果酒專用酵母為標(biāo)準(zhǔn),評價其他4種釀酒酵母的酒精度變化。在主發(fā)酵的5 d期間內(nèi),采用F15酵母的酒體的酒精度始終低于采用果酒專用酵母的酒體。主發(fā)酵第1天,采用L2323,BO213和RV002 3種酵母的酒體酒精度高于果酒專用酵母;第2天,采用L2323和RV002酵母的酒體酒精度高于果酒專用酵母,BO213酵母跟果酒專用酵母一致;第3天,采用BO213和RV002酵母的酒體酒精度高于果酒專用酵母,L2323酵母的酒體酒精度卻低于果酒專用酵母;第4天,采用果酒專用酵母的酒體酒精度高于L2323酵母,等于BO213酵母,低于RV002酵母;第5天,采用L2323,BO213和RV002 3種酵母的酒體酒精度均高于果酒專用酵母。相比之下,采用RV002酵母的酒體酒精度最高。

在主發(fā)酵過程中,酵母菌逐漸消耗糖來產(chǎn)生酒精,使酒精度升高。草莓酒的酒精度隨著發(fā)酵時間的延長而升高[14]。與果酒專用酵母相比,采用RV002酵母發(fā)酵的酒體的酒精度最高。

2.3 后發(fā)酵期間總糖、總酸和酒精度的比較

2.3.1 后發(fā)酵期間酒體總糖的變化

按照1.3.2節(jié)方法2)分別測定L2323,BO213,F15,果酒專用酵母和RV002 5種釀酒酵母酒體的糖度,每天測定1次,共5次,結(jié)果如圖5所示。

圖5 后發(fā)酵糖度變化對比Fig.5 Comparison of changes in sugar concentrations in postfermentation

由圖5可知:糖度隨發(fā)酵時間的延長呈下降趨勢。以果酒專用酵母為標(biāo)準(zhǔn),評價其他4種釀酒酵母的糖度變化。后發(fā)酵期間,只有RV002酵母的糖度下降趨勢緩于果酒專用酵母,L2323,BO213和F15 3種酵母的糖度下降趨勢均比果酒專用酵母明顯,其中BO213酵母最明顯。

在后發(fā)酵過程中,對糖的利用強(qiáng)度減少,產(chǎn)生的酒精也逐漸減少,糖度下降趨勢較緩慢[15-16]。與果酒專用酵母相比,BO213釀酒酵母利用糖的強(qiáng)度最大,產(chǎn)生的酒精最多。

2.3.2 后發(fā)酵期間酒體酸度的變化

按照1.3.2節(jié)方法3)分別測定L2323,BO213,F15,果酒專用酵母和RV002 5種釀酒酵母酒體的酸度,每天測定1次,共5次,結(jié)果如圖6所示。

圖6 后發(fā)酵酸度變化對比Fig.6 Comparison of changes in acidity in post-fermentation

由圖6可知:總酸的變化隨著發(fā)酵時間的延長先增加后減少。以果酒專用酵母為標(biāo)準(zhǔn),評價其他4種釀酒酵母的酸度變化。主發(fā)酵期間,只有采用RV002酵母的酒體的酸度始終低于采用果酒專用酵母的酒體。因?yàn)榻湍妇粑饔卯a(chǎn)生了CO2,CO2融于水呈酸性[16]。與果酒專用酵母相比,采用RV002釀酒酵母的酒體酸度最低,有利于釀酒酵母的發(fā)酵,酒體質(zhì)量更好。

2.3.3 后發(fā)酵期間酒體酒精度的變化

按照1.3.2節(jié)方法4)分別測定L2323,BO213,F15,果酒專用酵母和RV002 5種釀酒酵母酒體的酒精度,每天測定1次,共5次,結(jié)果如圖7所示。

圖7 后發(fā)酵酒精度變化對比Fig.7 Comparison of changes in alcohol concentrations in post-fermentation

由圖7可知:隨著發(fā)酵時間的延長,酒精度先升后降。酵母在發(fā)酵過程中主要是通過分解糖來產(chǎn)生酒精,果汁中的糖一部分用來維持酵母的生長和繁殖,另一部用來發(fā)酵生成酒精,當(dāng)酵母接種量過多時,酒體中的糖就主要用來維持酵母的生長和繁殖而導(dǎo)致用來發(fā)酵酒精的糖減少,使酒精度降低[8]。

2.4 后發(fā)酵結(jié)束后5種釀酒酵母的理化指標(biāo)

按照1.3.2節(jié)方法5,6)分別測定L2323,BO213,F15,果酒專用酵母和RV002 5種釀酒酵母酒體的干浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)和揮發(fā)酸質(zhì)量分?jǐn)?shù),做3次重復(fù),取平均值,結(jié)果如表2所示。酒體干浸出物和揮發(fā)酸呈正相關(guān),干浸出物的質(zhì)量濃度直接影響果酒的品質(zhì)。由表2可知:L2323酵母干浸出物質(zhì)量濃度和揮發(fā)酸與果酒專用酵母比較接近,其次是RV002,BO213和F15。

表2 理化指標(biāo)對比表

2.5 發(fā)酵后酒體感官評價

按照1.3.3節(jié)感官評分標(biāo)準(zhǔn),分別對L2323,BO213,F15,果酒專用酵母和RV002 5種釀酒酵母發(fā)酵后酒體進(jìn)行感官評分,結(jié)果如表3所示。

表3 感官評分測定對比表

由表3可知:采用L2323酵母釀造的草莓酒呈粉紅色,有草莓應(yīng)該有的香氣和酒香,口感爽口,回味蜜甜,回味時間略短;采用BO213酵母釀造的酒體有色澤,略有香氣,口感綿甜,回味蜜甜,回味時間短;采用F15與BO213酵母釀造的酒體品質(zhì)相差不大;采用果酒專用酵母釀造酒體,粉紅色特別明顯,草莓香氣和酒香渾然一體,酸甜可口,回味蜜甜且持續(xù)時間長。采用RV002酵母釀造的酒體粉紅色特別明顯,香氣濃郁,口感爽口,回味蜜甜時間很長。

3 結(jié) 論

實(shí)驗(yàn)采用5種不同酵母對草莓酒發(fā)酵和理化特性的影響,發(fā)酵特性以酵母發(fā)酵力、糖度、酸度、酒精度、干浸出物、揮發(fā)酸和感官品評作為評價指標(biāo),對所使用的L2323,BO213,F15,果酒專用酵母和RV0025種酵母進(jìn)行篩選。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:RV002酵母具有較好的適應(yīng)性,發(fā)酵快,發(fā)酵能力強(qiáng),能釀制出優(yōu)質(zhì)的干型草莓果酒,表現(xiàn)出較強(qiáng)的發(fā)酵能力,釀制的果酒具有較高的干浸出物,營養(yǎng)價值高,且具有濃郁的草莓果香,果酒的典型性明顯。RV002酵母發(fā)酵的草莓酒風(fēng)味最佳,回味蜜甜,酒體的酒精度最高,是最佳的草莓酒釀造酵母。