桑葚果酒的发酵工艺研究

刘功良;余洁瑜;姜弘佳;赵翾;白卫东;黄星源

【摘 要】Using mulberry as raw material and angel active yeast SY as fermentation starter,mulberry fruit wine was prepared by pure juice fermentation.Through single factor and response surface methodology,the optimum fermentation conditions of mulberry fruit wine was determined as follows:initial sugar content 204 g/L,active dry yeast inoculum 1.4 g/L,without K2S2O5 addition,nature pH,fermentation temperature 30 ℃,time 8 d.Under the optimal conditions,the alcohol content of the fruit wine was 9.3％vol,the total sugar content was 18.48 g/L and the total acid content was 8.12 g/L.Under the above conditions,the produced mulberry fruit wine was clear with pure wine color,delicious taste,mellow aroma and unique flavor,the sensory evaluation score was 88.7.%以桑葚为原料,安琪活性干酵母SY为发酵菌种,采用全汁发酵法酿造桑葚果酒,通过单因素和响应面试验优化,确定了桑葚果酒的最佳发酵工艺条件:起始糖度为204 g/L,活性干酵母接种量为1.4 g/L,不添加偏重亚硫酸钾,起始pH自然,发酵温度为30℃,发酵时间8d,制备得到的桑葚果酒的酒精度可达到9.3％vol,残总糖18.48 g/L,总酸8.12 g/L.该条件下,桑葚果酒酒液澄清透亮,颜色纯正,酒香果香浓郁,酸甜适口,口感醇厚,风味独特,感官评分为88.7分.

【期刊名称】《中国酿造》

【年(卷),期】2017(036)011

【总页数】5页(P59-63)

【关键词】桑葚;发酵;果酒

【作 者】刘功良;余洁瑜;姜弘佳;赵翾;白卫东;黄星源

【作者单位】仲恺农业工程学院轻工食品学院,广东广州510225;广州市广式传统食品加工与安全控制重点实验室,广东广州510225;仲恺农业工程学院轻工食品学院,广东广州510225;仲恺农业工程学院轻工食品学院,广东广州510225;仲恺农业工程学院轻工食品学院,广东广州510225;广州市广式传统食品加工与安全控制重点实验室,广东广州510225;仲恺农业工程学院轻工食品学院,广东广州510225;广州市广式传统食品加工与安全控制重点实验室,广东广州510225;仲恺农业工程学院轻工食品学院,广东广州510225

【正文语种】中 文

【中图分类】TS262.7

桑葚被我国卫生部列为“既是食品又为药品”的农产品之一[1],常食使人精神饱满,气色红润,耳聪目明[2]。我国桑葚资源丰富,但季节性强,常温条件下不耐贮藏。采用全汁发酵法酿造桑葚果酒有助于增加桑葚深加工种类,具有很大的市场潜力和社会效益[3]。研究发现,桑葚果酒营养价值极高,果酒中花青素含量是红葡萄酒的5倍,白黎芦醇含量达1.38 μg/mL[4-5],此外桑葚红色素对一些自由基有不同程度的清除作用[6]。目前国内外研究较多的是桑葚利口酒,桑葚与其他果汁混合发酵酒以及利用桑葚汁稀释发酵酒[7-10],全汁发酵法生产桑葚果酒的研究并不多。采用全汁发酵法不仅更大程度地保留了桑葚中的营养成分,而且使发酵后的果酒果香更纯更浓郁。

本试验对桑葚果酒发酵工艺进行优化研究,比较不同工艺条件下果酒的理化指标及感官特性的变化,并最终确定最优的发酵工艺条件;通过跟踪监测发酵后酒精度、残总糖、总酸和感官评价等指标来确定发酵最佳工艺参数,以期为果酒发酵提供参考。

1.1 材料与试剂

新鲜桑葚:广东省伦教蚕种场;安琪葡萄酒果酒专用酵母SY:湖北安琪酵母有限公司;精制红棉白砂糖:广州市华侨糖厂。

1.2 仪器与设备

JJ600精密电子天平:常熟双杰测试仪器厂;HH-4数显恒温水浴锅:常州澳华仪器有限公司;SW-CJ-IF超净工作台:上海博迅实业有限公司医疗设备厂;DHP-9602电热恒温培养箱:上海一恒科学仪器有限公司;0～40酒精计:余姚市方桥实验仪表厂;pHS-3CP pH计:雷磁酸度计pHS-3C。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程及操作要点[11-12]

采收:采收要求在晴天进行,挑选八成熟以上,颜色呈红色或紫红色、颗粒饱满的果实。用塑料或不锈钢制容器盛放,避免与铁容器接触。

清洗、压榨:桑葚果较脆弱,清洗时不可剧烈搅拌。用清水浸泡,除去附着在果实表面的污物和农药,然后用榨汁机榨汁。

果汁改良:向桑葚果汁中添加适量的偏重亚硫酸钾(K2S2O5),防止果汁氧化,并且能够抑制其他杂菌生长的作用。用精制白砂糖调整果汁至适当起始糖度。分别利用柠檬酸和碳酸氢钠来调节pH。

巴氏杀菌:将调配好的桑葚果汁于恒温水浴锅(70℃)中水浴20 min左右,冷却置于45～50℃的水浴锅中。

菌种活化:称取安琪葡萄酒干酵母SY,按1∶20(w/w)加入2%蔗糖溶液中,于38℃水浴锅中水浴活化30～35min。

酒精发酵:先用4层纱布封口发酵3 d左右(可通过观察气泡的产生量确定),第4天开始在纱布外加上一层保鲜膜,继续发酵,发酵时间为8 d左右,可通过观察气泡产生情况确定。

1.3.2 不同因素对果酒理化指标及感官评价的影响

分别考察起始糖度(160 g/L、180 g/L、200 g/L、220 g/L、240g/L),酵母接种量(1g/L、2g/L、3g/L、4g/L、5g/L、6g/L),K2S2O5添加量(0、20 mg/L、40 mg/L、60 mg/L、80 mg/L、100 mg/L),起始pH(3.5、4.0、4.5、5.0、自然),发酵温度(20 ℃、25℃、30℃)及发酵时间(7 d、8 d、9 d、10 d)对桑葚果酒品质的影响,以桑葚果酒的酒精度、残总糖和感官评价分值为评价指标,确定各单因素的最佳水平。

1.3.3 Box-Behnken Design试验设计

根据单因素试验的结果,选取对桑葚果酒品质影响较大的3个因素确定Box-Behnken设计的因素和水平,以感官评分(Y)为响应值,通过响应面分析优化果酒发酵工艺,响应面试验因素与水平见表1。

1.3.4 测定方法

(1)感官评分

参考GB/T 15038—2006《葡萄酒果酒通用分析方法》中的感官分析法,由10名在酿酒专业中具有一定基础和经验的技术人员分别从外观、香味、口感及典型性等感官特性对桑葚果酒进行评分[13]。

(2)理化指标

酒精度、总糖(以葡萄糖计)、总酸(以酒石酸计)的测定:按GB/T 15038—2006葡萄酒果酒通用分析方法测定。

2.1 不同因素对果酒理化指标及感官评价的影响

2.1.1 不同起始糖度对桑葚果酒发酵的影响

由表3可知,起始糖度为160 g/L时,初始糖度较低,酵母先快速生产后,进入厌氧发酵产生酒精,原料很快就被酵母消耗完,到最后酵母之间相互抑制,利用糖速度快速下降,在发酵的第6天开始就基本没有气泡产生。起始糖度为180～240 g/L时,酒精度随起始糖度的增加而增加,初始糖度为180g/L时残总糖最低。结合感官评价可知,起始糖度为200 g/L时,酒体澄清透亮,酒香果香突出,酸甜适口,酒味醇厚,酒体风格典型,感官评分为.4分。综合以上分析,可得出初始糖度为200 g/L为最优起始糖度。

2.1.2 酵母接种量对桑葚果酒发酵的影响

由表4可知,酵母接种量为1～3 g/L时,桑葚果酒发酵较快速充分,但是发酵后对原酒风味的影响不同,当接种量≥3 g/L时,发酵的代谢产物多,使原酒的色泽较暗,口感酸涩味较重。综合考虑,接种量为2 g/L时,发酵较充分且原酒风味最佳,故确定2 g/L为酵母的最佳接种量。

2.1.3 K2S2O5添加量对桑葚果酒发酵的影响

由表5可知,添加K2S2O5后的原酒感官情况不佳,主要是由于桑葚汁中含有大量的有机酸,使发酵后的原酒酸性较高。添加K2S2O5后使口感变得酸涩甚至有苦味。故选取不添加K2S2O5为最优条件。在后续试验中,不考虑K2S2O5的添加。

2.1.4 起始pH对桑葚果酒发酵的影响

由表6可知,不同起始pH时酒精度的变化情况不是很明显,起始pH为5.0时,残总糖较低,但是感官评分也最低。起始pH为3.5或4.0时原酒口感酸涩,不够柔和。起始pH为4.5或5.0时原酒带有苦涩味。起始pH自然的原酒口感柔和,酸甜适中,酒体澄清。故选取起始pH自然为最优条件。

2.1.5 发酵温度对桑葚果酒发酵的影响

由表7可知,当发酵温度为20℃时,经过8 d的发酵,酒精度达到9.8%vol,但是口感酸涩不够协调。发酵温度为25℃和30℃时原酒的风味较好,酒体澄清透亮,酸甜适口。故选取26℃、28℃和30℃应用于响应面优化试验中。

2.1.6 发酵时间对桑葚果酒发酵的影响

由表8可知,发酵7 d时酒精度较低,酒香果香都较淡。发酵8 d时酒液澄清透亮,酒香果香突出,口感也相对协调。发酵9 d、10 d时酒液会变得比较浑浊,而且会伴有一丁点苦涩味。因此选择发酵时间8 d为最佳发酵时间。

2.2 桑葚果酒发酵工艺优化试验

根据单因素试验结果,综合考虑各因素对桑葚果酒品质的影响,选取起始糖度、酵母接种量和温度3个因素作为试验因素设计试验,以桑葚果酒感官评分(Y)为响应值。试验共有17个试验点,其中有12个析因点,5个中心点。设计及结果见表9,方差分析见表10。对响应面试验结果以感官评价分值进行响应面分析,方差分析表明,整体模型的“Prob＞F”值＜0.05,表明该二次方程模型显著。在选定的水平条件下,各因素对模型影响大小为:酵母接种量＞起始糖度＞温度。其中酵母接种量对结果有显著性影响(P＜0.05),酵母接种量和起始糖度及酵母接种量和温度之间的交互作用对结果影响相对比较显著,响应面与等高线图见图1。

采用响应面分析法分析响应面试验结果,得到以感官评分值(Y)为响应值的回归方程。

根据响应面分析结果,将响应值设成最大值,由数学模型得到3个预测的较优工艺条件。结合实际操作条件,修正起始糖度为204 g/L、酵母接种量为1.4 g/L、发酵温度为30℃。在此优化条件下进行验证试验,以寻找桑葚果酒发酵的最佳工艺条件,结果见表11。

由表11可知,桑葚果酒发酵的最佳工艺条件为起始糖度204g/L,酵母接种量为1.4 g/L,温度为30℃。此时桑葚果酒的感官评价得分为88.7分,酒精度为9.3%vol,残总糖为18.48 g/L,总酸为8.12 g/L。

本研究通过检测桑葚果酒发酵后酒精度、残总糖、总酸和感官评分4项指标,发现酵母接种量对桑葚果酒发酵影响比较大。通过单因素和响应面试验研究,得到桑葚果酒发酵的最佳条件为起始糖度204 g/L,酵母接种量1.4 g/L,发酵温度30℃。该工艺条件下发酵的桑葚果酒酒精度9.3%vol,残总糖18.48 g/L,总酸8.12 g/L,感官评分88.7分,酒液为紫红色,有光泽,澄清透亮,酒香果香突出,口感醇厚,酸甜适口,风味独特。

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